CN101748075A - 高活性海洋红酵母粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备高活性海洋红酵母粉的新方法，它采用啤酒酵母为原料，经过水解酶水解、过滤后作为基础培养基，海洋红酵母接种液体深层通气培养后，及时利用超滤膜浓缩对发酵液浓缩收集红酵母菌体，浓缩红酵母与赋形剂混合均匀成湿菌团后，通过螺杆输送进入闪蒸干燥设备进行低温瞬间干燥，得到红酵母菌体达到100亿～200亿/g的红酵母干粉，其中活酵母含量达到60％以上。本发明制备方法的红酵母生长速度快，单位体积酵母浓度高，培养时间短；采用超滤膜浓缩培养液，对菌体损伤小，容易保持红酵母浓缩后的高活性；红酵母浓缩液与赋形剂混合后不需要经过制粒，混成湿菌团即可直接进入闪蒸干燥机低温瞬间干燥，保证整个生产工艺过程的红酵母粉中高活性比例。
Description
技术领域
本发明涉及一种海洋红酵母的制备方法。具体而言，涉及一种培养周期短、活性细胞比率高的高活性海洋红酵母粉的制备方法。
背景技术
海洋红酵母(Rhodotorula sp.)是从海洋泥土中分离出来的红发夫酵母菌株，菌体富含蛋白质、肝糖、不饱和脂肪酸、动物幼体生长激素、以虾青素为主的类胡萝卜素(有很强的清除自由基、促进抗体产生、增强宿主免疫能力、艳丽红色)，因此海洋红酵母是极具潜力的虾青素生产菌株和非常优良的水产动物幼体饲用生物饵料，同时活性海洋红酵母还可以复活生长繁殖，红酵母生长代谢可以净化水中的氨氮、硫化氢等有害物质，活性海洋红酵母在黄、渤海地区的海参、扇贝、鲍鱼、等品种的健康、规模化养殖育苗担当起极其重要的作用。
中国专利申请CN1146290A公开了一种“鲜活单细胞海洋红酵母生态饵料及其生产方法”，该发明涉及到一种海洋红酵母从自然界中分离、进行一次投料液体发酵、后期处理制成液体产品的方法，该方法存在海洋红酵母生产周期长、发酵出的海洋红酵母的细胞浓度低，液体产品需要冷藏等不利于大规模生产、长期保存和长途运输的缺点。中国专利ZL02139179.3公开了“一种固体海洋红酵母的喷雾干燥生产方法”，该方法采用三级种子液，每级种子液培养需要36～48h，最后生产罐通过深层通气流加培养30～48h，发酵液浓度可达到15～30亿/mL，收集的发酵菌乳液采用喷雾干燥可以得到100亿～1000亿/g固体红酵母粉。该方法培养周期长，需要6～8天时间，长时间通气培养容易污染，而且该方法生产的固体红酵母为没有活性的细胞。中国专利ZL02139178.5公开了“一种固体海洋红酵母的淀粉吸附流化床干燥生产方法”，该方法干燥生产的固体红酵母的活细胞比例也只有15％～30％，存在活性细胞比率低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种培养周期短、活性细胞比率高的高活性海洋红酵母粉的制备方法。
用来生产本发明所述的高活性海洋红酵母粉的微生物菌种为粘红酵母，购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.2.703，拉丁学名为Rhodotorula glutinis。
本发明的制备方法包含如下步骤：
采用啤酒酵母为原料，经过水解酶水解、过滤后作为基础培养基，海洋红酵母接种液体深层通气培养后，及时利用超滤膜浓缩对发酵液浓缩收集红酵母菌体，浓缩红酵母与赋形剂混合均匀成湿菌团后，通过螺杆输送进入闪蒸干燥设备进行低温瞬间干燥，得到红酵母菌体总数达到100亿～200亿/g的红酵母干粉，其中活酵母含量达到60％以上。
所述啤酒酵母可以是啤酒酵母鲜浆或啤酒酵母干粉。
啤酒酵母水解酶可以是碱性蛋白酶或中性蛋白酶。
海洋红酵母浓缩采用超滤膜浓缩，超滤膜的孔径可以是0.01～0.1μm，操作压力可以是0.05～0.15MPa。
所述赋形剂可以是玉米淀粉和轻质碳酸钙的混合物。
所述的闪蒸干燥可以是旋转闪蒸干燥，空气进口温度为80～100℃，出口温度为35～50℃。
一种优选的实施方案中，所得海洋红酵母干粉的红酵母菌体达到180亿～200亿/g，其中活酵母含量达到80％以上。
本发明由于采用与海洋红酵母同类的啤酒酵母水解液作为原料，营养成分相似，具有红酵母生长速度快，提高单位体积酵母浓度和缩短培养时间的特点；培养液采用超滤膜浓缩，对菌体损伤小，容易保持红酵母浓缩后的高活性；红酵母干燥采用旋转闪蒸法，红酵母浓缩液与赋形剂混合后不需要经过制粒，混成湿菌团即可直接进入闪蒸干燥机，干燥通过控制干燥空气进出口温度，出口温度保持在50℃以内，轻易实现低温瞬间干燥，从而保证整个生产工艺过程的红酵母粉中高活性比例。
具体实施方式
现对制备高活性海洋红酵母粉制备过程进行详细叙述。除非另有说明，其中的“％”均为“质量％”。
(1)生产培养基制备：将固含量为10％～30％的啤酒酵母浆，升温至40～80℃，加入蛋白水解酶水解1～3h，加5～10倍水冷却稀释后，经过板框压滤机压滤得水解营养液，该水解营养液加入适当的碳源和无机盐即得海洋红酵母发酵培养基；
(2)菌种传代：将海洋红酵母菌株采用斜面传代保存，培养基为PYG营养琼脂培养基，培养温度为28～32℃，培养时间为24h；
(3)生产种子液培养：将步骤(2)的斜面菌种洗脱接种于PYG营养液中培养20～24h，然后接入到含海洋红酵母生产培养基的种子罐中，通气培养20～24h，得到生产种子液；
(4)扩大培养：将步骤(3)中的种子液接入到海洋红酵母生产培养基容量为50％～70％的发酵罐中通气培养，得到30亿～40亿/mL的海洋红酵母液体；
(5)超滤浓缩：将培养好的海洋红酵母利用孔径为0.01～0.1μm超滤膜，操作压力0.05～0.15MPa下进行超滤浓缩，得到150亿～200亿/mL的海洋红酵母浓缩液；
(6)闪蒸干燥：将海洋红酵母浓缩液与玉米淀粉和轻质碳酸钙按重量比2∶0.5～1.5∶1～2的比例混合成红酵母湿菌团，将湿菌团通过螺杆输送进入旋转闪蒸干燥机进行快速干燥，闪蒸干燥机空气进口温度为80～100℃、出口温度为35～50℃，得到干燥的海洋红酵母粉总数达到100～200亿/g，其中活性红酵母数达到60％以上。
其中步骤(1)中海洋红酵母生产培养基配方，按重量比计为：
葡萄糖 2％～5％
磷酸二氢钾 0.2％～0.5％
氯化钠 0.5％～1.0％
pH值 5.5～7.5。
培养基灭菌的温度为115～125℃，时间为20～60min。
下面以实施例的方式进一步解释本发明，但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
将保存在PYG营养琼脂斜面的海洋红酵母菌株重新传斜面30℃培养24h后，将斜面菌种洗脱接种于10L PYG营养液中30℃培养24h，然后接入到含300L海洋红酵母生产培养基种子罐中，30℃通气培养24h，得到生产种子液。
取固含量为15％的鲜啤酒酵母浆1200L，夹套升温至50℃，加入中性蛋白酶水解2h，加入5000L自来水冷却后经过板框压滤机压滤得6000L滤清液，加入葡萄糖3％，磷酸二氢钾0.3％，氯化钠0.5％，调pH至6.5。在10t发酵罐中培养基121℃灭菌30min，接入300L红酵母种子液，于30～32℃通气培养20h，得30亿/mL鲜活海洋红酵母发酵液。将培养好的海洋红酵母在操作压力为0.1MPa下进行超滤浓缩，得到180亿/mL的海洋红酵母浓缩液900L。
将该海洋红酵母浓缩液与玉米淀粉和轻质碳酸钙按重量比2∶0.5∶2的比例混合成红酵母湿菌团，将湿菌团通过螺杆输送进入旋转闪蒸干燥机进行快速干燥，闪蒸干燥机空气进口温度为85℃、出口温度为40℃，得到干燥的海洋红酵母粉1200kg，红酵母菌总数达到130亿/g，其中活性红酵母数占75％。
实施例2
将海洋红酵母菌株新传斜面在30℃培养24h后，将斜面菌种洗脱接种于10L PYG营养液中30℃培养24h，然后接入到含300L海洋红酵母生产培养基种子罐中，32℃通气培养20h，得到生产种子液。
取干啤酒酵母粉300kg，加入900kg水搅拌均匀得到25％的啤酒酵母浆，夹套升温至40℃，加入碱性蛋白酶水解1.5h，6000L自来水冷却稀释后，经过板框压滤机压滤得6600L滤清液，加入葡萄糖4％，磷酸二氢钾0.35％，氯化钠0.5％，调pH至6.0。于10t发酵罐中121℃灭菌30min，于30～32℃通气培养20h，得35亿/mL海洋红酵母发酵液。将培养好的海洋红酵母在操作压力为0.1MPa下进行超滤浓缩，得到150亿/mL的海洋红酵母浓缩液1500L。
将该海洋红酵母浓缩液与玉米淀粉和轻质碳酸钙按重量比2∶1∶2的比例混合成红酵母湿菌团，将湿菌团通过螺杆输送进入旋转闪蒸干燥机进行快速干燥，闪蒸干燥机空气进口温度为95℃、出口温度为45℃，得到干燥的海洋红酵母粉2000kg，红酵母菌总数达到100亿/g，其中活性红酵母数占65％。
实施例3
将海洋红酵母菌株新传斜面在30℃培养时间为24h后，将斜面菌种洗脱接种于10L PYG营养液中30℃培养24h，然后接入到含300L海洋红酵母生产培养基种子罐中，28℃通气培养24h，得到生产种子液。
取干啤酒酵母粉350kg，加入1100kg水搅拌均匀得到啤酒酵母浆，夹套升温至40℃，加入碱性蛋白酶水解1.5h，加5000L自来水冷却稀释后，经过板框压滤机压滤得5600L滤清液，加入葡萄糖5％，磷酸二氢钾0.4％，氯化钠0.5％，调pH至7.0。于10t发酵罐中115℃灭菌60min，于28～30℃通气培养24h，得40亿/mL海洋红酵母发酵液。将培养好的海洋红酵母在操作压力为0.05MPa下进行超滤浓缩，得到200亿/mL海洋红酵母浓缩液1000L。
将该海洋红酵母浓缩液与玉米淀粉和轻质碳酸钙按重量比2∶1∶1的比例混合成红酵母湿菌团，将湿菌团通过螺杆输送进入旋转闪蒸干燥机进行快速干燥，闪蒸干燥机空气进口温度为80℃、出口温度为35℃，得到干燥的海洋红酵母粉1100kg，红酵母菌总数达到180亿/g，其中活性红酵母数占80％。
Claims (9)
1.一种高活性海洋红酵母粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用啤酒酵母为原料，经过水解酶水解、过滤后作为基础培养基，海洋红酵母接种液体深层通气培养后，及时利用超滤膜浓缩对发酵液浓缩收集红酵母菌体，浓缩红酵母与赋形剂混合均匀成湿菌团后，通过螺杆输送进入闪蒸干燥设备进行低温瞬间干燥，得到红酵母菌体总数达到100亿～200亿/g的红酵母干粉，其中活酵母含量达到60％以上。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述啤酒酵母可以是啤酒酵母鲜浆或啤酒酵母干粉。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述啤酒酵母水解酶可以是碱性蛋白酶或中性蛋白酶。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述超滤膜的孔径为0.01～0.1μm，操作压力为0.05～0.15MPa。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述赋形剂可以是玉米淀粉和轻质碳酸钙的混合物。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的闪蒸干燥采用旋转闪蒸干燥，空气进口温度为80～100℃，出口温度为35～50℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的海洋红酵母干粉的红酵母菌体达到180亿～200亿/g，其中活酵母含量达到80％以上。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)生产培养基制备：将固含量为10％～30％的啤酒酵母浆，升温至40～80℃，加入蛋白水解酶水解1～3h，加5～10倍水冷却稀释后，经过板框压滤机压滤得水解营养液，该水解营养液加入适当的碳源和无机盐即得海洋红酵母发酵培养基；
(2)菌种传代：将海洋红酵母菌株采用斜面传代保存，培养基为PYG营养琼脂培养基，培养温度为28～32℃，培养时间为24h；
(3)生产种子液培养：将步骤(2)的斜面菌种洗脱接种于PYG营养液中培养20～24h，然后接入到含海洋红酵母生产培养基的种子罐中，通气培养20～24h，得到生产种子液；
(4)扩大培养：将步骤(3)中的种子液接入到海洋红酵母生产培养基容量为50％～70％的发酵罐中通气培养，得到30亿～40亿/mL的海洋红酵母液体；
(5)超滤浓缩：将培养好的海洋红酵母利用孔径为0.01～0.1μm超滤膜，操作压力0.05～0.15MPa下进行超滤浓缩，得到150亿～200亿/mL的海洋红酵母浓缩液；
(6)闪蒸干燥：将海洋红酵母浓缩液与玉米淀粉和轻质碳酸钙按重量比2∶0.5～1.5∶1～2的比例混合成红酵母湿菌团，将湿菌团通过螺杆输送进入旋转闪蒸干燥机进行快速干燥，闪蒸干燥机空气进口温度为80～100℃、出口温度为35～50℃，得到干燥的海洋红酵母粉总数达到100～200亿/g，其中活性红酵母数达到60％以上。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中海洋红酵母生产培养基配方按重量比计为：
葡萄糖 2％～5％
磷酸二氢钾 0.2％～0.5％
氯化钠 0.5％～1.0％
pH值 5.5～7.5。
培养基灭菌的温度为115～125℃，时间为20～60min。
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