CN105624256A

CN105624256A - 利用酵母菌生产虾青素乳油的方法

Info

Publication number: CN105624256A
Application number: CN201610062059.2A
Authority: CN
Inventors: 张继红; 窦宝德; 窦光朋
Original assignee: Shandong Bailong Chuangyuan Bio Tech Co Ltd
Current assignee: Shandong Bailong Chuangyuan Bio Tech Co Ltd
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2016-06-01

Abstract

本发明属于微生物领域，特别公开了一种利用酵母菌生产虾青素乳油的方法。本发明以淀粉糖、玉米浆等为主要原料，进行特种酵母菌种的深层发酵培养；虾青素酵母菌液打入酵母离心机，分离上清液，经酵母离心机分离洗涤后的酵母乳；将离心获得的虾青素酵母菌渣压榨为固形物后移入喷雾干燥塔中，然后经粉碎过筛得到虾青素粉；将虾青素粉采用酒精萃取浸提，浸提残渣经过滤后烘干制成蛋白饲料产品，浸出液加入大豆油后升温将酒精蒸出，罐底残留物过滤得到虾青素乳油产品。本发明步骤简单，可实现我国虾青素产业技术提升，可显著降低虾青素产品的生产成本，有效改变我国虾青素长期依赖进口的局面。

Description

利用酵母菌生产虾青素乳油的方法

（一）技术领域

本发明属于微生物领域，特别涉及一种利用酵母菌生产虾青素乳油的方法。

（二）背景技术

目前国内外虾青素主要生产工艺有4种，分别为化学合成工艺、水产加工废弃物提取工艺、藻类提取工艺、红法夫酵母发酵生产工艺。目前最流行的为红法夫酵母发酵生产工艺，国外红法夫酵母变异株的虾青素生产水平已经达到细胞干重的1%左右，已经接近水产加工废弃物提取和藻类提取两种工艺路线的水平。在美国，ADM公司已经利用该项技术进行饲料用虾青素酵母粉了。在我国，由于酵母菌种诱变技术尚未实现根本性的突破，多年来一直徘徊在2000-3000微克/克干细胞的水平，从而限制了该项技术的应用和推广。由于虾青素合成路线长，调控复杂，未来在发酵法虾青素生产领域可能还要长期借助传统的菌种选育技术，只要能够突破复杂次级代谢产物变异株的高通量筛选技术，必将使得虾青素菌种的发酵水平产生实质性的飞跃。

虾青素目前正在被广泛开发应用于保健品、药品、高档化妆品、食品以及饮料等生产。近年来，国内外对虾青素的需求量越来越大，具有广阔的市场前景。目前美国、加拿大、欧盟等国的许多生物技术公司正致力于开发生产这类产品，但远不能满足市场需求，故价格较高。因此加紧对虾青素产品的研制开发，对于增强国际竞争力，有十分重要的意义。由于微生物繁殖速度快，生长周期短，发酵工艺也较为成熟，易于掌握，且酵母本身就是一种良好的保健原料，营养价值较高，因此利用酵母发酵生产虾青素目前是较为理想的方法，也具有较广阔的市场前景。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种步骤简单、产品收率高的利用酵母菌生产虾青素乳油的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种利用酵母菌生产虾青素乳油的方法，以发酵培养的红发夫酵母菌种为原料，包括如下步骤：

（1）按照1:10的接种比，将红发夫酵母菌种经过二级种子罐逐步放大到生产罐，在无菌条件下，保持20-22℃，通入无菌空气结合生产罐的搅拌使发酵液的溶解氧不低于30%，发酵时间为60h；

（2）将生产罐中的红发夫酵母菌液用泵打入酵母离心机，分离上清液，由重料嘴流出的酵母乳排入调浆罐，加入清水漂洗后经酵母分离机再次分离洗涤后的酵母乳；

（3）将离心获得的酵母乳用厢式压滤机压榨到固形物含量为30%，移入喷雾干燥塔中将水分降至5%以下，粉碎过筛后得到虾青素含量0.5%的虾青素粉；

（4）将虾青素粉加入到溶剂浸提罐中，加入3倍体积的质量分数95%的食用酒精，搅拌、静置后排出上清液，在残余菌渣中加入3倍体积的质量分数95%的食用酒精，同样条件下浸提一次，合并浸提液；

（5）残余菌渣经过滤后干燥得到蛋白饲料产品，浸提液加入大豆油后打入酒精回收罐中，将酒精蒸出，罐底残留物加入油用助滤剂过滤，得到清澈透的虾青素乳油。

本发明以淀粉糖、玉米浆等为主要原料，进行特种酵母菌种的深层发酵培养；发酵成熟后的虾青素酵母菌液用泵打入酵母离心机，分离上清液，酵母乳加入清水漂洗，水洗后经酵母离心机再次分离洗涤后的酵母乳；将离心获得的虾青素酵母菌渣悬液压榨为固形物后移入喷雾干燥塔中，然后经粉碎过筛得到虾青素粉。将虾青素粉加入溶剂浸提罐中，采用酒精萃取浸提，浸提残渣经过滤后烘干制成蛋白饲料产品，浸出液加入大豆油后，打入酒精回收罐中，升温将酒精蒸出，罐底残留物过滤得到虾青素乳油产品。

本发明的更优技术方案为：

所述红发夫酵母菌种的产量超过6000微克虾青素/克干细胞。

步骤（1）中，生产罐中发酵液的还原糖降低至0.5%以下时，开始连续从补料罐中流加发酵液到生产管中，控制还原糖含量不高于1%，酒精含量不高于0.5%。

步骤（2）中，清水的温度不高于30℃。

步骤（4）中，浸提时，加入食用酒精后，室温下搅拌2小时，然后静置。

步骤（5）中，所述虾青素乳油的质量分数为1-10%。

①酵母菌种虾青素含量：6000微克/克（干基）；

②酵母产率：25%；

③发酵周期：60h左右；

④虾青素提取率：80%；

⑤生产规模：120吨虾青素乳油/年、3000吨蛋白饲料/年；

⑥主要设备规模：300立方发酵罐5个；

⑦完成酵母源虾青素的新资源食品的报批。

⑧虾青素乳油技术指标包括：3R,3’R-虾青素≥5%；

⑨饲料蛋白技术指标包括：粗蛋白≥30%、灰分<9%、粗纤维＜0.5%-1%。

本发明步骤简单，可实现我国虾青素产业技术提升，对于我国虾青素产业的科技进步将起到非常重要的推动作用，可显著降低虾青素产品的生产成本，有效改变我国虾青素长期依赖进口的局面，促使我国虾青素生产技术的推广，同时促进其应用领域的技术进步，带动相关产业结构调整和升级，对经济社会发展具有重要的战略意义。

本发明利用中性醇溶液进行高效虾青素萃取，避免了酸化破壁造成的不良影响，大大降低了酸碱等化学品对环境的污染，对环境保护具有极大意义。

（四）具体实施方式

实施例：工艺流程说明：

（1）接种和发酵

按照1：10的接种比，将虾青素酵母种子经过二级种子罐逐步放大到生产罐，发酵移种在无菌条件下进行。各级种子罐保持温度为20～22度，通入无菌空气结合发酵罐的搅拌使得发酵液的溶解氧不低于30%。

生产罐主发酵：在接入上级成熟种子后，保持温度为20-22度，通入无菌空气，结合发酵罐的搅拌使得发酵液的溶解氧不低于30%。待基础料中的还原糖降低至0.5%以下时，开始连续从补料罐流加补料到发酵罐中，控制还原糖不高于1%，酒精不高于0.5%，料液达到放罐指标后发酵结束。总发酵时间为60小时左右。

（2）提取

①离心、洗涤

储料罐中的虾青素酵母菌液用泵打入酵母离心机，调整转速，分离上清液。由重料咀流出的酵母乳排入调浆罐，加入30度以下的清水漂洗后经酵母离心机再次分离洗涤后的酵母乳。

②制备虾青素酵母粉

将离心获得的虾青素酵母菌渣悬液用厢式压滤机压榨到固形物含量为30%左右，移入喷雾干燥塔中将水分降至5%以下，粉碎过筛后得到虾青素含量0.5%的虾青素粉。

③虾青素乳油的制备

将虾青素粉加入溶剂浸提罐中，加入3倍体积的95%食用酒精，室温下搅拌2小时，静置后排出澄清的上清液。在残余菌渣中加入3倍体积的酒精，同样条件下浸提一次，合并浸提液。残渣经过滤后干燥进入包装车间进行包装制成蛋白饲料产品。

浸出液加入适量的大豆油后，打入酒精回收罐中，升温将酒精蒸出，罐底残留物加入适量的油用助滤剂过滤，可以得到清澈透明的1%～10%含量的虾青素乳油。

（3）包装

对虾青素乳油产品及蛋白饲料产品进行检测、包装入库。

项目建成投产后，按正常年份生产虾青素乳油（含虾青素5%）120吨，产品价格按125万元/吨计算；蛋白饲料3000吨，产品价格按0.4万元/吨计算，全年营业收入估算为16200万元，利润总额3628.12万元，利税总额4454.62万元（含增值税758.26万元），投资回收期（税后）4.3年，投资利润率33.33%，投资利税率40.92%。

本发明实现了利用中性醇溶液进行高效虾青素萃取的工艺路线，避免了酸化破壁造成的不良影响，大大降低了酸碱等化学品对环境的污染，对环境保护具有极大意义。

发酵法提取虾青素的生产过程中产生的废菌渣，干燥制成蛋白饲料，符合国家清洁生产、节能环保的发展策略。

本发明的实施，可实现我国虾青素产业技术提升，对于我国虾青素产业的科技进步将起到非常重要的推动作用。项目实施可显著降低虾青素产品的生产成本，有效改变我国虾青素长期依赖进口的局面，促使我国虾青素生产技术的推广，同时促进其应用领域的技术进步，带动相关产业结构调整和升级，对经济社会发展具有重要的战略意义。

Claims

1.一种利用酵母菌生产虾青素乳油的方法，以发酵培养的红发夫酵母菌种为原料，其特征为，包括如下步骤：（1）按照1:10的接种比，将红发夫酵母菌种经过二级种子罐逐步放大到生产罐，在无菌条件下，保持20-22℃，通入无菌空气结合生产罐的搅拌使发酵液的溶解氧不低于30%，发酵时间为60h；（2）将生产罐中的红发夫酵母菌液用泵打入酵母离心机，分离上清液，由重料嘴流出的酵母乳排入调浆罐，加入清水漂洗后经酵母分离机再次分离洗涤后的酵母乳；（3）将离心获得的酵母乳用厢式压滤机压榨到固形物含量为30%，移入喷雾干燥塔中将水分降至5%以下，粉碎过筛后得到虾青素含量0.5%的虾青素粉；（4）将虾青素粉加入到溶剂浸提罐中，加入3倍体积的质量分数95%的食用酒精，搅拌、静置后排出上清液，在残余菌渣中加入3倍体积的质量分数95%的食用酒精，同样条件下浸提一次，合并浸提液；（5）残余菌渣经过滤后干燥得到蛋白饲料产品，浸提液加入大豆油后打入酒精回收罐中，将酒精蒸出，罐底残留物加入油用助滤剂过滤，得到清澈透的虾青素乳油。

2.根据权利要求1所述的酵母菌生产虾青素乳油的方法，其特征在于：所述红发夫酵母菌种的产量超过6000微克虾青素/克干细胞。

3.根据权利要求1所述的利用酵母菌生产虾青素乳油的方法，其特征在于：步骤（1）中，生产罐中发酵液的还原糖降低至0.5%以下时，开始连续从补料罐中流加发酵液到生产管中，控制还原糖含量不高于1%，酒精含量不高于0.5%。

4.根据权利要求1所述的利用酵母菌生产虾青素乳油的方法，其特征在于：步骤（2）中，清水的温度不高于30℃。

5.根据权利要求1所述的利用酵母菌生产虾青素乳油的方法，其特征在于：步骤（4）中，浸提时，加入食用酒精后，室温下搅拌2小时，然后静置。

6.根据权利要求1所述的利用酵母菌生产虾青素乳油的方法，其特征在于：步骤（5）中，所述虾青素乳油的质量分数为1-10%。