2011年第10期（总第155期)
陈军，何洁（广西轻工业科学技术研究院，广西 南宁 530031）
【摘 要】 考察了几种外加蛋白酶对啤酒酵母的酶解效果，确定酵母抽提酶和风味蛋白酶作为最优外加蛋白酶，通过优化实验，确定两种酶最适总添加量为0.4%（以酵母干基计），酶配比为3:2（酵母抽提酶:风味蛋白酶），此时啤酒酵母的酶解效果最佳。
【关键词】 蛋白酶；酵母抽提物；酶解 TS251.1
啤酒酵母抽提物是以啤酒厂的下脚料啤酒酵母为主要原料，经自溶、酶解等现代生化技术生产的一种集营养、调味于一体的新型食品增鲜剂〔1,2〕。酵母抽提物富含多种氨基酸，其中以谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸为主〔3〕，故比单一谷氨酸（即普通味精）鲜味浓厚。酵母抽提物由于采用现代生化技术精制而成，所以不含动物蛋白水解液（HAP）、植物蛋白水解液（HVP）中有害的氯丙醇，是目前认为最安全的鲜味剂〔4〕。
到目前为止，啤酒酵母中已鉴定出40多种蛋白水解酶，但是其中只有几种是对自溶过程有重要作用，而且蛋白酶（系）的稳定温度范围较低〔5〕。如果仅仅利用啤酒酵母的内源酶进行自溶水解，随着自溶时间的延长，内源酶的酶活力减弱，难以对酵母内的蛋白质进行彻底水解，影响了蛋白质的水解程度，使产品氨基氮含量偏低，同时也影响了产品得率。因此，有必要考虑外加蛋白酶来提高酵母抽提物氨基氮含量和产品得率。本实验以啤酒酵母泥为原料，对外加酶类的选择及复合酶酶解工艺进行研究，得出最佳的酶解工艺条件。
1 材料与方法
1.1实验材料
啤酒酵母泥（青岛啤酒有限公司提供）；酵母抽提酶，木瓜蛋白酶，风味蛋白酶，中性蛋白酶（南宁庞博生物工程有限公司）；Alcalase 2.4 L（诺维信酶制剂公司）。
1.2 实验仪器
JJ5000型电子天平（常熟市双杰测试仪器厂）；HH-S6数显恒温水浴锅（金坛市医疗仪器厂）；TDL-5-A低速台式离心机（上海安亭科学仪器厂）；近红外水分自动测定仪（日本A&D）；实验室pH计（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）。
1.3 实验方法
取适量前处理好的酵母泥，分别配置成5份浓度为10%的酵母悬浮液，分别加入0.4%（以酵母干基计）酵母抽提酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶、Alcalase 2.4 L，分别在各自酶的最佳温度、pH值反应条件下进行酶解24h，升温至90℃灭酶20min以中止反应，然后在4000转/分下离心分离，收集上清液，沉淀加水洗涤离心两次，合并上清液，得到酵母蛋白酶解液，以氨基氮含量、产品得率、口感风味作为评价内容。
1.4 分析检测
1.4.1 氨基氮含量测定：GB/T 23530-2009《酵母抽提物》中6.5一项。
1.4.2 水分的测定：近红外水分自动测定仪。
1.4.3 产品得率的测定：
产品得率/% = ×100
其中：可溶性固形物含量/% = 100-水分含量
2 结果与讨论
2.1 外加蛋白酶的特性及选择
在本实验中课题人员经过对多家酶制剂公司及多种酶制剂的考察及初步筛选后，最后选取了酵母抽提酶、木瓜蛋白酶、、风味蛋白酶、Alcalase、中性蛋白酶五种蛋白酶来考察对酵母蛋白酶解效果的影响。
酵母抽提酶是一种由内切酶、外切酶、风味酶及磷酸二酯酶复配而成的复合酶，对酵母有很强的酶解能力，在一定温度及pH值下，能把酵母水解生成蛋白胨、多肽及氨基酸等物质，克服了自溶法中的杂菌污染、生产时间长、管理要求高及酸解法中的含盐量高、风味差、营养损失大、安全性等问题，其酶解原理是酵母中的RNA和酶发生作用，产生5’-核苷酸（RNT）,生成呈味成分5’-鸟苷酸（GMP），再在酶的作用下，将5’-腺苷酸转化成5’-肌苷酸（IMP），从而得到强呈味力的酵母抽提物。
木瓜蛋白酶是从番木瓜植物未成熟的果实中提炼而得的纯天然酶制品，它是由212个氨基酸组成，分子量为21000，属于含硫基（-SH）肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的酶解能力。与其它蛋白酶相比，木瓜蛋白酶具有较高的热稳定性。
风味蛋白酶是一种由筛选的未经基因改造的米曲霉菌株经深层发酵生产的蛋白酶/肽酶复合物，含有内切蛋白酶和外切蛋白酶两种活力，可以用来去除低水解度产物中的苦味肽链，将其彻底降解为氨基酸，也可以用于彻底水解蛋白质，增进和改善水解液的风味。
Alcalase 2.4L是一种水解蛋白质，由选育出的地衣芽胞杆菌经深层发酵而得。其主要酶成分枯草杆菌蛋白酶A(=枯草杆菌蛋白酶Calsberg)是一种内切蛋白酶。
中性蛋白酶是经枯草芽胞杆菌深层发酵培养后提取的一种内切蛋白酶，可用于各种蛋白质水解处理，在一定温度及pH值下，能将大分子蛋白质水解为多肽及氨基酸等产物，形成独特的水解风味。
2.2 各种蛋白酶对酵母酶解效果的比较
在以上各种酶最佳酶解条件下，各种蛋白酶对酵母酶解效果的比较见表1。
表1 各种蛋白酶酶解效果的比较
酶种类 加酶量/% 氨基酸态氮含量/% 产品得率/% 风味
酵母抽提酶 0.4 5.26 66.4 醇厚
木瓜蛋白酶 0.4 4.82 61.8 醇厚
风味蛋白酶 0.4 4.75 63.6 非常醇厚
中性蛋白酶 0.4 4.21 57.9 较好
Alcalase 2.4 L 0.4 4.37 58.7 较好
从上表可以看出，如果从对酵母蛋白水解能力来看，酵母抽提酶是最强的，氨基氮含量和产品得率都最高；但如果从产品口感风味来看，风味蛋白酶的效果是最佳的。
2.3 最适酶添加量的研究
为了取得更佳的酶解效果，既要提高酵母蛋白的水解能力又要优化产品的口感风味，课题人员对优选出来的酵母抽提酶、风味蛋白酶进行进一步的条件优化，从酶添加量和酶配比两方面进行研究。
2.3.1 酵母抽提酶最适添加量的研究
取处理过的酵母泥配置成10%的酵母悬浮液，在温度55℃，pH6.5条件下酶解24h，酵母抽提酶用量对酵母酶解效果的影响见图1。
图1 酵母抽提酶用量对酵母酶解效果的影响
从上图可以看出：氨基氮含量和产品得率随着酵母抽提酶添加量的增大呈升高的趋势，当酶加入量为0.3%时，氨基氮含量和产品得率已基本差不多达到最高值，当酶加入量为0.4%时，两者稍稍还有点提高但增幅不明显，当酶加入量超过0.4%后，两者的增加基本持平。从产品质量指标和产品成本的双重方面考虑，选择酵母抽提酶的添加量为0.3%最适宜。
2.3.2 风味蛋白酶最适添加量的研究
取处理过的酵母泥配置成10%的酵母悬浮液，在温度50℃，pH6.0条件下酶解24h，风味蛋白酶用量对酵母酶解效果的影响见图2。
图2 风味蛋白酶用量对酵母酶解效果的影响
从上图可以看出，随着风味蛋白酶用量的增加，氨基氮含量和产品得率显著提高。当酶加入量为0.4%时，氨基酸态氮含量达到最大值，当酶加入量超过0.4%后，产品得率增加趋缓，因而选择风味蛋白酶最佳添加量为0.4%。
2.4 最佳酶配比的研究
由于酵母抽提酶的最佳用量0.3%和风味蛋白酶的最佳用量0.4%比较接近，因而在实验中课题人员把总酶量确定为0.4%，在此前提下，通过调整两种酶的配比来研究对酵母蛋白酶解的总体效果，实验结果见表2。
表2 复合酶不同配比对酵母酶解效果的影响
抽提酶：风味酶 氨基酸态氮含量/% 产品得率/% 口感风味
4 ：1 5.17 64.7 醇厚
3 ：2 5.08 62.9 非常醇厚
2 ：3 4.83 62.1 非常醇厚
1 ：4 4.75 60.4 非常醇厚
从上表可以看出：当酵母抽提酶和风味蛋白酶的配比达到3:2时，酵母抽提物产品的口感风味已经达到非常醇厚，当继续增大风味蛋白酶的比例时，产品在口感风味上无太大的差别，但氨基氮含量和产品得率已经有下降的趋势，因此选择最优的酶配比为3:2。
3结论
本实验通过对不同外加酶类对啤酒酵母酶解效果的对比，并对优选出的两种酶进行了最适酶添加量和最佳酶配比的研究及试验，最终确定了酵母抽提酶和风味蛋白酶为最优酶源，并且两种酶在总酶量为0.4%（以酵母泥干基计）和酶配比3:2（酵母抽提酶:风味蛋白酶）时对啤酒酵母的酶解效果最佳。
参考文献
[1]杨李益，等.用啤酒酵母生产“酵母精”的探讨[J].酿酒科技，1999，（3）：76-78.
[2]凌霞，利用啤酒废酵母生产酱油[J].酿酒科技，1998，（5）：13-15.
[3]吴正奇，等.我国调味品的生产现状和新世纪的发展趋势[J].中国酿造，2001，（2）：1.
[4]李祥，等.啤酒酵母抽提物的工业化生产[J].酿酒科技，2002，（2）：72.
[5]廖鲜艳，等.外加蛋白酶对提高酵母水解物氨基酸含量的影响[J].酿酒，2002，（5）：29.
