CN105524856B - 生物转化硒制剂的生产方法及富硒农产品生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物转化硒制剂的生产方法及富硒农产品生产方法，按菌种培养基组成配制培养基，装入透明玻璃瓶中，使用医用高压灭菌锅灭菌121℃并保持20分钟，取出待冷却至室温时，按培养基量的10%‑20%接入菌种，接种过程须在超净台中无菌操作，培养过程温度：25℃‑35℃，光照强度：1500Lux‑3500 Lux，培养3‑6天，生长好的培养液颜色为暗红色或棕色，有效活菌数为2.0×108亿/mL至8.0×108亿/mL，有益效果是：1、将生物活性低的无机硒经过微生物转化为生物活性高的有机硒，有机硒毒性低、使用安全、动植物吸收利用率高；2、生物转化硒制剂应用范围广、适应性强，使用中不受地域限制；3、生物转化硒制剂使用方便，操作简单。
Description
该菌种已于2014年9月27日保藏于中国武汉大学的中国典型培养物保藏中心，培养名称为：沼泽红假单胞菌TR1(Rhodopseudomonas palustris TR1）, 保藏编号：CCTCCNO：M2014447。
技术领域
本发明涉及一种生物转化及应用于农产品技术领域，具体是一种生物转化硒制剂的生产方法及富硒农产品生产方法。
背景技术
硒作为人体内无法合成的一种微量元素，硒的营养研究，已成为世界各国，尤其是欧美各国微量元素研究最受关注的热点之一。人类对硒了解得越多，就越体会到它对健康有多么重要。
1973年联合国卫生组织宣布硒是人体必需的微量元素，1988年中国营养学会将硒列入人们每日膳食营养素之一。硒能抵制化学致癌物，分解致癌物质，如黄曲霉素、四乙铅基等，还能把长期积存在人体中的有害金属离子如铅、汞、砷、镍等排出体外，具有天然的解毒、排毒作用。所以硒有“生命元素”、“天然解毒剂”和“抗癌之王”的美称。它具有防止癌症、克山病、心脑血管疾病、肝脏疾病和糖尿病等疾病的功能。如果人的血液内亚硒酸含量偏低将造成心血管和肿瘤症的滋生。
人体中硒的摄取，主要依靠食物含的硒，食物中硒含量的高低直接关系到人类的健康，正常含量应在0.1ppm至 1.0ppm之间，小于0.1ppm硒缺乏，大于3ppm至5ppm为中毒量。如果长期食用缺硒食物，可能导致人和动物的许多疾病如克山病、大骨节病、心血管病和动物的白肌病等。
硒是一种多功能的生命营养素。有清除自由基、抗氧化、强力抑制过氧化脂质的产生、增强免疫功能、保护生物细胞膜、明显促进血液循环、防止皮肤老化等等。
现在生产富硒农产品多数采用添加无机硒或在本底含硒量高的地区生产。目前已发现的富硒地区有：湖南永州、青海平安、湖北恩施、陕西安康、贵州开阳、浙江龙游、山东枣庄、四川万源、江西丰城等。但是，这些富硒区域中有的面积小，有的地区又同时伴生铅、汞等不良矿物质，生产的富硒农产品不适合人体直接食用。
目前真正具有开发价值的仅是湖南永州、青海平安、陕西安康、江西丰城和湖北恩施。这种方式生产富硒食品局限性大，不适合大规模推广应用；而添加外源性硒生产富硒食品则比较适宜推广；按照添加硒元素的组成不同分为有机硒和无机硒两种。
市场上富硒产品的生产，大多数使用的硒是无机态，无机硒毒性高，不安全，功效单一，动植物吸收率低，硒的有效利用率低，富硒效果差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种生物转化硒制剂的生产方法及富硒农产品生产方法，能将无机硒经过微生物转化为生物活性高的有机硒，有机硒毒性低、使用安全、动植物吸收利用率高、范围广、适应性强、使用中不受地域限制、使用方便，操作简单、硒含量容易控制、可解决规模化生产富硒农产品的技术问题等。
根据本发明的生物转化硒制剂的生产方法，其特征在于：采取如下步骤：
步骤一、菌种培养：
生产用菌种：沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris TR1）编号为：CCTCCM 2014447，菌种保藏于中国典型培养物保藏中心；
菌种制作：按菌种培养基组成配制培养基，装入透明玻璃瓶中，使用医用高压灭菌锅灭菌121℃并保持20分钟，取出待冷却至室温时，按培养基量的10%-20%接入菌种，接种过程须在超净台中无菌操作，培养过程温度：25℃-35℃，光照强度：1500Lux-3500 Lux，培养3-6天，生长好的培养液颜色为暗红色或棕色，有效活菌数为2.0×108亿/mL至8.0×108亿/mL；
步骤二、生物转化硒制剂发酵生产：
该过程在微生物发酵罐中进行，按照发酵罐的一般操作流程，先进行空消，温度：121℃至125℃，罐体相对压力：0.103Mpa至0.168Mpa，维持20分钟至30分钟，自然冷却到室温。然后按上述发酵培养基组成配制培养基，进行发酵罐的实消，温度：121℃至125℃，罐体相对压力：0.103Mpa至0.168Mpa，维持20分钟至30分钟，自然冷却到室温，在降温过程中保证罐体压力不能为负压。接种时按照培养基10%至20%的量接入菌种培养物。接种完成后进入发酵培养过程，使用无菌过滤空气保持罐压0.02Mpa至0.05Mpa，温度：25℃至35℃，搅拌速度：100转/分钟至250转/分钟，光照强度：1500Lux至3500 Lux，培养7天，培养物成为红色、暗红色或棕色液体，即成为生物转化硒制剂，制剂有效活菌数可达8.0×108亿/mL至2.0×109亿/mL，硒含量：200mg/kg至500mg/kg。
具体进一步，所述菌种培养基组成：酵母粉：3.0g；蛋白胨：3.0g；硫酸镁MgSO4·7H2O：0.5g；氯化钙CaCl2：0.3g；蒸馏水：1000mL；pH值：6.5至7.5。
具体进一步，所述发酵培养基组成：酵母粉：3.0g；蛋白胨：3.0 g；硫酸镁MgSO4·7H2O：0.5g；氯化钙CaCl2：0.3g；亚硒酸钠Na2SeO3·5H2O：0.67g至1.67g（或二氧化硒SeO2：0.28g至0.70g）；自来水：1000mL；pH值：6.5至7.5；
生物转化硒制剂的生产过程就是硒的生物转化过程，也是微生物沼泽红假单胞菌的发酵培养过程。在培养基中加入的硒元素会在沼泽红假单胞菌生长代谢时吸收利用和转化，硒元素化学性质与硫相似，硒可取代含硫氨基酸中的硫，形成硒代氨基酸，进一步组成蛋白质，从而完成了无机硒到有机硒的转化，最终转化率为99%。
具体进一步，所述含硫氨基酸是甲硫胺酸（Met）或半胱氨酸（Cys）或胱氨酸（Cys）。
应用该上述生物转化硒制剂的生产方法的富硒农产品的生产方法。
具体进一步，其特征在于： 包括
方式一：禾谷类作物采用喷施的方法，在单季生长周期内，按比例50倍至200倍稀释生物转化硒制剂，间隔7天，叶面喷施2次至3次，叶片两面喷施均匀，以不滴水珠为宜；
方式二：根茎类作物采用淋施的方法，在单季生长的周期内，按比例50倍至200倍稀释生物转化硒制剂淋施或在灌溉作物时淋施土壤中；
方式三，水果类作物，喷施结合淋施，将转化后的硒制剂稀释50倍至200倍后喷施2次，还需在果实挂果前淋施1次，每亩用量5kg-20kg；使用上述三种方式种植农作物后，待作物成熟后采摘采收可食用部位即可得到富硒的农产品；
方式四：在养殖富硒农产品上的使用：在养殖过程中，按照饲料的1%-10%量添加生物转化硒制剂到饲料中拌匀饲喂，从小饲喂，待生长到上市规格即可得到富硒农产品。在禽类的养殖中所产的蛋，可以达到富硒蛋的要求。
本发明的有益效果是：1、将生物活性低的无机硒经过微生物转化为生物活性高的有机硒，有机硒毒性低、使用安全、动植物吸收利用率高；2、生物转化硒制剂应用范围广、适应性强，使用中不受地域限制；3、生物转化硒制剂使用方便，操作简单；4、生产富硒农产品，硒含量容易控制，可解决规模化生产富硒农产品的技术问题。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实例。
下面描述根据本发明实施例的一种富硒农产品的生产方法，其特征在于：采取如下步骤：
步骤一、菌种培养：
生产用菌种：沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris TR1）编号为：CCTCCM 2014447，菌种保藏于中国典型培养物保藏中心；
菌种制作：按菌种培养基组成配制培养基，装入透明玻璃瓶中，使用医用高压灭菌锅灭菌121℃并保持20分钟，取出待冷却至室温时，按培养基量的10%-20%接入菌种，接种过程须在超净台中无菌操作，培养过程温度：25℃-35℃，光照强度：1500Lux-3500 Lux，培养3-6天，生长好的培养液颜色为暗红色或棕色，有效活菌数为2.0×108亿/mL至8.0×108亿/mL；
步骤二、生物转化硒制剂发酵生产：
该过程在微生物发酵罐中进行，按照发酵罐的一般操作流程，先进行空消，温度：121℃至125℃，罐体相对压力：0.103Mpa至0.168Mpa，维持20分钟至30分钟，自然冷却到室温。然后按上述发酵培养基组成配制培养基，进行发酵罐的实消，温度：121℃至125℃，罐体相对压力：0.103Mpa至0.168Mpa，维持20分钟至30分钟，自然冷却到室温，在降温过程中保证罐体压力不能为负压。接种时按照培养基10%至20%的量接入菌种培养物。接种完成后进入发酵培养过程，使用无菌过滤空气保持罐压0.02Mpa至0.05Mpa，温度：25℃至35℃，搅拌速度：100转/分钟至250转/分钟，光照强度：1500Lux至3500 Lux，培养7天，培养物成为红色、暗红色或棕色液体，即成为生物转化硒制剂，制剂有效活菌数可达8.0×108亿/mL至2.0×109亿/mL，硒含量：200mg/kg至500mg/kg。
具体进一步，所述菌种培养基组成：酵母粉：3.0g；蛋白胨：3.0g；硫酸镁MgSO4·7H2O：0.5g；氯化钙CaCl2：0.3g；蒸馏水：1000mL；pH值：6.5至7.5。
具体进一步，所述发酵培养基组成：酵母粉：3.0g；蛋白胨：3.0 g；硫酸镁MgSO4·7H2O：0.5g；氯化钙CaCl2：0.3g；亚硒酸钠Na2SeO3·5H2O：0.67g至1.67g（或二氧化硒SeO2：0.28g至0.70g）；自来水：1000mL；pH值：6.5至7.5；
生物转化硒制剂的生产过程就是硒的生物转化过程，也是微生物沼泽红假单胞菌的发酵培养过程。在培养基中加入的硒元素会在沼泽红假单胞菌生长代谢时吸收利用和转化，硒元素化学性质与硫相似，硒可取代含硫氨基酸中的硫，形成硒代氨基酸，进一步组成蛋白质，从而完成了无机硒到有机硒的转化，最终转化率为99%。
具体进一步，所述含硫氨基酸是甲硫胺酸（Met）或半胱氨酸（Cys）或胱氨酸（Cys）。
富硒农产品，其特征在于： 包括上述的富硒农产品的生产方法。
具体进一步， 包括：
方式一：禾谷类作物采用喷施的方法，如：小麦、玉米、水稻、谷子等；蔬菜类作物，如：白菜、油菜、辣椒等；豆类作物，如：大豆等；饮料作物，如：茶叶等；在单季生长周期内，按比例50倍至200倍稀释生物转化硒制剂，间隔7天，叶面喷施2次至3次，叶片两面喷施均匀，以不滴水珠为宜；
方式二：根茎类作物采用淋施的方法，如马铃薯、山药等；油料类作物，如花生等；在单季生长的周期内，按比例50倍至200倍稀释生物转化硒制剂淋施或在灌溉作物时淋施土壤中；
方式三，水果类作物，喷施结合淋施，如梨、苹果、桃、香蕉、桔子等，将转化后的硒制剂稀释50倍至200倍后喷施2次，还需在果实挂果前淋施1次，每亩用量5kg-20kg；使用上述三种方式种植农作物后，待作物成熟后采摘采收可食用部位即可得到富硒的农产品；
方式四：在养殖富硒农产品上的使用：在养殖过程中，按照饲料的1%-10%量添加生物转化硒制剂到饲料中拌匀饲喂，从小饲喂，待生长到上市规格即可得到富硒农产品。在禽类的养殖中所产的蛋，可以达到富硒蛋的要求。
本发明通过以下的实施例进一步说明。
实施例1：（生物转化硒制剂生产1）
菌种培养基组成：酵母粉：3.0g；蛋白胨：3.0 g；硫酸镁（MgSO4·7H2O）：0.5 g；氯化钙CaCl2：0.3 g；蒸馏水：1000mL；pH值：6.5～7.5。
发酵培养基组成：酵母粉：3.0g；蛋白胨：3.0 g；硫酸镁MgSO4·7H2O：0.5 g；氯化钙CaCl2：0.3 g；亚硒酸钠Na2SeO3·5H2O：0.8g；自来水：1000mL；pH值：6.5～7.5。
菌种制作：按上述菌种培养基组成配制培养基，装入玻璃瓶中，使用医用高压灭菌锅灭菌121℃保持20分钟，取出待冷却至室温时，按培养基量的10%接入菌种。培养过程温度：35℃，光照强度2500Lux，培养5天，生长好的培养液颜色为暗红色，有效活菌数为3.0×108亿/mL。
生物转化硒制剂发酵生产：先对发酵罐进行空消，温度121℃，罐体相对压力：0.103Mpa，维持30分钟，自然冷却到室温。然后按上述发酵培养基组成配制培养基，再进行发酵罐的实消，温度125℃，罐体相对压力：0.168Mpa，维持25分钟，自然冷却到室温。接种时按照培养基10%的量接入菌种培养物。发酵培养过程中，使用无菌过滤空气保持罐压0.03Mpa，温度：32℃，搅拌速度：100转/分钟，光照强度：3500 Lux，培养7天，培养物成为暗红色液体，即成为生物转化硒制剂，制剂有效活菌数可达8.0×108亿/mL，硒含量：240mg/kg。
实施例2：（生物转化硒制剂生产2）
菌种培养基组成：酵母粉：3.0g；蛋白胨：3.0 g；硫酸镁MgSO4·7H2O：0.5 g；氯化钙CaCl2：0.3 g；蒸馏水：1000mL；pH值：6.5～7.5。
发酵培养基组成：酵母粉：3.0g；蛋白胨：3.0 g；硫酸镁MgSO4·7H2O：0.5 g；氯化钙CaCl2：0.3 g；二氧化硒SeO2：0.5g；自来水：1000mL；pH值：6.5～7.5。
菌种制作：按菌种培养基组成配制培养基，装入玻璃瓶中，使用医用高压灭菌锅灭菌121℃保持20分钟，取出待冷却至室温时，按培养基量的20%接入菌种。培养过程温度：28℃，光照强度1500Lux，培养6天，生长好的培养液颜色为棕色，有效活菌数为5.0×108亿/mL。
生物转化硒制剂发酵生产：先对发酵罐进行空消，温度125℃，罐体相对压力：0.168Mpa，维持20分钟，自然冷却到室温。然后按上述发酵培养基组成配制培养基，进行发酵罐的实消，温度121℃，罐体相对压力：0.103Mpa，维持30分钟，自然冷却至室温。接种时按照培养基15%的量接入菌种培养物。发酵培养过程中，使用无菌过滤空气保持罐压0.05Mpa，温度：25℃，搅拌速度：150转/分钟，光照强度：2000 Lux，培养7天，培养物成为棕色液体，即成为生物转化硒制剂，制剂有效活菌数可达1.0×109亿/mL，硒含量：356mg/kg。
实施例3：（富硒蔬菜生产）
在种植小白菜期间，间隔喷施生物转化硒制剂的120倍稀释液两次，收获后检测小白菜中硒含量，含量达到0.08 mg/kg。测量值高于富硒食品硒含量要求果蔬类（不含果汁）≥0.01mg/kg；低于《国家卫生标准》中食品中硒限量标准蔬菜≤0.1mg/kg。使用生物转化硒制剂后，小白菜产量提高8%，对小白菜的品质也提升明显，同对照相比：可溶性糖提高23.6%，维生素C提高17.1%。
实施例4：（富硒茶生产）
在采茶前，间隔喷施生物转化硒制剂的100倍稀释液两次，经过7-10天的吸收利用，采茶后经检验茶叶中含硒量可达到2mg/kg，含量在富硒产品硒含量标准茶叶0.3-5.0mg/kg范围内。使用后茶叶产量提高5%，茶叶品质提升明显。
实施例5：（富硒鱼生产）
在饲喂草鱼的过程中，按比例8%添加生物转化硒制剂在草鱼饲料中，从鱼苗开始饲喂，达到上市规格后（2斤以上），取样测鱼肉中硒含量，测量值可达到0.26 mg/kg。测量值高于富硒食品硒含量要求肉类（畜、禽、水产）≥0.2mg/kg；低于《国家卫生标准》中食品中硒限量标准鱼类≤1mg/kg。使用生物转化硒制剂后，草鱼养殖成活率提高到91%，经权威部门检测，鱼肉肉质达到绿色食品要求。
实施例6：（富硒鸡蛋生产）
在饲喂蛋鸡的饲料中按比例1%添加生物转化硒制剂，从小饲喂，待开始产蛋后，取鸡蛋检测，硒含量可以达到0.45mg/kg，高于富硒鸡蛋硒含量要求≥0.2mg/kg，低于《国家卫生标准》中食品中硒限量标准蛋类≤0.5mg/kg。饲喂生物转化硒制剂后，蛋鸡成活率提高，产蛋率提高1%，鸡蛋味道鲜美、可口。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.生物转化硒制剂的生产方法，其特征在于：采取如下步骤：
步骤一、菌种培养：
生产用菌种：沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris TR1编号为：CCTCCM2014447，菌种保藏于中国典型培养物保藏中心；
菌种制作：按菌种培养基组成配制培养基，装入透明玻璃瓶中，使用医用高压灭菌锅灭菌121℃并保持20分钟，取出待冷却至室温时，按培养基量的10％-20％接入菌种，接种过程须在超净台中无菌操作，培养过程温度：25℃-35℃，光照强度：1500Lux-3500Lux，培养3-6天，生长好的培养液颜色为暗红色或棕色，有效活菌数为2.0×108亿/mL至8.0×108亿/mL；
步骤二、生物转化硒制剂发酵生产：
该过程在微生物发酵罐中进行，按照发酵罐的一般操作流程，先进行空消，温度：121℃至125℃，罐体相对压力：0.103Mpa至0.168Mpa，维持20分钟至30分钟，自然冷却到室温；
发酵培养基组成：酵母粉：3.0g；蛋白胨：3.0g；硫酸镁MgSO4·7H2O：
0.5g；氯化钙CaCl2：0.3g；亚硒酸钠Na2SeO3·5H2O：0.67g至1.67g或二氧化硒SeO2：0.28g至0.70g；自来水：1000mL；pH值：6.5至7.5；
然后按上述发酵培养基组成配制培养基，进行发酵罐的实消，温度：121℃至125℃，罐体相对压力：0.103Mpa至0.168Mpa，维持20分钟至30分钟，自然冷却到室温，在降温过程中保证罐体压力不能为负压；
接种时按照培养基10％至20％的量接入菌种培养物；
接种完成后进入发酵培养过程，使用无菌过滤空气保持罐压0.02Mpa至0.05Mpa，温度：25℃至35℃，搅拌速度：100转/分钟至250转/分钟，光照强度：1500Lux至3500Lux，培养7天，培养物成为红色、暗红色或棕色液体，即成为生物转化硒制剂，制剂有效活菌数可达8.0×108亿/mL至2.0×109亿/mL，硒含量：200mg/kg至500mg/kg。
2.根据权利要求1所述生物转化硒制剂的生产方法，其特征在于：所述菌种培养基组成：酵母粉：3.0g；蛋白胨：3.0g；硫酸镁MgSO4·7H2O：0.5g；氯化钙CaCl2：0.3g；蒸馏水：1000mL；pH值：6.5至7.5。
3.根据权利要求1所述一种生物转化硒制剂的生产方法，其特征在于：生物转化硒制剂的生产过程就是硒的生物转化过程，也是微生物沼泽红假单胞菌的发酵培养过程；
在培养基中加入的硒元素会在沼泽红假单胞菌生长代谢时吸收利用和转化，硒元素化学性质与硫相似，硒可取代含硫氨基酸中的硫，形成硒代氨基酸，进一步组成蛋白质，从而完成了无机硒到有机硒的转化，最终转化率为99％。
4.根据权利要求3所述生物转化硒制剂的生产方法，其特征在于：所述含硫氨基酸是甲硫胺酸或半胱氨酸或胱氨酸。
5.富硒农产品生产方法，其特征在于：包括上述权利要求1-4任一所述的生物转化硒制剂的生产方法。
6.根据权利要求5所述的富硒农产品生产方法，其特征在于：包括
方式一：禾谷类作物采用喷施的方法，在单季生长周期内，按比例50倍至200倍稀释生物转化硒制剂，间隔7天，叶面喷施2次至3次，叶片两面喷施均匀；
方式二：根茎类作物采用淋施的方法，在单季生长的周期内，按比例50倍至200倍稀释生物转化硒制剂淋施或在灌溉作物时淋施土壤中；
方式三：水果类作物，喷施结合淋施，将转化后的硒制剂稀释50倍至200倍后喷施2次，还需在果实挂果前淋施1次，每亩用量5kg-20kg；使用上述三种方式种植农作物后，待作物成熟后采摘采收可食用部位即可得到富硒的农产品；
方式四：在养殖富硒农产品上的使用：在养殖过程中，按照饲料的1％-10％量添加生物转化硒制剂到饲料中拌匀饲喂，从小饲喂，待生长到上市规格即可得到富硒农产品；在禽类的养殖中所产的蛋，可以达到富硒蛋的要求。
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