富含促进啤酒酵母发酵生物活性肽的水解物及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种富含促进啤酒酵母发酵生物活性肽的水解物及其制备方法和应用，水解物是以谷氨酸棒状杆菌为原料制备得到，所述生物活性肽的分子量集中在500Da～2000Da，生物活性肽占总氮的50％～60％质量。该水解物应用于啤酒生产，可显著缩短发酵时间，提高发酵液中乙醇含量，降低发酵液中残糖含量。

说明书

技术领域

本发明涉及食品生物技术领域，具体涉及一种富含促进啤酒酵母发酵生物活性肽的水解物，其制备方法及应用。

背景技术

谷氨酸棒状杆菌，革兰氏阳性菌，严格好氧，不产生孢子，是谷氨酸发酵后经超滤分离所得废弃物的主要成分。谷氨酸棒状杆菌含有丰富的蛋白质、核酸、碳水化合物、灰分、维生素以及微生物生长必需的微量元素，以干基计，其蛋白质含量在70％以上。谷氨酸棒状杆菌蛋白质的氨基酸组成具明显的特色，其中谷氨酸含量占总蛋白的30.60％，天冬氨酸占8.47％，丙氨酸占7.45％，甘氨酸占3.92％，，共计50.44％，这四种氨基酸均为酵母细胞非常容易吸收的有机氮源。然而，由于谷氨酸棒状杆菌细胞壁较厚，破壁困难，开发利用难度较大，目前谷氨酸棒杆菌主要用于肥料生产，效益和生物利用价值都较低。

常规啤酒发酵过程比较长，同时乙醇产量低，发酵液中残糖含量较高，影响了生产厂家的生产效率和产品的质量。寻找一种成本较低的物质和方法来促进啤酒酵母发酵十分迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种以谷氨酸棒状杆菌为原料制备得到促进啤酒酵母发酵的生物活性肽。

本发明的另一个目的是提供所述生物活性肽的制备方法。

本发明还有一个目的是提供所述生物活性肽的应用。

本发明的技术方案是提供一种促进啤酒酵母发酵的生物活性肽，以谷氨酸棒状杆菌为原料制备得到，所述生物活性肽的分子量主要集中在500Da～2000Da，肽占总氮的50％～60％质量。

本发明提供了所述促进啤酒酵母发酵的生物活性肽的制备方法，是采用两种内切蛋白酶限制性水解谷氨酸棒状杆菌菌体得到。

所述两种内切蛋白酶为木瓜蛋白酶或碱生蛋白酶与胰凝乳蛋白酶或胰蛋白酶，选用食品级蛋白酶。

所述促进啤酒酵母发酵的生物活性肽的制备方法包括以下步骤：

(1)将谷氨酸棒状杆菌与水以1∶1质量比例混合，搅拌均匀制备谷氨酸棒状杆菌液；

(2)采用高压均质机对谷氨酸棒状杆菌液进行均质预处理，以改变谷氨酸棒状杆菌细胞壁的通透性；

(3)在55℃～65℃，pH6.0～7.5条件下先采用木瓜蛋白酶或碱性蛋白酶(Alcalase^TM)进行水解，水解度达到5％～6％后，添加胰蛋白酶或胰凝乳蛋白酶进行水解；

(4)当水解度达到10～12％之间时，灭酶终止水解；

(5)将水解液离心除去谷氨酸棒状杆菌细胞壁；

(6)将水解液过5000Da的超滤膜除去大分子量多肽和蛋白质，干燥得富含促进啤酒酵母发酵生物活性肽的水解物。

其中，步骤(2)所述的均质处理条件为30MPa～45MPa，均质两次；(4)所述灭酶条件为85～90℃温度，时间为15min～20min，所述水解度的测定采用pH-Stat法；步骤(5)所述离心条件是6000r/m，时间为15min。

本发明提供了所述促进啤酒酵母发酵的生物活性肽的应用，以0.1％～0.3％质量的浓度添加到酵母发酵液中，应用于啤酒生产。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、为谷氨酸发酵后超滤分离后所得废弃物谷氨酸棒状杆菌提供了新的、市场前景广泛的应用。

2、提供了一种新的富含生物活性肽的水解物，可显著缩短酵母发酵时间，提高乙醇产量，降低发酵液中残糖含量，从而大大提高啤酒生产厂家的生产效率和经济效益。

具体实施方式

实施例1

(1)将谷氨酸棒状杆菌与水各1kg，即以1∶1重量比例混合，搅拌均匀制备谷氨酸棒状杆菌液；

(2)采用高压均质机对谷氨酸棒状杆菌进行均质处理，30MPa均质处理2次；

(3)在55℃，用氢氧化钠溶液调pH至6.0后，先采用木瓜蛋白酶进行水解，用pH-Stat法控制水解度达到5.0％后，添加胰凝乳蛋白酶进行水解，采用pH-Stat法控制水解度至10.2％，得酶解液；

(4)将酶解液在85℃保持18min，使蛋白酶失活；

(5)将酶解液6000r/m离心15min，除去谷氨酸棒状杆菌细胞壁；

(6)将水解液过5000Da的超滤膜除去大分子量多肽和蛋白质，获得富含促进酵母菌发酵生物活性肽的酶解物。生物活性肽分子量范围为500Da～2000Da，生物活性肽占总氮的54.3％。所述生物活性肽促进酵母菌发酵机能与其它发酵氮源实验数据比较见表1。

表1

添加量(％)酒精浓度(％)  残糖(％)  发酵时间(h)空白尿素硝酸铵酵母膏 / 0.2 0.4 1.35  13.0  14.7  14.2  14.7    1.0    0.6    0.7    0.5    60    58    60    56本发明生物活性肽 0.2  14.8    0.4    54

实施例2

(1)将谷氨酸棒状杆菌与水各1kg，混合，搅拌均匀制备谷氨酸棒状杆菌液；

(2)采用高压均质机对谷氨酸棒状杆菌液在35MPa下均质处理2次；

(3)在60℃，采用氢氧化钠溶液调pH至6.8，先采用碱性蛋白酶进行水解，当水解度达到5.5％后(pH-Stat法)，添加胰蛋白酶进行水解，采用pH-Stat法控制水解度至11.2％，得酶解液；

(4)将(3)酶解液在88℃保持15min，使蛋白酶失活；

(5)将酶解液6000r/m离心操作15min，除去谷氨酸棒状杆菌细胞壁；

(6)将水解液过5000Da的超滤膜除去大分子量多肽和蛋白质，获得富含促进酵母菌发酵生物活性肽的水解物。经凝胶过滤色谱法测定得出生物活性肽分子量范围在500Da-2000Da，生物活性肽占总氮的56.3％。

实施例3

(1)将谷氨酸棒状杆菌与水以1∶1质量比混合均匀制备谷氨酸棒状杆菌液；

(2)采用高压均质机对谷氨酸棒状杆菌液进行均质处理，45MPa条件下均质处理2次；

(3)在65℃，采用氢氧化钠溶液调pH至7.5，先采用木瓜蛋白酶进行水解，用pH-Stat法控制水解度达到5.8％后，添加胰蛋白酶进行水解，采用pH-Stat法控制水解度至11.8％；

(4)将(3)酶解液在90℃保持15min，使蛋白酶失活；

(5)将水解液在6000r/m离心操作15min，除去谷氨酸棒状杆菌细胞壁；

(6)将水解液过5000Da的超滤膜除去大分子量多肽和蛋白质，获得富含促进酵母菌发酵生物活性肽的水解物。经凝胶过滤色谱测定水解物中生物活性肽分子量集中在500-2000Da，生物活性肽占总氮的58.2％。