4.4 废酵母经酶处理制备医药培养基酵母浸膏技术
4.4.1 酵母浸膏的概述
4.4.1.1 酵母浸膏的概念
酵母浸膏是借酵母菌体的内源酶（蛋白酶、核酸酶、碳水化合物水解酶等）将菌体的高分子物质水解成小分子而溶解所得的物质，可用于生物培养、食品工业调味滋补剂及医药工业高级营养制品等。
4.4.1.2 酵母浸膏的应用
酵母浸膏主要用在液体调料、特鲜酱油、粉末调料、肉类加工、小吃食品、方便面、鱼类加工品、动物浸膏复制品、罐头、菜蔬加工等中，作为鲜品增强剂和风味改良剂，也可用在保健食品中作营养强化剂，还可用于生物培养。日本的动物浸膏商品均采用酵母浸膏作配料，以提高动物浸膏风味。由于酵母本来就是常用的营养药物，用以帮助消化，改善贫血，辅助降血压等，而酵母提取物中含有原酵母的成分，含有全部必需的氨基酸，维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、叶酸等，矿物元素Ca、P、Fe、Cu、Co以及核糖核酸等。这些均有利于生命活动必需的谷胱甘肽的生成，而谷胱甘肽是肝脏中起解毒作用的重要物质，是一种抗衰老因子。因谷胱甘肽过氧化物酶是一种含硒酶，它的主要生理作用是清除脂类氢过氧化物、有机氢过氧化物。因而酵母浸膏作为营养强化剂和功能性食品配料，具有良好的发展前途[22]。
4.4.1.3 酵母浸膏的质量评定
酵母浸膏产品分为两种：一种是作为微生物培养基使用的药用酵母浸膏；另一种是作为食品调味料使用的食用酵母浸膏。
对药用酵母浸膏，要求氯化钠含量低，呈味性则不作要求。对食用酵母浸膏，要求脱苦、脱臭比较彻底。通常生产药用酵母浸膏时，自溶液不添加食盐，生产食用酵母浸膏时，自溶液加入食盐及其他呈味物质。两种产品质量标准分别如下。
（1）药用酵母浸膏
①性状 为红黄色或棕黄色的膏剂，具有酵母浸膏特有的气味，在水中溶解，溶液呈弱酸性。
②成分 浓度70°Bé以上，氯化物5%以上，含氮量7%以上，炽灼残渣15%以下[23]。
（2）食用酵母浸膏
①感官指标 为红褐色或棕褐色，具有本产品特有的香味，滋味鲜美、纯正、无异味、体态呈均一糊状，无异物。
②理化指标 干固物大于60%，总氮大于4%，氨基氮大于2%，氯化钠小于5%，不溶物小于1%，pH值在6.0左右。
③卫生指标 符合国家食品卫生标准。
4.4.2 啤酒废酵母制备酵母浸膏的生产工艺
酵母浸膏的生产工艺流程：啤酒废酵母→预处理→自溶→浓缩调配→成品。为了提高成品的感官质量、提高成品中α-NH2含量及收率、去除酵母泥中残余的酒花苦味，必须对废弃啤酒酵母进行预处理，使细胞壁组织疏松，便于提取。Shotipruk.A等发现采用旋转式微滤装置对啤酒废酵母进行脱苦处理效果较好，并且可以通过调整旋转速率来平衡蛋白质提取率及脱苦效率[24]。
在国外，很大一部分酵母被制成酵母浸膏而作为人类的食品，或用于微生物培养基的制备。所采用的酵母全部是主发酵酵母。其制造过程可分为4步
（1）自溶——细胞物质的溶解
这一步决定着产品的得率以及产品的风味和质量。作用的机制必须保证酵母细胞壁内的蛋白质最大量地转变为可同化和风味优质的食品。
活的酵母细胞内，绝大部分蛋白质是不溶性的，不能透过半透性的细胞膜而排至体外。所谓自溶就是控制有限的热量应用，既能杀死酵母细胞，又不破坏其蛋白酶活力，在控制一定的温度和pH值条件下，使酵母蛋白质被分解为可溶解的肽类和氨基酸[25]。
（2）分离——酵母菌体与酵母分解物的分离
酵母自溶产生了不溶性酵母菌体和可溶性酵母分解物的混合体，可采用离心分离机分离。
为了分离完全以获得最大的分解物收获量，可采用4台离心分离机连续洗涤分离4次。
离心分离完毕，菌体并未完全除净，可再采用板框压滤或真空抽滤的方法，使菌体分离完全。分离后的菌体可干燥，作为饲料。
（3）脱苦——去除不良苦味成分
去苦的主要机制是采用吸收、吸附、离子交换、沉淀等措施，使苦味排除。过去的老方法是在酵母自溶之前，采用pH缓冲液，洗脱苦味物质（主要是异α-酸），能达到一定的去苦效果。
（4）蒸发——排除抽提物中的水分
蒸发的关键问题在于不使酵母抽提物的风味改变，酵母抽提物的浓度越高，对热的敏感性越强，很易导致风味改变，因此，酵母抽提物的蒸发应采用多效真空蒸发罐，使蒸发的沸点逐步降低[26]。
每制取1kg酵母浸膏需蒸发15kg的水。
经过多年的研究和开发，利用啤酒酵母泥制取酵母浸膏的生产技术现已成熟，工艺流程见图1-4-3。
图1-4-3 啤酒酵母泥制取酵母浸膏工艺流程
操作要点包括以下几个方面。
（1）过滤除杂
酵母细胞表面吸附和夹杂大量酒花碎片、糊精、麦麸、凝固蛋白及其他大颗粒杂质，必须过滤除去。将酵母泥添加1～2倍净水调成悬浮液，连续泵入60～80目过滤筛，分离出杂质。
（2）碱洗、水洗
将过滤除杂后的酵母醪液离心去水后，加入1～2倍的0.5%纯碱溶液连续搅拌30min，使酒花成分充分皂化分解，脱去苦、臭味，并使细胞质壁组织疏松，便于抽提。再将碱洗后的酵母醪离心分离用净水洗涤1～2次，彻底去除苦、臭味和残余碱分。
（3）保温自溶
加净水配酵母醪浓度为10%～15%，加3%～5%食盐及其他自溶促进剂，调整醪液pH=6.0，控制温度48～52℃，自溶时间18～24h。
（4）固液分离
自溶完毕，将酵母醪升温至90℃，保温30min灭活，用离心机进行固液分离，离心后的上清液澄清透明，废渣干燥或直接做饲料。
（5）调配、浓缩
上清液经检验后按产品质量标准调配，浓缩即得酵母浸膏成品。
废酵母泥制取酵母浸膏工艺流程见图1-4-4。
图1-4-4 废酵母泥制取酵母浸膏工艺流程
操作要点包括以下几个方面。
（1）过滤除杂
酵母细胞表面吸附和夹杂大量酒花片、糊精、麦麸、凝固蛋白及其他大颗粒杂质，必须过滤除去。将酵母泥添加1～2倍净水调成悬浮液，连续泵过60～80目过滤筛，分离除去杂质。
（2）碱洗、水洗
将过滤除杂后的酵母醪液离心去水后，加入1～2倍的0.5%纯碱溶液连续搅拌30min，使酒花成分充分皂化分解，脱去苦、臭味。并使细胞质壁组织疏松，便于抽提。再将碱洗后的酵母醪液离心分离用净水洗涤1～2次，彻底去除苦、臭味和残余碱分。
（3）麦根酶的制取
将麦芽根粉碎，加入5倍的无菌水，浸泡10h。浸泡应在低温下进行，降低酶的失活可能性，并减少其染菌的可能。浸泡过程中每1h搅拌1次，使麦芽根与水充分接触。浸泡结束后将清液过滤备用。国内用麦芽根提取核酸酶，其提取率已达到362RU/g[27]。
（4）啤酒废酵母加酶溶解
啤酒酵母细胞内酶活性较弱，单纯依靠酵母体内的酶系统，难以有效溶出。通过外加酶溶解，主要达到两个目的：一是通过加溶菌酶打开啤酒酵母细胞壁使高分子物质分解成小分子可溶性物质；二是利用麦芽根浸泡液中的磷酸二酯酶把酵母中的核糖核酸（RNA）分解成5'-肌苷酸和5'-鸟苷酸，使产品具有特殊的肉香味，同时它也会与谷氨酸产生协同作用，增强产品风味，使其更加美味可口。
在洗净的酵母泥中加入2倍的无菌水、2%的食盐，用乳酸或1%的NaOH溶液调节pH值至7.0，加入溶菌酶，升温到50℃，保温11h。这一过程的温度控制一定要准确，若低了，溶解效果差；若高了，会导致溶菌酶失活。将溶液再升温到90～100℃，保温1h，使酵母细胞壁破裂，细胞内溶物溶出。将溶液降温到65℃，加入2.5%麦芽根浸泡液，保温4h，再降到50℃，调节pH值达7.5，再加5.0%麦芽根浸泡液，保温4h。
整个溶解过程温度控制需准确，避免染菌。每0.5h搅拌1次，每2h测1次pH值，将pH值控制在工艺要求范围内。
（5）固液分离
溶解完毕，将酵母醪液升温至90℃，保温30min灭活，用离心机进行固液分离，离心后的上清液澄清透明，废渣干燥或直接作饲料用。
（6）浓缩
可采用两步进行，先用模式超滤，将分离机分离的清液进行初步浓缩，再在真空蒸发器中进一步浓缩，控制真空度为-0.8MPa，温度在60～65℃之间。使之成为半固态（糊状），便于储存、运输与使用。还可以用喷雾干燥器制成固体粉末状酵母精。
（7）灭菌
为了便于作为商品出售和利于存放，需要经过高温瞬时灭菌过程，温度在120℃下维持5min。
（8）调配
浓缩后的提取物是一种营养丰富、呈现特殊肉香味的营养的、天然调味料。可根据消费者的需要，调制各种口味的调味料，比如做鲜味酱油、牛肉味调料等，以满足市场的需求。