一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法与流程

本发明涉及生物工程，尤其是涉及一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法。

背景技术：

1、啤酒酿造过程中会产生大量废弃酵母泥（啤酒废酵母）。据统计，每生产1吨啤酒约产生1.5-2.0kg啤酒废酵母，一个年产10万吨的啤酒企业每年可产生150-200吨啤酒废酵母。啤酒废酵母富含蛋白质（约40%-50%）、核酸（约6%-10%）、b族维生素、β-葡聚糖、甘露聚糖及多种促生长因子，是生产酵母粉、酵母抽提物和功能性多糖的优质原料。全球每年约三分之一的食品被损失或浪费，推动工业副产品的资源化利用已成为循环经济发展的重要方向。

2、目前，利用啤酒废酵母生产酵母粉和酵母抽提物的现有技术主要存在以下问题：

3、第一，产品单一，资源利用率低。现有技术多聚焦于单一产品的生产，如仅生产酵母抽提物或仅生产酵母粉。但这些技术方案仅关注固体副产物的回收，对液相副产物的处理仍停留在末端治理阶段，未能实现废液的资源化回收。

4、第二，废液处理成本高昂，环保压力大。酵母抽提物生产过程中产生大量高浓度有机废水（cod可达数万mg/l），现有技术多采用厌氧-好氧生化处理后达标排放，不仅运行费用高昂，且造成废液中蛋白质、氨基酸、核苷酸等可溶性营养物的巨大浪费。

5、综上所述，开发一种能够实现啤酒废酵母的清洁生产方法，对于提升啤酒副产物的资源化利用水平、降低酵母加工业的环境污染负荷具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，通过将废酵母泥按特定比例分级利用，分别经双酶协同破壁制备高消化吸收率的酶解破壁型啤酒酵母干粉、经氢氧化钠碱洗同步实现彻底脱苦与细胞壁疏松后内源酶解制备高品质纯品型酵母抽提物，实现了原料的差异化加工和产品的多元化输出。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，包括以下步骤：

3、s1、原料预处理：将啤酒酿造产生的啤酒酵母泥过筛、清洗得到净化酵母泥；

4、s2、将净化酵母泥分为第一浆料和第二浆料，分别将第一浆料和第二浆料制成第一悬浊液和第二悬浊液；

5、s3、向第一悬浊液中加入风味促进剂、β-甘露聚糖酶和5'-磷酸二酯酶，破壁后灭酶得到破壁浆料，将破壁浆料进行喷雾干燥，得到酶解破壁型啤酒酵母干粉；

6、s4、向第二悬浊液中加入氢氧化钠，搅拌进行碱洗脱苦并同步疏松细胞壁，再加入盐酸中和，利用内源性酶自溶酶解进行酶解，之后灭酶，灭酶后离心分离，得到上清液和沉淀物，取上清液真空浓缩或真空浓缩后喷雾干燥，得到纯品型酵母抽提物，沉淀物备用；

7、s5、将s4中得到的沉淀物加入氢氧化钠溶液，进行碱处理，处理后离心取不溶物，将不溶物进行洗涤，洗涤至中性后真空干燥，得到β-1,3-葡聚糖；

8、s6、收集s3和s4产生的洗涤废水及浓缩冷凝水，经超滤、纳滤串联系统处理得到透过液，透过液回用于s2中，浓缩液喷雾干燥，得到蛋白饲料添加剂；

9、s7、收集喷雾干燥尾气及真空浓缩二次蒸汽，通过板式换热器将热量传递至循环热水，分别用于s3和s4。

10、优选的，s2中，第一浆料占净化酵母泥总质量的60-80%，第二浆料占净化酵母泥总质量的20-40%，第一悬浊液的浓度为5-20wt%，第二悬浊液的浓度为10-20wt%。

11、优选的，s3中，风味促进剂由na2co3与nacl混合而成，两者质量比为1:2~1:5，在浆料中的总质量百分浓度为1.0~5.0%。

12、优选的，s3中，破壁温度为45-65℃，破壁时间为6-16h，灭酶温度为75-90℃，灭酶时间为0.5-1.5h。

13、优选的，s3中，β-甘露聚糖酶的添加量为第一悬浊液质量的0.3-1.0%，5'-磷酸二酯酶的添加量为第一悬浊液质量的0.1%-0.5%。

14、优选的，s4中，加入氢氧化钠调节ph至9-10，氢氧化钠浓度为1-5mol/l，加入盐酸调节ph至5.5-6.5。

15、优选的，s4中，自溶酶解温度为50-55℃，自溶酶解时间为18-30h，灭酶温度为80-85℃，灭酶时间为20-40min。

16、优选的，s4中，离心采用碟式离心机，离心转速为5000-8000rpm，进料速率为500-1000l/h，得到的纯品型酵母抽提物为膏体或粉体。

17、优选的，s5中，加入氢氧化钠溶液进行碱处理的具体条件为：加入2~4倍重量的1-5wt% naoh溶液，于70-85℃处理2-3h。

18、优选的，s6中，超滤采用的超滤膜截留分子量为3000-10000da，纳滤采用的纳滤膜截留分子量为200-500da，操作压力为1-2.5mpa，串联系统每运行8-12h进行一次cip清洗。

19、因此，本发明采用上述一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，具有以下有益效果：

20、（1）通过将废酵母泥按特定比例分级利用，分别经双酶协同破壁制备高消化吸收率的酶解破壁型啤酒酵母干粉、经氢氧化钠碱洗同步实现彻底脱苦与细胞壁疏松后内源酶解制备高品质纯品型酵母抽提物，实现了原料的差异化加工和产品的多元化输出；

21、（2）构建了残渣制葡聚糖、废液膜分回用、余热梯级回收三位一体的清洁生产闭环体系，对生产全流程中产生的固体残渣、有机废水和工艺余热进行全面回收与循环利用，实现了一套产线同时产出四种产品、废水闭路循环、余热梯级利用的一体化协同效应；

22、（3）β-甘露聚糖酶的破壁开路与5′-磷酸二酯酶的胞内增味前后衔接缺一不可，余热回收使分级联产的能耗成本被有效对冲，膜回用同时实现环保达标与副产物增值，任一环节的缺失或替换均会导致产品品质或综合效益的显著劣化。

23、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，其特征在于：s2中，第一浆料占净化酵母泥总质量的60-80%，第二浆料占净化酵母泥总质量的20-40%，第一悬浊液的浓度为5-20wt%，第二悬浊液的浓度为10-20wt%。

3.根据权利要求1所述的一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，其特征在于：s3中，风味促进剂由na2co3与nacl混合而成，两者质量比为1:2~1:5，在浆料中的总质量百分浓度为1.0~5.0%。

4.根据权利要求1所述的一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，其特征在于：s3中，破壁温度为45-65℃，破壁时间为6-16h，灭酶温度为75-90℃，灭酶时间为0.5-1.5h。

5.根据权利要求1所述的一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，其特征在于：s3中，β-甘露聚糖酶的添加量为第一悬浊液质量的0.3-1.0%，5'-磷酸二酯酶的添加量为第一悬浊液质量的0.1%-0.5%。

6.根据权利要求1所述的一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，其特征在于：s4中，加入氢氧化钠调节ph至9-10，氢氧化钠浓度为1-5mol/l，加入盐酸调节ph至5.5-6.5。

7.根据权利要求1所述的一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，其特征在于：s4中，自溶酶解温度为50-55℃，自溶酶解时间为18-30h，灭酶温度为80-85℃，灭酶时间为20-40min。

8.根据权利要求1所述的一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，其特征在于：s4中，离心采用碟式离心机，离心转速为5000-8000rpm，进料速率为500-1000l/h，得到的纯品型酵母抽提物为膏体或粉体。

9.根据权利要求1所述的一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，其特征在于：s5中，加入氢氧化钠溶液进行碱处理的具体条件为：加入2~4倍重量的1-5wt% naoh溶液，于70-85℃处理2-3h。

10.根据权利要求1所述的一种啤酒酵母粉与抽提物联产清洁生产方法，其特征在于：s6中，超滤采用的超滤膜截留分子量为3000-10000da，纳滤采用的纳滤膜截留分子量为200-500da，操作压力为1-2.5mpa，串联系统每运行8-12h进行一次cip清洗。