酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)本身含有丰富的还原糖、核苷酸、氨基酸和维生素等营养物质,其中蛋白质含量更是高达50%,由于酿酒酵母蛋白的生物效价低,极大地限制了酵母的开发与应用。一方面,利用细胞本身的自溶作用,将酵母蛋白水解成可被人类和动物直接消化吸收和利用的氨基酸是提高酵母蛋白生物效价的有效方法。然而,传统的自然自溶存在细胞破壁困难、自溶周期长和产物得率低等缺陷。因此近年来,诱导自溶的手段不断被开发利用,比如添加无机盐等化学物质、酸解、添加外源酶和高压均质等。但是这些方法也存在着成本高、难以大规模工业生产、抑制氨基酸产生和易造成环境污染等诸多问题。另一方面,基于脉冲电场技术(Pulsed electric field,PEF)在食品非热灭菌领域的蓬勃发展,应用脉冲电场提取酵母细胞内的蛋白质、核酸的效果十分显著,但是进一步利用脉冲电场诱导酵母自溶的研究寥寥无几且机理尚不明确。为了探究该技术诱导酵母自溶的可行性,本研究先从微观层面利用酶标仪、扫描电镜和透射电镜研究了脉冲电场技术对酵母细胞结构所造成的损伤效应,然后将处理过的细胞在特定的p H和温度下进行自溶,并监测自溶过程中核酸、蛋白质和蛋白酶溶出的状况。最后将脉冲电场诱导自溶后所得到的自溶物的营养特性(如氨基酸含量)和美拉德反应后的酵母抽提物的感官特性(如风味)与其他的自溶方法所生产的进行对比,具体的研究内容和结果如下。1.适度的脉冲电场(pulsed electric field,PEF)对酿酒酵母细胞的破坏程度是随着电场强度增大而加强的。3 k V/cm的场强处理仅造成少量细胞的细胞壁局部损伤;当场强为7 k V/cm时,酵母细胞致死率达到99.43%,并且对应较高的细胞崩解指数Z,说明此时细胞的电穿孔效应明显。2.PEF对细胞的电穿孔效应有利于胞内大分子物质的溶出。PEF预处理过的细胞自溶上清液中核酸、蛋白质溶出量和胞外蛋白酶的活性均显著高于未处理的样品(p<0.05),自溶结束后7 k V/cm的场强可使自溶上清液的氨基氮得率提升至7.11%。PEF破坏了细胞结构,加速了胞内蛋白酶的释放,促进了酵母自身蛋白质被降解成多肽和氨基酸等小分子。3.7 k V/cm场强的PEF处理与木瓜蛋白酶处理可使自溶物中的氨基酸溶出总量相较于自然自溶分别提升1.49、1.65倍,PEF诱导自溶制得的自溶物中谷胱甘肽含量是木瓜蛋白酶组的4.9倍,还原糖含量仅有木瓜蛋白酶组的66.7%,具有作为膳食补充剂的良好营养特性。木瓜蛋白酶可使谷氨酸的溶出量在PEF处理的基础上再提升66.2%,所得自溶物可作为生产风味增强剂的前体物质。4.将三种自溶方法得到的自溶物进行美拉德反应,PEF诱导自溶后制得的酵母抽提物颜色最深、抗氧化性能最佳,有作为调味剂的潜力,但是风味上略有欠缺,还需改进美拉德反应的配方和工艺。这些结果表明,PEF可以加速酿酒酵母自溶,缩短自溶周期,提升胞内物质的溶出率和氨基氮得率。较高的氨基酸含量赋予了酵母自溶物良好的营养特性和呈味特性,可进一步加工成风味型酵母抽提物或营养补充剂。