4種蛋白酶酶解面包酵母效果的對(duì)比研究

羅龍娟，陳曉明，趙曉生，陳鍛成*

（廣州裕立寶生物科技有限公司研發(fā)部，廣東 廣州 510663）

酵母抽提物是降解酵母細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、核酸以及細(xì)胞壁等，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、濃縮或噴霧干燥所獲得的產(chǎn)物。酵母抽提物富含氨基酸和維生素，且具有突出的鮮味，廣泛應(yīng)用于調(diào)味品中[1]。目前生產(chǎn)酵母抽提物的方法有自溶法、酸水解和酶法，自溶法時(shí)間長(zhǎng)、效率低、酸水解操作工序繁瑣，且呈味性差[2]。酶法不僅能有效縮短酶解時(shí)間，而且能產(chǎn)生口感較好的酶解產(chǎn)物[3]。因此本實(shí)驗(yàn)選用4種蛋白酶對(duì)面包酵母進(jìn)行酶解，從氨基酸態(tài)氮、總氮、轉(zhuǎn)化率、回收率和滋味等5個(gè)方面對(duì)酶解液進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期找到最適合生產(chǎn)酵母抽提物的酶，提高酶解效率，且改善酵母抽提物的口感。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

面包酵母：湖北安琪酵母有限公司；酪蛋白：美國(guó)Sigma公司；石油醚、甲醛、氫氧化鈉、鹽酸、硫酸等（分析純）：廣州試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV759S紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海精科儀器有限公司；AB104-L電子天平：梅特勒-托利有限公司；SZF-06G索氏抽提儀、KDN-08B凱氏定氮儀：上海新嘉電子有限公司；TIM-840電位滴定儀：法國(guó)雷迪美特公司；Anke TDL-40B離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；101-1A型鼓風(fēng)電熱恒溫干燥箱：上海滬越實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；DZKW-D-1電熱恒溫水浴鍋：北京永光明醫(yī)療儀器廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 檢測(cè)方法

酶活定義：1g固體酶粉（或1mL液體酶），在40℃（酸性pH=3.0、中性pH=7.5、堿性pH=10.5）條件下，1min水解酪素產(chǎn)生1μg酪氨酸為一個(gè)酶活力單位。

酶活檢測(cè)方法：參照GB/T23527—2009《蛋白酶制劑》[4]；水分檢測(cè)方法：參照GB 5009.3—2010《食品中水分測(cè)定》[5]；脂肪測(cè)定方法：參照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測(cè)定》[6]；灰分測(cè)定方法：參照GB 5009.4—2010《食品中灰分測(cè)定》[7]；總糖測(cè)定方法：參照GB/T 15672—2009《食用菌中總糖含量的測(cè)定》[8]；氨基酸態(tài)氮和總氮檢測(cè)方法：參照GB/T 5009.39—2003《醬油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[9-10]。

感官評(píng)價(jià)[13]：實(shí)驗(yàn)人員為通過(guò)感官篩選實(shí)驗(yàn)的6 名男女（20～28歲），經(jīng)過(guò)酵母抽提物的感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)。將酶解液濃縮至固形物約為65%，然后稀釋至固形物為2%，分別品評(píng)其苦味、澀味、鮮味和口感。按5分制進(jìn)行評(píng)分：苦味：0～1分微弱，1～2分較弱，2～3分明顯，3～4分較強(qiáng)，4～5分很強(qiáng)。澀味：0～1分微弱，1～2分較弱，2～3分明顯，3～4分較強(qiáng)，4～5分很強(qiáng)。鮮味：0～1分微弱，1～2分較弱，2～3分明顯，3～4分較強(qiáng)，4～5分很強(qiáng)。口感：0～1分口感較差，1～2分口感稍差，2～3分口感一般，3～4分口感較好，4～5分口感很好。

1.3.2 酶解工藝流程

酵母液（18%）→稱取酵母液→添加酶制劑→55℃酶解18h→滅酶（100℃、15min）→離心（4 000r/min、15min）→上清液檢測(cè)→感官評(píng)價(jià)

2 結(jié)果與分析

2.1 酶活及其酶解條件

目前，用于生產(chǎn)酵母抽的酶類的主要成分為蛋白酶，有些可能還有一些β-葡聚糖酶或纖維素酶等用于細(xì)胞破壁[14]。本實(shí)驗(yàn)主要測(cè)定了4種酵母抽提物酶的蛋白酶酶活，結(jié)果見(jiàn)表1，其適合作用溫度、pH值及添加量均依照說(shuō)明書(shū)[15]。

表1 4種蛋白酶解條件及蛋白酶活Table 1 Enzymolysis conditions and protease activities of 4 kinds of protease

由表1檢測(cè)結(jié)果可知，4種蛋白酶的溫度作用范圍均在45～65℃，因此均選用55℃為酶解溫度，酶解pH值則為5.0～6.0，4種酵母抽提物酶的蛋白酶活相差不大。

2.2 面包酵母成分分析

對(duì)面包酵母的主要成分進(jìn)行了分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 面包酵母的成分分析Table 2 Composition analysis of the yeast

由表2分析結(jié)果可知，面包酵母的含水量較高，此外蛋白質(zhì)含量較為豐富，總糖的含量也較高，適用于制備酵母抽提物。

2.3 酶解液氨基酸態(tài)氮含量的對(duì)比

在相同的酶解工藝條件下，對(duì)比了4種酵母抽提物酶解液氨基酸態(tài)氮的含量變化。

由圖1可知，4種類型的蛋白酶的酶解液的氨基酸態(tài)氮含量差別不大，其中1型的氨基酸態(tài)氮含量最高，4型氨基酸態(tài)氮含量最低。氨基酸態(tài)氮是評(píng)價(jià)酵母抽提物的指標(biāo)之一，氨基酸態(tài)氮含量越高，說(shuō)明酶解效果越好，酵母當(dāng)中的蛋白被酶解的越多。

圖1 4種酵母酶解液氨基酸態(tài)氮含量的對(duì)比Fig.1 Comparison of amino acid nitrogen content of 4 kinds of yeast extract

2.4 酶解液總氮含量的對(duì)比

在相同的酶解工藝條件下，對(duì)比了4種酵母抽提物酶酶解液總氮的含量變化。

圖2 4種酵母酶解液總氮含量的對(duì)比Fig.2 Comparison of total nitrogen content of 4 kinds of yeast extract

由圖2可知，2型酵母酶解液的總氮含量是最高的，其余3種比較接近。酵母酶解液的總氮含量越高，說(shuō)明酵母抽提物酶的效果越好，越有利于蛋白質(zhì)的溶出，有利于提高工業(yè)生產(chǎn)的蛋白回收率。

2.5 酶解液轉(zhuǎn)化率的對(duì)比

在相同的酶解工藝條件下，對(duì)比了4種酵母抽提物酶酶解液的轉(zhuǎn)化率變化。

圖3 4種酵母酶解液轉(zhuǎn)化率的對(duì)比Fig.3 Comparison of conversion of 4 kinds of yeast extract

由圖3可知，采用3型酵母抽提物酶酶解所得的酶解液轉(zhuǎn)化率最高，其余3種酵母抽提物酶的酶解液轉(zhuǎn)化率較為接近。

2.6 酶解液回收率的對(duì)比

在相同的酶解工藝條件下，對(duì)比了4種酵母抽提物酶酶解液的回收率變化。

圖4 4種酵母酶解液回收率的對(duì)比Fig.4 Comparison of recovery rate of 4 kinds of yeast extract

由圖4可知，2型酵母抽提物酶的酶解液的回收率最高，回收率越高，底物的利用率越高，對(duì)生產(chǎn)節(jié)約成本越有利，1型和4型的酵母抽提物酶酶解液的回收率比較接近，3型的酵母抽提物酶的回收率最低。

2.7 酶解液感官品質(zhì)的對(duì)比

采用感官評(píng)價(jià)的方法，對(duì)4種酵母抽提物酶酶解所得酶解液的滋味進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

圖5 4種酵母酶解液滋味的對(duì)比Fig.5 Comparison of taste of 4 kinds of yeast extract

由圖5 可知，1型酵母抽提物酶酶解所得酶解液的苦味值最低，3型和4型的苦味值稍高。1型酶解所得酶解液的澀味最低，4型最高。1型酶解所得酶解液的鮮味最強(qiáng)，其余3種鮮味較弱。就口感而言，1型酶解所得的酶解液的口感最好，其余3種稍弱。

3 結(jié)論

3.1 就氨基酸態(tài)氮、總氮、轉(zhuǎn)化率以及回收率的等理化指標(biāo)而言，酵母抽提物酶2型較為合適，但是其感官評(píng)價(jià)較1型稍差，尤其是鮮味，因此，酵母抽提物酶1型最適合用于生產(chǎn)酵母抽提物。

3.2 盡管酵母抽提物酶1型的蛋白酶活不是最高，但是卻不影響其各個(gè)指標(biāo)，可能1型當(dāng)中含有葡聚糖酶等破壁酶，促進(jìn)酵母細(xì)胞破壁，使得酵母細(xì)胞內(nèi)部的蛋白質(zhì)和自溶酶釋放出來(lái)補(bǔ)充了1型的效果。

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