※牛物下程
良晶科学
2011,V01.32,No.09213
酿酒活性干酵母生产工艺优化及干燥剂的选择
张建峰,耿宏伟,王丕武卡
(吉林农业大学生命科学学院,吉林长春
1301
18)
摘要:对酿酒活性干酵母(从DY)生产工艺进行优化及选定生产用保护剂。酿酒酵母体积分数l%~3%的接种量
接于发酵罐,28℃、200r/min,通气量10NL/min,培养40h:流化床干燥器进风温度90"C;司班.602%+吐温.802%的组合作为生产用保护剂,AADY活菌率可高达77.89%;海藻糖5%+司班.602%+吐温.802%的组合作为高端生产用保护剂或者用于保藏莺要菌种,AADY活菌率可达(83.52±1.87)%。关键词:酿酒活性干酵母;干燥保护剂;生产工艺
ProcessOptimizationandProtectiveAgenmforAlcoholActiveDryYeast
ZHANGJian・feng,GENGHong-wei,WANGPi—WU*
(CollegeofLifeSciences,JilinAgriculturalUniversity,Changchun
1301
18,China)
Abstract:Through
a
seriesofexpefiments,theprocessforproducingalcoholactivedryyeast(AADY)was
optimized
andtheoptimumprotectiveagentwasselected.Saccharomycescerevisiaeforthe
wasinoculated
at
1%--3%(W叻intoafermentor
optimized
Was
40h
Set
fermentation
at
28℃and10NL/minairflowwithshakingat200
a
r/rain.硼k
inlet
temperatureof
2%
fluidizedbedat
90℃.TheprotectiveagentusedforordinaryAADYwas
to
combinationof
2%Span.60and
Tween-80andthepercentageoflivingAADYcellswasup
2%Tween-80couldbeAADY
77.89%.Thecombinationof5%trehaloSe,2%Span-60and
comcrvationandkeep(83.52±1.87)%of
usedfortheplDtcctionofhigh-qualityAADYandstrain
cellsalive.
Keywords:alcoholactivedryyeast(AADY);dryingprotectiveagent;process
中图分类号:髑261.1文献标识码:A
文章编号:1002.6630(2011)09-0213-04
酿酒酵母菌是一种单细胞微生物,大多属于真菌中的子囊菌纲,主要有酿酒酵母、葡萄汁酵母、卡尔斯伯酵母、裂殖酵母、汉逊酵母、毕赤酵母、假丝酵母、球拟酵母和酒香酵母It】。酿酒活性干酵母(alcoh01.
fermentationactivedry
母的干燥,目前主要采用流化床的气流干燥法【6-,l。酵母菌细胞对干燥的抗性受到菌种、培养条件、干燥时间、干燥温度、保护剂等因素的影响,保护剂是最关
键的一个因素。而干燥保护剂的筛选是一项极为复杂的
yeast,AADY)是以固体干物质
工作。目前,国内外主要是通过传统的因子试验设计来筛选各菌株的干燥保护剂。本实验运用单因素试验,
对酿酒酵母的保护剂进行筛选。并对效果比较好的干燥
形式存在,而不失去活性的酿酒酵母产品【引。AADY有
两个基本特征:一是常温下长期贮存而不失去活性,
二是将AADY在一定条件下复水活化后,即恢复成自然状态并具有正常酵母活性的细胞f3.5】。AADY具有性能稳定、易于运输、使用方便等优点,被广泛地应用
于酿酒领域【4】。
保护剂进行组合实验,希望能达到较好的保护效果,为
AADY的生产提供参考。
1
材料与方法菌种
酿酒酵母由广东丹宝利酵母有限公司提供。
酿酒酵母干燥过程中会造成酵母细胞的失活,从而
影响AADY的发酵性能。因此,选择合适的干燥方法
1.1
是至关重要的。从酵母工业开始至今,吸水干燥、气流干燥、喷雾干燥和真空冷冻干燥等方法先后应用于酵
收稿日期:2010.09.14
1.2
试剂与仪器
VC、海藻糖、VE、吡哆醇、二甲基亚砜(DMSO)
基金项目:吉林省教育厅“十一五”科研规划项目(吉教科2009・363):吉林农业大学科研启动基金项目(吉农215—00081)作者简介:张建峰(1973—),男,副教授,博士研究生,研究方向为作物生物技术。E-maihzhangjianfen906@tsinghua.org.cn
・通信作者:王丕武(19581,男,教授,博士,研究方向为作物遗传育种和生物技术。E-mail:peiwuw@yahoo.corn.cn万方数据
214
2011,V01.32,No.09
食品科学
※生物下程
北京鼎国生物技术有限责任公司;甘油、蔗糖北京
北化精细化学品有限责任公司;L.谷氨酸钠、甘氨酸上海楷洋生物技术有限公司;甘露醇、乳糖、麦芽糖
沈阳市东兴试剂厂;聚乙烯吡咯烷酮(PVP.P)
杭州南杭
化工有限公司;D.山梨醇
青岛万盛化工有限公司;
司班.60
北京风礼精求商贸有限责任公司;脱脂奶粉
上海生物科技有限公司;叶温.80
沈阳市新西试荆厂;聚乙二醇(PEG6000)、PEG4000北京益科精细化
学品有限公司:肌醇郑州兴禾化工产品有限公司;
美蓝
北京恒业中远化工有限公司;以上试剂均为国产
化学纯试剂。
KF.30L发酵罐
韩国高百特发酵机(卜海)有限公
司;wBF.1流化床重庆英格制药机械有限公司;
BAS0.06/100板框压滤机
宁波永泉制药设备有限公司;
DLG.60单螺杆挤出造粒机
广州楷诚干燥设备有限公
司;SC69.D2C水份快速测定仪上海启威电子有限公司。
1.3
吕氏美蓝染色液配制
吕氏美蓝染色液:将0.39美蓝溶解于30mL
95%乙
醇中,充分搅拌,然后与100mL0.19/LKOH溶液混合,充分搅拌混合液,静止24h后弃去沉淀备用f8l。
1.4
培养基的配制麦芽汁培养基:每千克大麦芽粉加水4kg,45℃水
浴30min,升到63℃水浴30min,再升到70℃水浴约30min,以碘液检查不变蓝为准,过滤得麦芽汁。用蒸馏水调整糖度120Bx,以稀碱调pH5,火菌锅115℃、灭菌15mint9-lol。
1.5
菌体的培养、压榨、造粒、干燥
将经过平板纯化的酿酒酵母菌种接于两瓶麦芽汁培
养基中,每瓶培养基300mL/L,接种量l%,于28℃,
150r/rain摇床培养40h。然后全部接种到30L发酵罐中,
28℃、200r/min,通气量10NL/min,培养40h。培养液按一定比例加入十燥保护剂,经板框压滤机压榨,含水量不高于65%,利用单螺杆挤出造粒机造粒(1mm×
2mm)。送入流化床干燥器进行干燥。
1.6
AADY复水活化
取AADY0.59,加入复水活化液0.49/L匍萄糖液
15mL。放入水浴恒温振荡器中,38℃、130r/min、水
浴30min,即完成活化11II。
1.7
活菌率及含水量的测定
活菌率:参照GB/T22547—2008《饲料添加剂饲
用活性干酵母(酿酒酵母)》中的标准方法测定【91。含水量:取1.09酵母样品,采用水分快速测定仪测定。
1.8
发酵培养时间的选择
30L发酵罐分批培养时间分别取10、20、30、40、
50h,每批次发酵结束测定菌液浓度用OD枷。。表示;每
批次加入2%(占细胞干物质质量的质量分数)司班一60混
万方数据
合,在同样条件下进行压榨、造粒、流化干燥,控制
干酵母含水量6%左右,然后测定复水活化后的活菌率。
1.9
干燥温度的选择
30L发酵罐培养酵母茵,培养时间取1.8节结果中
最佳时间,培养获得的酵母泥加入2%司班一60混合,进行压榨、造粒。造粒后均分成几份,分别以进风温度40、50、60,70、80、90、100℃进行干燥[12-131,
控制干燥时间使千酵母含水量6%左右。然后测定复水
活化后的活蔺率…。
1.10
干燥保护剂的筛选
根据相关文献[14.17】,选定下列药品作为干燥保护
剂:L.谷氨酸钠、甘露醇、PVP.P、甘氨酸、D.山梨醇、司班.60、脱脂奶粉、叶温一80、VC、海藻糖、
PEG6000、PEG4000、麦芽糖、乳糖、甘油、肌醇、VE、吡哆醇、DMSO、蔗糖。每种干燥保护剂分别设定5个添加量,与发酵后的酵母乳充分混合后压榨、
造粒、干燥,控制干燥时间使干酵母含水量6%左右,
然后测定复水活化后的活菌率。通过实验确定单个干燥
保护剂的最佳添加鼍。然后比较每种干燥保护剂在各自
的最佳添加量下的保护效果。
1.1l
干燥保护剂的优化组合
将I.10节中选出的效果比较好的干燥保护剂按一定
比例混合后使用,加入酵母乳后进行压榨、造粒、干燥,控制干燥时间使干酵母含水量6%左右,然后测定
复水活化后的活菌率。采用L9(34)正交试验设计见表ltXSl。
表1正交试验因素水平表
Table1
Factorsandlevelsintheorthogoaalarray
design
1.12
统计分析方法
实验数据表示为i±J,使用统计分析软件SPSS
12.0
进行统计学分析。单因素分析采用ANOVA方法和
Duncan多重比较,以P<0.01表示差异显著。
2
结果与分析
2.1
发酵培养时间的选择
从图l可看出,0D一。值随培养时间的变化符合酿
酒酵母的生长规律,30h后进入稳定期。由AADY活
荫率随培养时间的变化关系可以看出,在对数生长期的
酵母菌干燥后死亡量比较大,而稳定期的酵母干燥后活
菌率较高。因此考虑生物量和AADY活菌率两项指标都
※生物下程
—imm—lm
—ii
i,—・_・—————!!!_,-—_・_・—I——_—_—_I____—l—・I—————・___—・・—I_・——__————・I・—_・———・——-
旦晶科学
2011.V01.32,No.09215
是应该选择40h的培养时间比较恰当。
70
1124
毒1l
雏
:
20爝
10隶
O0
0
10
20
304050
培养时倒m
图I
OD・m.值、AADY活菌率随培养时间的变化情况
№l
changesinOEtm.valueandUvingcell
rate
ofAADYduring
culture
22
干燥温度的选择
80
逑70
嚣60
誊50
呈40
30
405060
708090100
干燥温度/'C
图2干燥温度对AADY活菌率的影响
n口Effectofdrymgtemperature
On
livingceHrateofAADY
从图2可以看出,AADY活菌率随着流化床干燥器0
0℃的降低非常明显,考虑到干燥需要的时间和
干燥保护剂的筛选
表2干燥保护剂对AADY活菌率的影响
Table
2Effect
ofdryingprotective
agents
Oil
livingcell
rateofAADY
十燥f舻利添加景膀AADY活菌串膀
海海皤
5
81.35±1.243‘脱脂奶粉
557.72±1.883c
吐嚣;I-80265.34±0.9474s肌醇2
53.01±n58卯
司班-60
264.70±!.307s珏640∞
5
52.89±O.73000甘蘑蹲
2
61.16±0.加26c
、E
l49.95±1.36l“只淞6唧
5邡恬7±o.棚38c甘油2
4936±】.6815
l
∞.42±15,9cp璧P5
49.26±l脚
麦芽糖5
60.23±1.920。吡哆醇
乳糖60.03±2.657c啪
2
48.83±1.389ES548j2±0.8156E甘氨酸
l59.43±1.580c、C
l
46.44±1.175F2
59.3l±1.8S4c
口潍
5
37.09±1.490G
对选定的20种保护剂分别做单因素试验,每种保
万方数据
甘露醇2%、PVP・P5%、甘氨酸1%、D.山梨醇2%、司班-602%、脱脂奶粉5%、吐温.802%、VC1%、
海藻糖5%、PEG60005%、PEG40005%、麦芽糖5%、
乳糖5%、甘油2%、肌醇2%、VE1%、吡哆醇2%、
DMSO5%、蔗糖5%。选定各种保护剂的最佳添加量进行单因素比较试验,结果见表2。
从表2可以看出,效果较好的保护剂是海藻糖、司
班一60、吐温一80,由此3种保护剂进行下一步正交试验找出最好的组合。
2.4
干燥保护剂的优化组合试验结果
表3正交试验结果与分析
Table3
Orthogonal
arraylayoutand
experimental
results
由表3可以看出,影响干燥的因素主次顺序为C>
z丑:。即海藻糖5%、
2%、吐温一802%作为干燥剂的最优组合。
验证实验
从正交试验结果分析得出,CzAzBz组合的保护效果
z曰:进行实验,
2%)的组合AADY活菌率也高达77%,完
讨论与结论
通过一系列实验研究,可以看出OD删。。值的变化
进风温度的提高逐渐降低,40~90℃的减少比较缓慢,
1AADY活荫率双重因素,选择90℃的进风温度。
2.3
A>曰,干燥剂的最优组合为C:A司班-602_5
干燥保护剂添加凯AADY活菌撕
最好,而9组试验中C2A,B,组合所得AADY活菌率为
最高值,与最优组合C2A:B:比较,同时考虑到海藻糖成本较高,加入一组去掉海藻糖的组合A每组重复3次。结果表明:CzA:Bz的AADY活菌率为
L奄氨酸钠肛山梨醇
(8352±1.聊%;C诅瘕的AADY活蔺率为(82.75±2.Cr7)%:
A282的AADY活茵率为(77.89±2.26)%。可见,正交
试验设计得出的最优组合效果最好。另外A:B:(司班.60
2%+吐温一80全可以满足生产需要,而且实验过程中发现这样组合可以解决司班.60难溶于水的问题。
3
注:袁中数据后标注不同人写字母表示差异显著(P<O.0D。
护剂选定5个添加量做干燥实验,确定每种保护剂的最佳用量。具体数据省略,结果如下:L.谷氨酸钠l%、
符合酿酒酵母的生长规律。AADY的活菌率在对数生长
期(10-~30h)偏低,而在稳定期(40h左右)较高,分析是对数生长期细胞处于大量繁殖阶段,细胞壁膜比较薄,细胞内物质累计不足,抵抗外界条件变化能力差。另
外,海藻糖对AADY的保护效果极为突出,同时海藻
糖的协同保护效果也很好,这与赵志华等…l的研究结论相吻合。考虑到海藻糖目前的生产成本还很高,结果
表明,司班.602%+吐温.802%的组合效果较好。由
此得到优化的酿酒活性干酵母(AADY)生产条件:酿酒
酵母1%~3%接种于发酵罐,28℃、200r/min,通气
量10NL/rain,培养40h:流化床干燥器进风温度90℃;司班.602%+吐温.802%的组合作为生产用保护剂,
AADY活菌率可高达77.89%;海藻糖5%+司班一602%+吐温.802%的组合作为高端生产用保护剂或者用于保藏重要菌种,AADY活菌率可达(83.52±1.S7)%。参考文献:
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284cr7.
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2003(9):7一10;13.
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diI啊槭∞p
ccdurcs
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陈毛清,赵华.葡萄酒活性干酵母的干燥工艺研究【刀.酿酒科技,2006
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D,INGLEDEWWM.Fluidizcd
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张吉祥,赵文静,白晓杰,等.正交试验法优化黑米黑色素的超声辅助提取工艺册.食品科学,2010,31(4):39-41.
※牛物下程
良晶科学
2011,V01.32,No.09213
酿酒活性干酵母生产工艺优化及干燥剂的选择
张建峰,耿宏伟,王丕武卡
(吉林农业大学生命科学学院,吉林长春
1301
18)
摘要:对酿酒活性干酵母(从DY)生产工艺进行优化及选定生产用保护剂。酿酒酵母体积分数l%~3%的接种量
接于发酵罐,28℃、200r/min,通气量10NL/min,培养40h:流化床干燥器进风温度90"C;司班.602%+吐温.802%的组合作为生产用保护剂,AADY活菌率可高达77.89%;海藻糖5%+司班.602%+吐温.802%的组合作为高端生产用保护剂或者用于保藏莺要菌种,AADY活菌率可达(83.52±1.87)%。关键词:酿酒活性干酵母;干燥保护剂;生产工艺
ProcessOptimizationandProtectiveAgenmforAlcoholActiveDryYeast
ZHANGJian・feng,GENGHong-wei,WANGPi—WU*
(CollegeofLifeSciences,JilinAgriculturalUniversity,Changchun
1301
18,China)
Abstract:Through
a
seriesofexpefiments,theprocessforproducingalcoholactivedryyeast(AADY)was
optimized
andtheoptimumprotectiveagentwasselected.Saccharomycescerevisiaeforthe
wasinoculated
at
1%--3%(W叻intoafermentor
optimized
Was
40h
Set
fermentation
at
28℃and10NL/minairflowwithshakingat200
a
r/rain.硼k
inlet
temperatureof
2%
fluidizedbedat
90℃.TheprotectiveagentusedforordinaryAADYwas
to
combinationof
2%Span.60and
Tween-80andthepercentageoflivingAADYcellswasup
2%Tween-80couldbeAADY
77.89%.Thecombinationof5%trehaloSe,2%Span-60and
comcrvationandkeep(83.52±1.87)%of
usedfortheplDtcctionofhigh-qualityAADYandstrain
cellsalive.
Keywords:alcoholactivedryyeast(AADY);dryingprotectiveagent;process
中图分类号:髑261.1文献标识码:A
文章编号:1002.6630(2011)09-0213-04
酿酒酵母菌是一种单细胞微生物,大多属于真菌中的子囊菌纲,主要有酿酒酵母、葡萄汁酵母、卡尔斯伯酵母、裂殖酵母、汉逊酵母、毕赤酵母、假丝酵母、球拟酵母和酒香酵母It】。酿酒活性干酵母(alcoh01.
fermentationactivedry
母的干燥,目前主要采用流化床的气流干燥法【6-,l。酵母菌细胞对干燥的抗性受到菌种、培养条件、干燥时间、干燥温度、保护剂等因素的影响,保护剂是最关
键的一个因素。而干燥保护剂的筛选是一项极为复杂的
yeast,AADY)是以固体干物质
工作。目前,国内外主要是通过传统的因子试验设计来筛选各菌株的干燥保护剂。本实验运用单因素试验,
对酿酒酵母的保护剂进行筛选。并对效果比较好的干燥
形式存在,而不失去活性的酿酒酵母产品【引。AADY有
两个基本特征:一是常温下长期贮存而不失去活性,
二是将AADY在一定条件下复水活化后,即恢复成自然状态并具有正常酵母活性的细胞f3.5】。AADY具有性能稳定、易于运输、使用方便等优点,被广泛地应用
于酿酒领域【4】。
保护剂进行组合实验,希望能达到较好的保护效果,为
AADY的生产提供参考。
1
材料与方法菌种
酿酒酵母由广东丹宝利酵母有限公司提供。
酿酒酵母干燥过程中会造成酵母细胞的失活,从而
影响AADY的发酵性能。因此,选择合适的干燥方法
1.1
是至关重要的。从酵母工业开始至今,吸水干燥、气流干燥、喷雾干燥和真空冷冻干燥等方法先后应用于酵
收稿日期:2010.09.14
1.2
试剂与仪器
VC、海藻糖、VE、吡哆醇、二甲基亚砜(DMSO)
基金项目:吉林省教育厅“十一五”科研规划项目(吉教科2009・363):吉林农业大学科研启动基金项目(吉农215—00081)作者简介:张建峰(1973—),男,副教授,博士研究生,研究方向为作物生物技术。E-maihzhangjianfen906@tsinghua.org.cn
・通信作者:王丕武(19581,男,教授,博士,研究方向为作物遗传育种和生物技术。E-mail:peiwuw@yahoo.corn.cn万方数据
214
2011,V01.32,No.09
食品科学
※生物下程
北京鼎国生物技术有限责任公司;甘油、蔗糖北京
北化精细化学品有限责任公司;L.谷氨酸钠、甘氨酸上海楷洋生物技术有限公司;甘露醇、乳糖、麦芽糖
沈阳市东兴试剂厂;聚乙烯吡咯烷酮(PVP.P)
杭州南杭
化工有限公司;D.山梨醇
青岛万盛化工有限公司;
司班.60
北京风礼精求商贸有限责任公司;脱脂奶粉
上海生物科技有限公司;叶温.80
沈阳市新西试荆厂;聚乙二醇(PEG6000)、PEG4000北京益科精细化
学品有限公司:肌醇郑州兴禾化工产品有限公司;
美蓝
北京恒业中远化工有限公司;以上试剂均为国产
化学纯试剂。
KF.30L发酵罐
韩国高百特发酵机(卜海)有限公
司;wBF.1流化床重庆英格制药机械有限公司;
BAS0.06/100板框压滤机
宁波永泉制药设备有限公司;
DLG.60单螺杆挤出造粒机
广州楷诚干燥设备有限公
司;SC69.D2C水份快速测定仪上海启威电子有限公司。
1.3
吕氏美蓝染色液配制
吕氏美蓝染色液:将0.39美蓝溶解于30mL
95%乙
醇中,充分搅拌,然后与100mL0.19/LKOH溶液混合,充分搅拌混合液,静止24h后弃去沉淀备用f8l。
1.4
培养基的配制麦芽汁培养基:每千克大麦芽粉加水4kg,45℃水
浴30min,升到63℃水浴30min,再升到70℃水浴约30min,以碘液检查不变蓝为准,过滤得麦芽汁。用蒸馏水调整糖度120Bx,以稀碱调pH5,火菌锅115℃、灭菌15mint9-lol。
1.5
菌体的培养、压榨、造粒、干燥
将经过平板纯化的酿酒酵母菌种接于两瓶麦芽汁培
养基中,每瓶培养基300mL/L,接种量l%,于28℃,
150r/rain摇床培养40h。然后全部接种到30L发酵罐中,
28℃、200r/min,通气量10NL/min,培养40h。培养液按一定比例加入十燥保护剂,经板框压滤机压榨,含水量不高于65%,利用单螺杆挤出造粒机造粒(1mm×
2mm)。送入流化床干燥器进行干燥。
1.6
AADY复水活化
取AADY0.59,加入复水活化液0.49/L匍萄糖液
15mL。放入水浴恒温振荡器中,38℃、130r/min、水
浴30min,即完成活化11II。
1.7
活菌率及含水量的测定
活菌率:参照GB/T22547—2008《饲料添加剂饲
用活性干酵母(酿酒酵母)》中的标准方法测定【91。含水量:取1.09酵母样品,采用水分快速测定仪测定。
1.8
发酵培养时间的选择
30L发酵罐分批培养时间分别取10、20、30、40、
50h,每批次发酵结束测定菌液浓度用OD枷。。表示;每
批次加入2%(占细胞干物质质量的质量分数)司班一60混
万方数据
合,在同样条件下进行压榨、造粒、流化干燥,控制
干酵母含水量6%左右,然后测定复水活化后的活菌率。
1.9
干燥温度的选择
30L发酵罐培养酵母茵,培养时间取1.8节结果中
最佳时间,培养获得的酵母泥加入2%司班一60混合,进行压榨、造粒。造粒后均分成几份,分别以进风温度40、50、60,70、80、90、100℃进行干燥[12-131,
控制干燥时间使千酵母含水量6%左右。然后测定复水
活化后的活蔺率…。
1.10
干燥保护剂的筛选
根据相关文献[14.17】,选定下列药品作为干燥保护
剂:L.谷氨酸钠、甘露醇、PVP.P、甘氨酸、D.山梨醇、司班.60、脱脂奶粉、叶温一80、VC、海藻糖、
PEG6000、PEG4000、麦芽糖、乳糖、甘油、肌醇、VE、吡哆醇、DMSO、蔗糖。每种干燥保护剂分别设定5个添加量,与发酵后的酵母乳充分混合后压榨、
造粒、干燥,控制干燥时间使干酵母含水量6%左右,
然后测定复水活化后的活菌率。通过实验确定单个干燥
保护剂的最佳添加鼍。然后比较每种干燥保护剂在各自
的最佳添加量下的保护效果。
1.1l
干燥保护剂的优化组合
将I.10节中选出的效果比较好的干燥保护剂按一定
比例混合后使用,加入酵母乳后进行压榨、造粒、干燥,控制干燥时间使干酵母含水量6%左右,然后测定
复水活化后的活菌率。采用L9(34)正交试验设计见表ltXSl。
表1正交试验因素水平表
Table1
Factorsandlevelsintheorthogoaalarray
design
1.12
统计分析方法
实验数据表示为i±J,使用统计分析软件SPSS
12.0
进行统计学分析。单因素分析采用ANOVA方法和
Duncan多重比较,以P<0.01表示差异显著。
2
结果与分析
2.1
发酵培养时间的选择
从图l可看出,0D一。值随培养时间的变化符合酿
酒酵母的生长规律,30h后进入稳定期。由AADY活
荫率随培养时间的变化关系可以看出,在对数生长期的
酵母菌干燥后死亡量比较大,而稳定期的酵母干燥后活
菌率较高。因此考虑生物量和AADY活菌率两项指标都
※生物下程
—imm—lm
—ii
i,—・_・—————!!!_,-—_・_・—I——_—_—_I____—l—・I—————・___—・・—I_・——__————・I・—_・———・——-
旦晶科学
2011.V01.32,No.09215
是应该选择40h的培养时间比较恰当。
70
1124
毒1l
雏
:
20爝
10隶
O0
0
10
20
304050
培养时倒m
图I
OD・m.值、AADY活菌率随培养时间的变化情况
№l
changesinOEtm.valueandUvingcell
rate
ofAADYduring
culture
22
干燥温度的选择
80
逑70
嚣60
誊50
呈40
30
405060
708090100
干燥温度/'C
图2干燥温度对AADY活菌率的影响
n口Effectofdrymgtemperature
On
livingceHrateofAADY
从图2可以看出,AADY活菌率随着流化床干燥器0
0℃的降低非常明显,考虑到干燥需要的时间和
干燥保护剂的筛选
表2干燥保护剂对AADY活菌率的影响
Table
2Effect
ofdryingprotective
agents
Oil
livingcell
rateofAADY
十燥f舻利添加景膀AADY活菌串膀
海海皤
5
81.35±1.243‘脱脂奶粉
557.72±1.883c
吐嚣;I-80265.34±0.9474s肌醇2
53.01±n58卯
司班-60
264.70±!.307s珏640∞
5
52.89±O.73000甘蘑蹲
2
61.16±0.加26c
、E
l49.95±1.36l“只淞6唧
5邡恬7±o.棚38c甘油2
4936±】.6815
l
∞.42±15,9cp璧P5
49.26±l脚
麦芽糖5
60.23±1.920。吡哆醇
乳糖60.03±2.657c啪
2
48.83±1.389ES548j2±0.8156E甘氨酸
l59.43±1.580c、C
l
46.44±1.175F2
59.3l±1.8S4c
口潍
5
37.09±1.490G
对选定的20种保护剂分别做单因素试验,每种保
万方数据
甘露醇2%、PVP・P5%、甘氨酸1%、D.山梨醇2%、司班-602%、脱脂奶粉5%、吐温.802%、VC1%、
海藻糖5%、PEG60005%、PEG40005%、麦芽糖5%、
乳糖5%、甘油2%、肌醇2%、VE1%、吡哆醇2%、
DMSO5%、蔗糖5%。选定各种保护剂的最佳添加量进行单因素比较试验,结果见表2。
从表2可以看出,效果较好的保护剂是海藻糖、司
班一60、吐温一80,由此3种保护剂进行下一步正交试验找出最好的组合。
2.4
干燥保护剂的优化组合试验结果
表3正交试验结果与分析
Table3
Orthogonal
arraylayoutand
experimental
results
由表3可以看出,影响干燥的因素主次顺序为C>
z丑:。即海藻糖5%、
2%、吐温一802%作为干燥剂的最优组合。
验证实验
从正交试验结果分析得出,CzAzBz组合的保护效果
z曰:进行实验,
2%)的组合AADY活菌率也高达77%,完
讨论与结论
通过一系列实验研究,可以看出OD删。。值的变化
进风温度的提高逐渐降低,40~90℃的减少比较缓慢,
1AADY活荫率双重因素,选择90℃的进风温度。
2.3
A>曰,干燥剂的最优组合为C:A司班-602_5
干燥保护剂添加凯AADY活菌撕
最好,而9组试验中C2A,B,组合所得AADY活菌率为
最高值,与最优组合C2A:B:比较,同时考虑到海藻糖成本较高,加入一组去掉海藻糖的组合A每组重复3次。结果表明:CzA:Bz的AADY活菌率为
L奄氨酸钠肛山梨醇
(8352±1.聊%;C诅瘕的AADY活蔺率为(82.75±2.Cr7)%:
A282的AADY活茵率为(77.89±2.26)%。可见,正交
试验设计得出的最优组合效果最好。另外A:B:(司班.60
2%+吐温一80全可以满足生产需要,而且实验过程中发现这样组合可以解决司班.60难溶于水的问题。
3
注:袁中数据后标注不同人写字母表示差异显著(P<O.0D。
护剂选定5个添加量做干燥实验,确定每种保护剂的最佳用量。具体数据省略,结果如下:L.谷氨酸钠l%、
符合酿酒酵母的生长规律。AADY的活菌率在对数生长
期(10-~30h)偏低,而在稳定期(40h左右)较高,分析是对数生长期细胞处于大量繁殖阶段,细胞壁膜比较薄,细胞内物质累计不足,抵抗外界条件变化能力差。另
外,海藻糖对AADY的保护效果极为突出,同时海藻
糖的协同保护效果也很好,这与赵志华等…l的研究结论相吻合。考虑到海藻糖目前的生产成本还很高,结果
表明,司班.602%+吐温.802%的组合效果较好。由
此得到优化的酿酒活性干酵母(AADY)生产条件:酿酒
酵母1%~3%接种于发酵罐,28℃、200r/min,通气
量10NL/rain,培养40h:流化床干燥器进风温度90℃;司班.602%+吐温.802%的组合作为生产用保护剂,
AADY活菌率可高达77.89%;海藻糖5%+司班一602%+吐温.802%的组合作为高端生产用保护剂或者用于保藏重要菌种,AADY活菌率可达(83.52±1.S7)%。参考文献:
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