[发明专利]酵母细胞破壁技术及装置

说明书

本发明涉及一种酵母细胞破壁技术及装置。

酵母等单细胞蛋白的开发价值极高，富含人体所需的各种氨基酸、维生素、微量元素及无机离子、消化酶类（蛋白酶、淀粉酶、脂酶等），生物能量物质及胨、、肽等蛋白分解营养组分，还有DNA、RNA、核酸等物质。这在遗传工程上应用极为广泛，但由于酵母细胞具有坚韧的细胞壁阻碍了其内含物的直接开发利用，因此破壁技术是单细胞蛋白开发应用的关键。

现有破壁方法有物理和化学两大类。物理方法包括：球磨法、超声波法和高压法（400MPa以上）。化学法主要是加碱破壁中和，JP昭53-113068生酵母不溶组分悬浮液的制备方法，公开了使用超声波和酵素溶介细胞壁的方法。先用超声波破碎处理，然后取出固体物进行酵素的处理，最后和溶液合在一起的方法。GB2、075、054酵母提取物的生产过程公开了酵母细胞悬浮液用机械将细胞破碎，加入蛋白质溶介酶加剧细胞自溶，在机械破碎前或后将亚硫酸盐和甲醛加到酵母悬浮液中，使不碎块与水解后的悬浮液分离，然后将钙化合物加到上层液中使其澄清。从上述报导可以看出现有技术是采用物理与化学两种方法破碎酵母细胞壁，使用化学试剂破坏了各种酶类使蛋白质变性丧失生物活性。

本发明目的在于克服现有技术之不足，提供一种新的酵母细胞破壁技术及装置，系一种生化物理方法，不添加任何化学试剂并可用于工业批量生产。破壁产品无毒性，食用价值高，胞内活性蛋白质几乎无损伤。

实现本发明的具体方案为：

（一）酵母生化处理

1、待破壁酵母在无菌条件下，清洗干净，搅拌呈均匀糊状，溶液浓度为5～25%（W/W），溶液PH2～7。

2、恒温处理，将上述溶液在无菌条件下于20～70℃保温3～96小时。

3、恒温处理完毕，在无菌条件下将溶液搅拌均匀，以备破壁处理。

（二）酵母细胞破壁处理

经生化处理后的酵母细胞糊状溶液，在无菌条件下，在8～310kgf/cm²压力下，常温高压气流进入喷射器，将进入喷射器的酵母糊状液从喷头喷射到沿水平方向高速旋转轮上，喷射距离为0.5～10cm，喷射器上装有可转动套管，可使内管沿水平方向移动，以调节酵母液喷射量。转轮周边径向设有凹凸槽，高速旋转轮也可垂直喷射器方向旋转，也可呈固定静止状，它们的破碎率显然不同，前者可达95～100%，破壁率最高，沿旋转轮盘流下的液体，即为破壁液进入酵母接受器。

本发明酵母细胞破壁技术具有如下经济效益：

1、本发明酵母细胞破壁技术能耗低，使开发利用酵母细胞富含营养素成为可能，经济效益重大。本发明的优点还在于不添加任何化学试剂，破壁后无任何化学污染、无毒、蛋白质分解物肽、氯基酸不变性，胞内RNA、DNA、自然螺旋结构不改变，不失活，基本无损伤可活体提取供遗传工程用。

2、酵母破壁后可提取各种高纯度的生化制品，如：肽类和氨基酸类，维生素类，核酸类物质DNA、RNA，生物高能物质类ATP、ADP、AMP等，可纯化提取并保持其活性酶类，结合态微量元素Zn、K、Ca、Se、Co、Fe、Mg、Cu等。

3、胞内营养分破壁后可直接食用，其中的氨基酸、维生素、多种消化酶以及含量丰富的人体所需的微量元素，并且特别易于消化吸收，具有明显增强耐力、抗衰老功能。其中的酶类用于啤酒生产可提高发酵度生产干啤酒;也可用于生产酵母酱油。

附图说明：

图1    破壁设备工艺流程图

1-空压机    2-高压气贮缶    3-调压装置

4-高压气体输送装置    5-温控系统    6-喷射器

7-酵母输入装置    8-高速旋转轮盘    9-破壁酵母接受器

图2    喷射器结构工作示意图

10-高压气流入口    11-酵母浆料入口    12-高压气转动套管

13-酵母浆室