CN106318981A - 一种酵母培养物及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酵母培养物及其制备方法与应用，该酵母培养物的制备方法，包括如下步骤：将酿酒酵母，经斜面菌种活化后，得到的酵母菌种继续接种制备种子液，将种子液依次进行液体有氧发酵，固体厌氧发酵，将得到的固体发酵产物通过破壁、干燥及粉碎得到酵母培养物。本发明提供的酵母培养物粗蛋白质含量较高，且稳定，可达到15％左右；甘露聚糖、β‑葡聚糖含量分别高于1.0％和3.5％，是一种具有高营养价值的饲料原料，能改善饲料适口性、提高动物采食量、改善动物肠道健康和生长性能；本发明采用液体‑固体联合发酵工艺，研制出作用效果良好、价位低的酵母培养物，过程简单，易操作，整个生产过程条件易控，不再经过高温处理，能够较好地保存酵母培养物中的营养物质。

Description

一种酵母培养物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及动物养殖饲料技术领域，特别涉及一种酵母培养物及其制备方法与应用。

背景技术

自2006年我国政府也先后颁布了一系列饲料药物添加剂使用规范，使得饲用抗生素在家畜养殖业上的应用受到限制，充分挖掘我国现有的蛋白饲料资源是保证我国饲料工业级养殖业持续稳定发展的必然途径，而酵母培养物的研究受到越来越多的重视。

酵母培养物是一种在特定工艺条件下由酵母菌在特定的培养基(如玉米、麦麸和燕麦等谷物)上经过充分的厌氧发酵后形成的微生态制品，主要由细胞外代谢产品、经过发酵后变异的培养基和少量的已无活性的酵母细胞所构成。由于其富含蛋白质，且含有肽类、寡糖、增味物质、芳香物质和未知生长因子，在改善饲料适口性、提高动物采食量、改善动物肠道健康和生长上具有重要作用。近年来，酵母培养已越来越受到国内外饲料和养殖业的中试，许多国外产品已进入我国，但价格十分昂贵。如何提高酵母培养物的产品品质，提高其作用效果，并降低其生产成本是目前亟待解决的问题。

但是，现有技术中，酵母培养物的一般生产工艺主要有液体发酵法和固体发酵法。液体发酵工艺操作简单、快速、高效，但由于设备、能耗等原因，使得存在不能被大范围推广的问题；固体发酵工艺避免了液体发酵过程中脱水、收集和干燥等工序，降低能耗，且减少废液排放，但由于固体发酵菌种需经多级培养，使得存在易受杂菌污染，生产时间长，占地面积大的问题。因此，通过综合利用液体发酵和固体发酵的优势，进行液体-固体联合发酵，研制作用效果良好、价位低的酵母培养物，具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种液体-固体联合发酵的酵母培养物的制备方法，以及该制备方法制备得到的研制作用效果良好、价位低的酵母培养物，该酵母培养物可用于制备动物饲料，能改善饲料适口性、提高动物采食量、改善动物肠道健康和生长性能。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种酵母培养物的制备方法，包括如下步骤：将保藏号为CGMCC No.2.399的酿酒酵母，经斜面菌种活化后，得到的酵母菌种继续接种制备种子液，将种子液依次进行液体有氧发酵，固体厌氧发酵，将得到的固体发酵产物通过破壁、干燥及粉碎得到酵母培养物。

作为进一步的技术方案，斜面菌种活化包括如下步骤：将冷冻保藏的保藏号为CGMCC No.2.399的酿酒酵母接种到斜面培养基上，静置恒温28～35℃，培养40～70h，得到活化后的酵母菌种；

斜面培养基为固体麦芽汁培养基，包括麦芽膏粉、氯霉素、琼脂；各成分含量优选为麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L，琼脂2％。

作为进一步的技术方案，种子液的制备包括如下步骤：将酵母菌种接种至液体培养基中，在28～35℃恒温摇床培养，转速120～200r/min；培养18～30h。

作为进一步的技术方案，液体有氧发酵包括如下步骤：将种子液以10％～20％接种量接种到装有新的液体培养基的发酵罐中进行扩大培养，控制通气量为1～5L/min，温度为28～35℃，发酵时间为20～35h；得到扩大培养的液体菌种液。

作为进一步的技术方案，液体培养基为麦芽汁培养基，包括麦芽膏粉、氯霉素，两者含量优选为麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L；pH值为5.6～6.5。

作为进一步的技术方案，固体厌氧发酵包括如下步骤：将液体菌种液以20％～30％的接种量接种至无菌固体培养基中，于双层可控温隔离干燥设备中进行固体厌氧发酵，控制水分含量为35％～70％，发酵温度为28～35℃，发酵时间18～50h；得到固体发酵产物。

固体培养基包括按质量份数计的秸秆4～7份、玉米粉3～5份、麸皮1～3份或酒糟3～5份的任三种或四种；培养基碳氮比为(2～7)∶1，通过添加尿素进行控制。

作为进一步的技术方案，破壁包括如下步骤：向固态发酵产物中，加入一定比例的细胞破壁酶，添加量为细胞破壁酶与固态发酵产物的质量比为(0.4～0.8)∶100，混合均匀后，进行升温，升至温度为30～50℃，破壁时间为30～90min，加速酵母细胞破壁，充分释放营养物质，得到酵母培养物初产品。

作为进一步的技术方案，细胞破壁酶为酸性蛋白酶、果胶酶或纤维素酶的任一种或两种以上；其中选用的酸性蛋白酶的酶活为1200～2400U/mg，果胶酶的酶活为0.5～5.0U/mg，纤维素酶的酶活为0.3～1.0U/mg。

上述制备方法制备得到的酵母培养物属于本发明的保护范围。

本发明所提供的酵母培养物可用于制备动物饲料；具体动物可为猪或反刍动物。

本发明的有益效果是：

(1)采用本发明提供的制备方法得到的酵母培养物产品，具有品质优良，稳定性好，营养价值丰富的特点；产品中粗蛋白质含量较高，且稳定，可达到15％左右；甘露聚糖、β-葡聚糖含量分别高于1.0％和3.5％，显著高于同类产品；灰分≤8.0％；还富含其他营养物质，如未知生长因子，是一种具有高营养价值的饲料原料；并且本发明的动物试验表明酵母培养物能够较大程度上提高断奶仔猪的日采食量，对于断奶仔猪的采食量的提高和健康生长具有明显的促进作用，。

(2)本发明提供的制备方法，综合利用了液体发酵和固体发酵的优势，进行液体-固体联合发酵，研制出作用效果良好、价位低的酵母培养物；过程简单，易操作，整个生产过程条件易控，不再经过高温处理，能够较好地保存酵母培养物中的营养物质，适合大规模生产；且通过添加酶进行酵母破壁，充分释放了酵母细胞中的代谢产物，营养价值得到提升，可广泛应用于养殖中，效果更佳良好。

(3)充分利用秸秆、麸皮、酒糟和玉米粉等农副产品，来生产高营养价值的酵母培养物，生产成本低，创造了高附加值，能有效缓解了我国蛋白饲料资源紧缺问题，对于工业级养殖业的发展起到了促进的作用。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所使用的菌株的详细信息如下：

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)：CGMCC编号为2.399；该酿酒酵母已在申请号为CN201410629012.0，专利名称为一种黄水醋饮的生产方法的发明授权专利中公开。

实施例1，酵母培养物的制备

1、斜面菌种活化：将冷冻保藏的保藏号为CGMCC No.2.399的酿酒酵母接种到含有麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L，琼脂2％的斜面培养基上，静置恒温28℃，培养40h，得到活化后的酵母菌种。

2、种子液的制备：将活化后的酵母菌种用1环接种至含有麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L；pH值为5.6的液体培养基中，在28℃恒温摇床培养，转速120r/min；培养18h。

3、液体有氧发酵：将制备好的种子液以10％接种量接种到装有新的含有麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L；pH值为5.6的液体培养基的发酵罐中进行扩大培养，控制通气量为5L/min，温度为28℃，发酵时间为20h；得到扩大培养的液体菌种液。

4、固体厌氧发酵：将液体菌种液以20％％的接种量接种至质量份数为秸秆4份、玉米粉3份、麸皮3份的无菌固体培养基中，添加尿素控制碳氮比为21∶，于双层可控温隔离干燥设备中进行固体厌氧发酵，控制水分含量为35％，发酵温度为28℃，发酵时间18h；得到固体发酵产物。

5、酵母培养物的获得

向固态发酵结束之后的包含大量酵母细胞、变异后的培养基、酵母细胞代谢外产物的固态发酵产物中，加入胃蛋白酶，胃蛋白酶与固态发酵产物的质量比为0.4∶100，混合均匀后，进行升温，升至温度为30℃，破壁时间为30min，加速酵母细胞破壁，充分释放营养物质，得到酵母培养物初产品；经检测得到，该产品粗蛋白质含量为14.9％，甘露聚糖含量为1.0％，β-葡聚糖含量为3.5％，灰分含量为7.8％。

其中，胃蛋白酶，选购于美国Sigma公司；胃蛋白酶的酶活为2400U/mg。

胃蛋白酶的酶活的定义如下：

在37℃和pH值3.0的条件下，1min水解酪蛋白产生1μg酪氨酸所需的酶量，即为1个酶活力单位。

实施例2，酵母培养物的制备

与实施例1不同的是，固体培养基的组成为秸秆7份、玉米粉5份、麸皮1份。

固体培养基的碳氮比为4∶1。

细胞破壁酶为果胶酶，选购于美国Sigma公司；果胶酶的酶活为5.0U/mg。

果胶酶的酶活的定义如下：

在50℃和pH值为4.0条件下，1min分解聚半乳糖醛酸产生1μmol半乳糖醛酸所需的酶量，即为1个酶活力单位。

经检测得到，本实施例制备的产品粗蛋白质含量为14.5％，甘露聚糖含量为1.0％，B-葡聚糖含量为3.8％，，灰分含量为6.5％

实施例3，酵母培养物的制备

本实施例为本申请的最佳实施方式。

1、斜面菌种活化：将冷冻保藏的保藏号为CGMCC No.2.399的酿酒酵母接种到含有麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L，琼脂2％的斜面培养基上，静置恒温30℃，培养48h，得到活化后的酵母菌种。

2、种子液的制备：将活化后的酵母菌种用1环接种至含有麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L；pH值为6.5的液体培养基中，在30℃恒温摇床培养，转速160r/min；培养24h。

3、液体有氧发酵：将制备好的种子液以20％接种量接种到装有新的含有麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L；pH值为5.6的液体培养基的发酵罐中进行扩大培养，控制通气量为2L/min，温度为30℃，发酵时间为28h；得到扩大培养的液体菌种液。

4、固体厌氧发酵：将液体菌种液以30％的接种量接种至质量份数为秸秆6份、玉米粉5份、麸皮2份和酒糟3份的无菌固体培养基中，添加尿素控制碳氮比为3∶1，于双层可控温隔离干燥设备中进行固体厌氧发酵，控制水分含量为55％，发酵温度为30℃，发酵时间42h；得到固体发酵产物。

5、酵母培养物的获得

向固态发酵结束之后的包含大量酵母细胞、变异后的培养基、酵母细胞代谢外产物的固态发酵产物中，加入胃蛋白酶、果胶酶和纤维素酶，胃蛋白酶与固态发酵产物的质量比为0.4：100，果胶酶与固态发酵产物的质量比为0.2：100，纤维素酶与固态发酵产物的质量比为0.2：100，混合均匀后，进行升温，升至温度为42℃，破壁时间为60min，加速酵母细胞破壁，充分释放营养物质，得到酵母培养物初产品；经检测得到，该产品粗蛋白质含量为15.4％，甘露聚糖含量为1.5％，β-葡聚糖含量为4.2％，灰分含量为5.6％。

其中，胃蛋白酶为美国Sigma公司出售的产品编号为77151的胃蛋白酶，胃蛋白酶的酶活为1500U/mg。

果胶酶为美国Sigma公司出售的产品编号为17389的果胶酶，果胶酶的酶活为1.0U/mg。

纤维素酶为美国Sigma公司出售的产品编号为22178的纤维素酶，纤维素酶的酶活为0.8U/mg。

纤维素酶的酶活的定义如下：

在37℃和pH值5.0的条件下，1min分解羧甲基纤维素产生1μmol葡萄糖所需的酶量，即为1个酶活力单位。

实施例4，酵母培养物的制备

与实施例3不同的是，固体培养基的组成为秸秆7份、玉米粉3份、麸皮3份和酒糟5份。

固体培养基的碳氮比为5∶1。

细胞破壁酶为胃蛋白酶、果胶酶和纤维素酶，选购于美国Sigma公司；胃蛋白酶的酶活为2400U/mg，果胶酶的酶活为0.5U/mg，纤维素酶的酶活为0.3U/mg。

果胶酶的酶活的定义如下：

在50℃和pH值为4.0条件下，1min分解聚半乳糖醛酸产生1μmol半乳糖醛酸所需的酶量，即为1个酶活力单位。

经检测得到，本实施例制备的产品粗蛋白质含量为15.2％，甘露聚糖含量为1.3％，β-葡聚糖含量为3.8％，灰分含量为6.5％。

实施例5，酵母培养物的制备

1、斜面菌种活化：将冷冻保藏的保藏号为CGMCC No.2.399的酿酒酵母接种到含有麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L，琼脂2％的斜面培养基上，静置恒温35℃，培养70h，得到活化后的酵母菌种。

2、种子液的制备：将活化后的酵母菌种用1环接种至含有麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L；pH值为5.6的液体培养基中，在35℃恒温摇床培养，转速200r/min；培养30h。

3、液体有氧发酵：将制备好的种子液以20％接种量接种到装有新的含有麦芽膏粉130g/L、氯霉素0.1g/L；pH值为5.6的液体培养基的发酵罐中进行扩大培养，控制通气量为5L/min，温度为35℃，发酵时间为35h；得到扩大培养的液体菌种液。

4、固体厌氧发酵：将液体菌种液以30％的接种量接种至质量份数为玉米粉5份、麸皮1份、酒糟5的无菌固体培养基中，固体培养基的碳氮比为7∶1，于双层可控温隔离干燥设备中进行固体厌氧发酵，控制水分含量为70％，发酵温度为35℃，发酵时间50h；得到固体发酵产物。

5、酵母培养物的获得

向固态发酵结束之后的包含大量酵母细胞、变异后的培养基、酵母细胞代谢外产物的固态发酵产物中，加入纤维素酶，纤维素酶与固态发酵产物的质量比为0.8∶100，混合均匀后，进行升温，升至温度为50℃，破壁时间为90min，加速酵母细胞破壁，充分释放营养物质，得到酵母培养物初产品；经检测得到，该产品粗蛋白质含量为14.8％，甘露聚糖含量为1.1％，B-葡聚糖含量为3.7％，灰分含量为6.9％。

其中，纤维素酶，选购于美国Sigma公司，纤维素酶的酶活为1.0U/mg。

实施例6，动物应用试验

取4周龄左右，平均体重7.2kg左右的断奶仔猪共计36头，每6头断奶仔猪分为一组，共计6组，分别为空白组，试验组1、试验组2、试验组3、试验组4和试验组5；空白组所采食的饲料无添加酵母培养物，每个试验组采食的饲料，每吨饲料里添加3kg上述相应实施例制备出的酵母培养物，(即试验组1的饲料添加实施例1的酵母培养物，试验组2的饲料添加实施例2的酵母培养物，试验组3的饲料添加实施例3的酵母培养物，试验组4的饲料添加实施例4的酵母培养物，试验组5的饲料添加实施例5的酵母培养物)；测定断奶仔猪的日采食量，试验数据见下表1：

表1酵母培养物日采食量数据对照表

上表数据表明，酵母培养物添加到断奶生仔猪的饲料中，试验第3天后，断奶仔猪的平均日采食量均在0.60kg以上，并且随着日龄的增加，断奶仔猪的日采食量逐渐提高，试验结束时试验组仔猪的最高平均日采食量可达1.35kg(试验组3)，最低也可达1.18kg(试验组2)，试验组1～5的日采食量平均可达1.25kg，远高于对照组的0.95kg；其中，本发明的实施例3制备出的酵母培养物大幅度提高了断奶仔猪的日采食量，对于断奶仔猪的采食量的提高和健康生长具有明显的促进作用。

综上，上述实施例中得到的酵母培养物产品，粗蛋白质含量较高，且稳定，在15％左右；甘露聚糖、β-葡聚糖含量分别能高于1.0％和3.5％，显著高于同类产品；灰分≤8.0％，是一种具有高营养价值的饲料原料，动物应用试验表明，本发明制备的酵母培养物能够用于提高动物采食量、改善动物肠道健康和生长。

以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种酵母培养物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将保藏号为CGMCCNo.2.399的酿酒酵母，经斜面菌种活化后，得到的酵母菌种继续接种制备种子液，将所述种子液依次进行液体有氧发酵，固体厌氧发酵，将得到的固体发酵产物通过破壁、干燥及粉碎得到酵母培养物。

2.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述斜面菌种活化包括如下步骤：将冷冻保藏的保藏号为CGMCC No.2.399的酿酒酵母接种到斜面培养基上，静置恒温28～35℃，培养40～70h，得到活化后的酵母菌种；

所述斜面培养基为固体麦芽汁培养基，包括麦芽膏粉、氯霉素、琼脂。

3.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述种子液的制备包括如下步骤：将所述酵母菌种接种至液体培养基中，在28～35℃恒温摇床培养，转速120～200r/min；培养18～30h。

4.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述液体有氧发酵包括如下步骤：将所述种子液以10％～20％接种量接种到装有新的液体培养基的发酵罐中进行扩大培养，控制通气量为1～5L/min，温度为28～35℃，发酵时间为20～35h；得到扩大培养的液体菌种液。

5.根据权利要求3或4所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述液体培养基为麦芽汁培养基，包括麦芽膏粉、氯霉素，pH值为5.6～6.5。

6.根据权利要求4所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述固体厌氧发酵包括如下步骤：将所述液体菌种液以20％～30％的接种量接种至无菌固体培养基中，于双层可控温隔离干燥设备中进行固体厌氧发酵，控制水分含量为35％～70％，发酵温度为28～35℃，发酵时间18～50h；得到所述固体发酵产物；

所述固体培养基包括按质量份数计的秸秆4～7份、玉米粉3～5份、麸皮1～3份或酒糟3～5份的任三种或四种；培养基碳氮比为(2～7)∶1。

7.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述破壁包括如下步骤：向所述固态发酵产物中，加入一定比例的细胞破壁酶，添加量为细胞破壁酶与固态发酵产物的质量比为(0.4～0.8)∶100，混合均匀后，进行升温，升至温度为30～50℃，破壁时间为30～90min，加速酵母细胞破壁，充分释放营养物质，得到酵母培养物初产品。

8.根据权利要求7所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述细胞破壁酶为酸性蛋白酶、果胶酶或纤维素酶的任一种或两种以上。

9.由权利要求1-8中任一所述的制备方法制备得到的酵母培养物。

10.权利要求9所述的酵母培养物在制备动物饲料中的应用。