CN101575578A - 一种酵母菌株、富含还原型谷胱甘肽的干酵母及其制备方法 - Google Patents

一种酵母菌株、富含还原型谷胱甘肽的干酵母及其制备方法 Download PDF

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本发明提供了一种富含还原型谷胱甘肽的酵母菌株(saccharomyces cerevisiae)，保藏号为CCTCC M 205130。还提供了由其发酵而成的富含还原型谷胱甘肽的干酵母及其制备方法。本发明通过紫外诱变方法筛选出一株还原型谷胱甘肽含量较高性能稳定的酵母菌株(CCTCC M 205130)。本发明的该菌株不进行谷胱甘肽的提取和纯化，直接和酵母细胞一起使用，得到富含还原型谷胱甘肽的干酵母。本发明生产成本低、过程简单、固定资产投入较少。由于不需要进行谷胱甘肽的提取和纯化，不存在谷胱甘肽的损失问题，谷胱甘肽的活性损失也小。

Description

一种酵母菌株、富含还原型谷胱甘肽的干酵母及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种面包酵母，具体地说，涉及一种富含还原型谷胱甘肽的干酵母及其制备方法。
背景技术
谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸经肽键缩合而成的三肽化合物，化学名称为：犮-L-谷氨酰-L-半胱氨酸-甘氨酸。在自然界中存在两种形式的谷胱甘肽，一种是还原型谷胱甘肽，另外一种是氧化型谷胱甘肽。而真正起作用的主要是还原型谷胱甘肽，它在抗氧化、清除自由基、解毒、增强免疫力、延缓衰老、抗癌、抗放射线等方面发挥重要作用，是重要的功能因子，在食品工业、医药工业中应用非常广泛。
目前谷胱甘肽的获得主要通过原料直接提取纯化、化学合成、酶法合成和发酵法合成等。纯的谷胱甘肽产品生产比较复杂，成本较高，特别是在还原型谷胱甘肽下游提取过程中，往往由于还原型谷胱甘肽的氧化而导致产品的活性和产率很低。关于谷胱甘肽的研究、生产和应用国内外都有相关报道，研究内容主要集中在以下几个方面：
1)研究现有原料(谷胱甘肽广泛存在于面包酵母、小麦胚芽、动物肝脏、鸡血、猪血、西红柿、菠萝、黄瓜中，其中以小麦胚芽和动物肝脏中最高)的谷胱甘肽提取和纯化技术，提高产品的得率，减少活性损失。
2)研究谷胱甘肽合成和还原所需的酶、对应基因及其表达。研究生物代谢过程中哪些酶参与谷胱甘肽的合成、还原和抑制，通过加强或者减弱某一种酶基因的表达水平控制谷胱甘肽的合成和还原，通过人为组装相关酶系在反应器中进行谷胱甘肽合成或者还原反应。
3)研究谷胱甘肽含量的测定方法，准确衡量谷胱甘肽的量。
4)研究谷胱甘肽的生产过程和工艺、产品的形式。
5)研究谷胱甘肽的应用，尤其是在疾病治疗方面的应用。
以上研究、生产和应用基本上立足于药用谷胱甘肽，从产物表达、产物纯化到应用都有比较高的要求，需要比较纯的谷胱甘肽应用在治疗药物的生产和应用上。
专利文献申请号为03113418.1，发明名称为一种提高产朊假丝酵母发酵生产谷胱甘肽产量的方法，其采用产朊假丝酵母为发酵菌株，经斜面培养和种子培养后，接种在发酵培养基中进行摇瓶培养或发酵罐培养，在发酵培养基中添加L-半胱氨酸，增加发酵液中L-半胱氨酸的供应，以提高产品谷胱甘肽的合成速度和产量。
不管是原料直接提取还是化学、酶法、发酵法合成，最终目的都是为了得到比较纯的谷胱甘肽，都需要进行下游的纯化步骤，需要较多步骤和相应仪器设备，固定资产投入较大，成本较高。由于步骤较多，纯化过程中谷胱甘肽得率较低。另外由于部分还原型谷胱甘肽转换成氧化型谷胱甘肽，产品活性降低。
如何生产成本较低、生产过程简单、大众实用的还原型谷胱甘肽保健食品，是一个发展方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种富含还原型谷胱甘肽的酵母菌株。
本发明的另一目的是提供一种富含还原型谷胱甘肽的干酵母，还原型谷胱甘肽直接和酵母细胞一起使用，避免还原型谷胱甘肽在加工处理过程中的氧化和降解。
本发明的再一目的是提供一种富含还原型谷胱甘肽的干酵母制的备方法，该方法生产成本低、过程简单、可工业化生产，谷胱甘肽的活性损失也小。
为了实现本发明目的，本发明的一种富含还原型谷胱甘肽的酵母菌株(saccharomyces cerevisiae)，保藏号为CCTCC M 205130，于2005年10月25日于中国典型培养物保藏中心(武汉)保藏。
本发明的富含谷胱甘肽的酵母菌株通过传统紫外诱变方法筛选得到一株还原型谷胱甘肽含量较高性能稳定的酵母菌株(CCTCC M205130)。其中还原型谷胱甘肽的含量为3～5g/100g干酵母。
本发明的紫外诱变过程为：先将酵母菌株(安琪Z2.2安琪公司保藏中心编号)在斜面培养基上进行斜面培养(30℃培养2～3天)，取斜面菌体，采用生理盐水稀释酵母细胞浓度到106～107个/ml，取5ml菌悬液于无菌空平皿中，并进行磁力搅拌，在紫外灯(30W，2537A波长)距离20～30cm下照射15～30s，取处理过的100ul菌液于50ml新鲜液体种子培养基中，30℃恒温避光中间培养一天。中间培养液按浓度梯度涂布于筛选平板(含500ug/ml的乙硫氨酸)中进行筛选，获得还原型谷胱甘肽含量为3～5g/100g干酵母的菌株(CCTCC M 205130)。
所述斜面培养基(g/L)为：20g葡萄糖、20g蛋白胨、10g酵母膏、20g琼脂，溶解在800ml水中，然后调节pH到6.0，0.1MPa灭菌15min。所述种子培养基(g/L)为：20g葡萄糖、20g蛋白胨、10g酵母膏，溶解在800ml水中，然后调节pH到6.0，0.1MPa灭菌15min。
本发明所述富含谷胱甘肽的干酵母由富含谷胱甘肽的酵母菌株(CCTCC M 205130)经过多次培养、发酵、分离洗涤、干燥而成。
本发明所述的富含谷胱甘肽的干酵母中还原型谷胱甘肽含量为3～5g/100g干酵母。
本发明所述富含谷胱甘肽的干酵母的制备方法，包括如下步骤：由富含谷胱甘肽的酵母菌株(CCTCC M 205130)经过多次培养、发酵、分离洗涤、干燥而成。
所述多次培养分别为试管斜面培养、培养瓶液体培养、旁氏罐液体培养、纯培养罐培养和种子罐培养。
所述发酵工艺为：pH5.5～6.5、发酵温度28～32℃、通氧量0.5～1.5克O2/1克酵母*分钟、发酵时间20～22小时、酵母浓度170～250克/升。
DO(溶氧量)控制在酵母正常生长范围内，过多的通气并不会显著增加还原型谷胱甘肽的含量。
补料方式采用指数流加方式，在15～20小时后控制葡萄糖浓度不能过高，细胞湿重控制在170～250g/L。
所述干燥可采用喷雾干燥或低温快速干燥工艺。
所述低温快速干燥采用沸腾床进行干躁处理。物料的最高温度不超过35℃，干酵母的水份含量控制在4～8％。
具体地说，所述的富含谷胱甘肽的干酵母的制备方法，其包括如下步骤：首先将菌种置于盛有麦芽汁琼脂的斜面30℃培养40～50小时，然后在以麦芽汁为培养基在培养瓶中接种30℃培养40～50小时，再以麦芽汁和糖蜜混合液为培养基在旁氏罐中接种30℃培养40～50小时，再以糖蜜为培养基在纯培养罐中接种培养15～20小时，再以糖蜜为原料，添加(NH4)2SO4、磷源以及微量元素为培养基在种子罐中接种培养20～30小时，培养温度为28～32℃，风量为0.5～1.5克O2/1克酵母*分钟，含糖量为0.1～1克/100毫升，最终酵母浓度为150～200克/升，再以糖蜜为主要原料，添加(NH4)2SO4、磷源以及微量元素为培养基在商品罐中接种培养20～22小时，发酵温度为28～32℃，pH值为5.5～6.5，风量为0.5～1.5克O2/1克酵母*分钟左右，酵母浓度为170～250克/升，再将商品罐的发酵液分离洗涤，用真空转鼓抽滤，然后用滤得的酵母进行造粒，最后用沸腾干燥床进行低温快速干燥，物料的最高温度不超过35℃，干酵母的水份含量控制在4～8％。
本发明的筛选出还原型谷胱甘肽含量(3～5g/100g干酵母)较高的菌株(CCTCC M 205130)，通过控制产品罐的pH、温度、风量、产品罐发酵时间、酵母浓度等控制酵母的生长，使其细胞内的还原型谷胱甘肽积累量最大，然后通过低温转鼓抽滤、造粒后，用沸腾干燥床进行低温快速干燥，物料的最高温度不超过35℃，干酵母的水份含量控制在4～8％，最后抽真空包装，得到富含还原型谷胱甘肽的干酵母(面包酵母)。
本发明筛选并培养出富含谷胱甘肽的面包酵母，不进行谷胱甘肽的提取和纯化，还原型谷胱甘肽存在于酵母细胞内，在进行加工处理过程中避免还原型谷胱甘肽的氧化和降解。该发明使得还原型谷胱甘肽直接和酵母细胞一起使用，通过细胞保护作用减少还原型谷胱甘肽的氧化，通过低温转鼓抽滤、造粒后，用沸腾干燥床进行低温快速干燥，或者喷雾干燥直接得到富含谷胱甘肽的面包酵母，应用于人类的保健。此过程生产成本低、过程简单、固定资产投入较少。由于不需要进行还原型谷胱甘肽的提取和纯化，不存在谷胱甘肽的损失问题，谷胱甘肽的活性损失也小。
本发明的富含还原型谷胱甘肽的酵母菌株(saccharomycescerevisiae)，保藏号为CCTCC M 205130，于2005年10月25日于中国典型培养物保藏中心(武汉)保藏。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例采用传统紫外诱变方法筛选得到一株还原型谷胱甘肽含量较高性能稳定的酵母菌株(CCTCC M 205130)。
紫外诱变过程为：先将酵母菌株(安琪Z2.2安琪公司保藏中心编号)在斜面培养基上进行斜面培养(30℃培养2～3天)，取斜面菌体，采用生理盐水稀释酵母细胞浓度到106～107个/ml，取5ml菌悬液于无菌空平皿中，并进行磁力搅拌，在紫外灯(30W，2537A波长)距离20～30cm下照射15～30s，取处理过的100ul菌液于50ml新鲜液体种子培养基中，30℃恒温避光中间培养一天。中间培养液按浓度梯度涂布于筛选平板(含500ug/ml的乙硫氨酸)中进行筛选，获得还原型谷胱甘肽含量为3～5g/100g干酵母的菌株(CCTCC M 205130)。
所述斜面培养基(g/L)为：20g葡萄糖、20g蛋白胨、10g酵母膏、20g琼脂，溶解在800ml水中，然后调节pH到6.0，0.1MPa灭菌15min。种子培养基(g/L)为：20g葡萄糖、20g蛋白胨、10g酵母膏，溶解在800ml水中，然后调节pH到6.0，0.1MPa灭菌15min。
富含谷胱甘肽的干酵母按如下方法发酵而成：首先将富含谷胱甘肽的酵母菌株(CCTCC M 205130)置于盛有麦芽汁琼脂的斜面30℃培养48小时，在以100毫升12巴林的麦芽汁为培养基在培养瓶中接种培养48小时，再以1升浓度为12巴林、PH5.2的麦芽汁为培养基接种后置于30℃培养24小时，再以含糖量为5％(重量百分比)、pH为4.8的糖蜜10升为培养基在纯培养罐中接种培养22小时，再以100升含糖量为5％(重量百分比)的糖蜜为主要原料，添加2％的(NH4)2SO4的、1％磷酸氢氨、pH值为4的培养基在纯培养罐中接种培养15小时，再以0.1m3的含糖量为5％(重量百分比)的糖蜜为主要原料，添加2％的(NH4)2SO4的和1％磷酸氢氨、pH值为4在种子罐中接种流加培养30小时，培养温度为28℃，风量为1.5克O2/1克酵母*分钟左右，再以1m3的含糖量为5％(重量百分比)的糖蜜为主要原料，添加2％的(NH4)2SO4的和1％磷酸氢氨、调节pH值为4在商品罐中接种流加培养20小时，发酵温度为32℃，pH值为5.5，风量为1.5克O2/1克酵母*分钟左右，再将商品罐的发酵液分离洗涤，用真空转鼓抽滤，然后用滤得的酵母进行造粒，最后用沸腾干燥床进行低温快速干燥，物料的最高温度不超过35℃，干酵母的水份含量控制在4％，最后抽真空，包装，其中还原型谷胱甘肽含量为5g/100g干酵母。
实施例2
本实施例富含谷胱甘肽的干酵母按如下方法发酵而成：首先将富含谷胱甘肽的酵母菌株(CCTCC M 205130)置于盛有麦芽汁琼脂的斜面30℃培养40小时，在以12巴林麦芽汁为培养基在培养瓶中接种培养50小时，再以12巴林麦芽汁和糖蜜混合液(1∶1混合)为培养基在旁氏罐中接种30℃培养50小时，再以含糖量为5％(重量百分比)、PH为4.8的糖蜜为培养基在纯培养罐中接种培养20小时，再以含糖量为5％(重量百分比)的糖蜜为主要原料，添加2％的(NH4)2SO4的和1％磷酸氢氨、调节pH值为4在种子罐中接种培养30小时，培养温度为32℃，风量为1克O2/1克酵母*分钟左右，再以含糖量为5％(重量百分比)的糖蜜为主要原料，添加2％的(NH4)2SO4的和1％磷酸氢氨、调节pH值为4在商品罐中接种培养22小时，发酵温度为30℃，pH值为6.0，风量为1.0克O2/1克酵母*分钟左右，再将商品罐的发酵液分离洗涤，用真空转鼓抽滤，然后用滤得的酵母进行造粒，最后用沸腾干燥床进行低温快速干燥，物料的最高温度不超过35℃，干酵母的水份含量控制在5％，最后抽真空，包装，其中还原型谷胱甘肽含量为3g/100g干酵母。
实施例3
本实施例富含谷胱甘肽的干酵母按如下方法发酵而成：首先将富含谷胱甘肽的酵母菌株(CCTCC M 205130)置于盛有麦芽汁琼脂的斜面30℃培养45小时，在以麦芽汁为培养基在培养瓶中接种培养45小时，再以12巴林麦芽汁和糖蜜混合液(按1∶1混合)为培养基在旁氏罐中接种30℃培养40小时，再以5％(重量百分比)糖蜜为培养基在纯培养罐中接种培养18小时，再以含糖量为5％(重量百分比)的糖蜜为主要原料，添加2％的(NH4)2SO4的和1％磷酸氢氨、调节pH值为4在种子罐中接种培养26小时，培养温度为30℃，风量为0.5克O2/1克酵母*分钟左右，再以含糖量为5％(重量百分比)的糖蜜为主要原料，添加2％的(NH4)2SO4的和1％磷酸氢氨、调节pH值为4在商品罐中接种培养22小时，发酵温度为28℃，pH值为6.5，风量为0.5克O2/1克酵母*分钟左右，再将商品罐的发酵液分离洗涤，用真空转鼓抽滤，然后用滤得的酵母进行造粒，最后用喷雾干燥进行干燥，物料的最高温度不超过35℃，干酵母的水份含量控制在5％，最后抽真空，包装，其中还原型谷胱甘肽含量为4g/100g干酵母。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种富含还原型谷胱甘肽的酵母菌株(saccharomycescerevisiae)，保藏号为CCTCC M 205130。
2.一种由权利要求1所述酵母菌株制成的富含谷胱甘肽的干酵母，其特征在于，其还原型谷胱甘肽含量为3～5g/100g干酵母。
3.根据权利要求2所述的富含谷胱甘肽的干酵母，其特征在于，其由富含谷胱甘肽的酵母菌株(CCTCC M 205130)经过多次培养、发酵、分离洗涤、干燥而成。
4.根据权利要求2或3所述的富含谷胱甘肽的干酵母，其特征在于，所述发酵工艺为：pH5.5～6.5、发酵温度28～32℃、通氧量0.5～1.5克O2/1克酵母*分钟、发酵时间20～22小时、酵母浓度170～250克/升。
5.根据权利要求2～4任意一项所述的富含谷胱甘肽的干酵母，其特征在于，所述干燥为喷雾干燥或低温快速干燥。
6.一种制备权利要求2～5任意一项所述的富含谷胱甘肽的干酵母的方法，其特征在于，包括如下步骤：由富含谷胱甘肽的酵母菌株(CCTCC M 205130)经过多次培养、发酵、分离洗涤、干燥而成。
7.根据权利要求6所述的富含谷胱甘肽的干酵母的制备方法，其特征在于，所述多次培养分别为试管斜面培养、培养瓶液体培养、旁氏罐液体培养、纯培养罐培养和种子罐培养。
8.根据权利要求6或7所述的富含谷胱甘肽的干酵母的制备方法，其特征在于，所述发酵工艺为：pH5.5～6.5、发酵温度28～32℃、通氧量0.5～1.5克O2/1克酵母*分钟、发酵时间20～22小时、酵母浓度170～250克/升。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的富含谷胱甘肽的干酵母的制备方法，其特征在于，所述干燥采用喷雾干燥或低温快速干燥。
10.根据权利要求6所述的富含谷胱甘肽的干酵母的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：首先将菌种置于盛有麦芽汁琼脂的斜面30℃培养40～50小时，在以麦芽汁为培养基在培养瓶中接种培养40～50小时，再以麦芽汁和糖蜜混合液为培养基在旁氏罐中接种30℃培养40～50小时，再以糖蜜为培养基在纯培养罐中接种培养15～20小时，再以糖蜜为原料，添加(NH4)2SO4、磷源以及微量元素为培养基在种子罐中接种培养20～30小时，培养温度为28～32℃，风量为0.5～1.5克O2/1克酵母*分钟左右，含糖量为0.1～1克/100毫升，最终酵母浓度为150～200克/升，再以糖蜜为主要原料，添加(NH4)2SO4、磷源以及微量元素为培养基在商品罐中接种培养20～22小时左右，发酵温度为28～32℃，pH值为5.5～6.5，风量为0.5～1.5克O2/1克酵母*分钟左右，酵母浓度为170～250克/升，再将商品罐的发酵液分离洗涤，用真空转鼓抽滤，然后用滤得的酵母进行造粒，最后用沸腾干燥床进行低温快速干燥，物料的最高温度不超过35℃，干酵母的水份含量控制在4～8％，最后抽真空而成。
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