CN109355214A - 富硒酵母及其发酵保护剂和发酵方法 - Google Patents

富硒酵母及其发酵保护剂和发酵方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种富硒酵母及其发酵保护剂和发酵方法，属于富硒酵母发酵技术领域。该富硒酵母发酵保护剂包括以下重量份比的原料：麦芽糖浆100‑500份，丙三醇50‑100份，玉米浆干粉5‑50份，L‑精氨酸1‑5份。上述原料相互配合，最终达到对富硒酵母的发酵保护作用，很大程度提升了富硒酵母中硒的含量和菌体的生物量，总硒含量由2500ppm提升至5000ppm，有机硒高达98％，生物量(酵母干重)由28g/L提升至48g/L。

Description

富硒酵母及其发酵保护剂和发酵方法
技术领域
本发明涉及富硒酵母发酵技术领域，特别是涉及一种富硒酵母及其发酵保护剂和发酵方法。
背景技术
富硒酵母就是在培养酵母的过程中加入硒元素，通过酵母对硒元素的吸收和转化，从而消除了无机硒人体的毒副反应和肠胃刺激，使硒能够更高效、更安全地被人体吸收利用。
富硒酵母的制备过程中为了追求高富硒含量的酵母，都会尽可能的加大硒元素的投入量，但培养基中过高的无机硒会抑制酵母的生长，降低酵母对无机硒的吸收，特别是在富硒酵母的高密度的制备过程中，酵母对亚硒酸钠(硒源)的利用率仅50％左右，同样有50％的亚硒酸钠因为没有被吸收而被浪费掉，或被排放从而影响环境。因此提升富硒酵母对硒的吸收率成为工业生产富硒酵母降低成本的最有效的方法。
目前在富硒酵母上的研究，不论是对高生物量的研究还是对亚硒酸钠的利用率的研究都建立在菌种的特性上，往往以摇瓶发酵和闷罐发酵为主，忽略了从发酵过程控制上利用高密度的发酵方法来实现目的。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种富硒酵母发酵保护剂及其发酵方法，采用该保护基和方法与富硒酵母发酵中，可获得高生物量和高硒含量的富硒酵母，提高酵母对亚硒酸钠的利用率。
一种富硒酵母发酵保护剂，包括以下重量份比的原料：
上述富硒酵母发酵保护剂中，麦芽糖浆具有促进酵母生长的作用，而丙三醇可促进酵母对硒的吸收，玉米浆干粉可提供酵母生产的前体物质，L-精氨酸具有提高酵母解毒能力的作用，上述原料相互配合，最终达到对富硒酵母的发酵保护作用。
可以理解的，上述以玉米浆干粉表述仅是为了便于计量，实际生产中也可采用湿玉米浆，仅是其计量以干重计即可。
本发明还公开了一种富硒酵母发酵培养基，包括基础培养基、无机盐配方、硒源和上述的富硒酵母发酵保护剂。
上述富硒酵母发酵培养基，采用了富硒酵母发酵保护剂，能够对富硒酵母的发酵具有很好的促进作用。
可以理解的，其中基础培养基采用常规的酵母发酵培养基即可。
在其中一个实施例中，所述无机盐配方包括以下重量份比的原料:
上述无机盐配方中，以尿素和铵盐提供酵母生长所需氮源，以磷盐提供酵母生长所需磷源，以镁盐和锌盐提供酵母生长所需微量元素，并以单独提供的硒源提供富硒酵母生长所需的硒。各原料采用上述配比，对富硒酵母的发酵具有很好的促进作用。
在其中一个实施例中，所述硒源经配制为溶液后流加。所述流加即表示以液体的形式持续流动加入。
在其中一个实施例中，所述硒源为亚硒酸钠，所述硒源以浓度为0.5-1.5％的水溶液流加。
在其中一个实施例中，所述铵盐为硫酸铵，所述磷盐为磷酸二氢钾，所述镁盐为七水硫酸镁，所述锌盐为一水硫酸锌。具体选用上述原料，具有原料易得，使用方便，效果佳的优点。
本发明还公开了一种富硒酵母发酵方法，采用上述的富硒酵母发酵培养基，且包括流加硒的步骤，所述流加硒的步骤具体为：于发酵液菌体湿重为20-180g/L时流加硒源溶液，流加时间持续3-30小时。
上述发酵液菌体湿重指在单位体积的发酵液中，酵母菌菌体的湿重。
上述富硒酵母发酵方法，除选用了本发明的富硒酵母发酵培养基外，还以流加的方式添加酵母生长所需的硒源，能够大幅提升酵母对硒源的利用率。
在其中一个实施例中，所述硒源为亚硒酸钠，所述流加过程按照持续时间平均分为三个阶段，第一阶段流加亚硒酸钠总量的40-46％，第二阶段流加亚硒酸钠总量的24-30％，第三阶段流加亚硒酸钠余量。以上述方式流加亚硒酸钠，能够进一步提升酵母对亚硒酸钠的利用率。
例如，若流加时间为6小时，则第1-2小时为第一阶段，第3-4小时为第二阶段，第5-6小时为第三阶段。
在其中一个实施例中，第一阶段流加亚硒酸钠溶液总量的43％，第二阶段流加亚硒酸钠溶液总量的27％，第三阶段流加亚硒酸钠溶液总量的20％。
本发明还公开了上述的富硒酵母发酵方法发酵得到的富硒酵母。
该富硒酵母中酵母总硒含量较高，采用优化的参数条件后，总硒含量可达5000mg/kg。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的富硒酵母发酵保护剂，在富硒酵母高密度发酵过程中添加，通过各成分的相互配合，以麦芽糖浆促进酵母生长，以丙三醇促进酵母对硒的吸收，以玉米浆干粉提供酵母生产的前体物质，并以L-精氨酸提高酵母解毒能力的作用，上述原料相互配合，最终达到对富硒酵母的发酵保护作用，很大程度提升了富硒酵母中硒的含量和菌体的生物量，总硒含量由2500ppm提升至5000ppm，有机硒高达98％，生物量(酵母干重)由28g/L提升至48g/L。
本发明的富硒酵母发酵培养基，采用了富硒酵母发酵保护剂，能够对富硒酵母的发酵具有很好的促进作用。
本发明的富硒酵母发酵方法，除选用了本发明的富硒酵母发酵培养基外，还以流加的方式添加酵母生长所需的硒源，能够大幅提升酵母对硒源的利用率，获得高生物量和高硒含量的富硒酵母，酵母对亚硒酸钠的利用率由50％提升至90％，很大程度的降低了发酵液中亚硒酸钠的残留，降低了废液中无机硒对环境的污染。。
本发明的富硒酵母，采用上述发酵方法得到，其中酵母总硒含量较高，采用优化的参数条件后，总硒含量可达5000mg/kg。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
以下实施例以市面上普通富硒酵母菌种(酿酒酵母类)为实验菌，以发酵车间5m3发酵罐为实验设备，以市售普通甘蔗糖蜜为酵母所需碳源。
实施例1
一种富硒酵母，采用以下发酵方法发酵得到：
1、培养基。
培养基中，无机盐配方组成为：尿素15kg、硫酸铵35kg、磷酸二氢钾10kg、七水硫酸镁3kg、一水硫酸锌0.6kg。
保护剂的配方为：麦芽糖浆250kg，丙三醇75kg，玉米浆干粉30kg，L-精氨酸3kg。
硒源为亚硒酸钠，以浓度为1wt％的水溶液流加2.5kg。
2、发酵方法。
采用流加方式添加硒源，于发酵液菌体湿重为100g/L时流加亚硒酸钠溶液(溶液浓度为1wt％)，亚硒酸钠的流加时间为15小时，流加过程按照持续时间平均分为三个阶段，加硒的方式为第一阶段流加亚硒酸钠总量的33.3％，第二阶段流加亚硒酸钠总量的33.3％，第三阶段流加亚硒酸钠总量的33.3％(即均匀流加)，流加硒总量为2.5kg。
酵母接种量为5％，发酵30小时，发酵温度32℃。
发酵结束后，放罐分离，取酵母泥，用反渗透水水洗两次，喷雾干燥，即得富硒酵母，备用。
实施例2
一种富硒酵母，采用以下发酵方法发酵得到：
1、培养基。
培养基中，无机盐配方组成为：尿素15kg、硫酸铵35kg、磷酸二氢钾10kg、七水硫酸镁3kg、一水硫酸锌0.6kg。
保护剂的配方为：麦芽糖浆250kg，丙三醇75kg，玉米浆干粉30kg，L-精氨酸3kg。
硒源为亚硒酸钠，以浓度为1wt％的水溶液流加2.5kg。
2、发酵方法。
采用流加方式添加硒源，于发酵液菌体湿重为100g/L时流加亚硒酸钠溶液(溶液浓度为1wt％)，亚硒酸钠的流加时间为15小时，流加过程按照持续时间平均分为三个阶段，加硒的方式为第一阶段流加亚硒酸钠总量的43％，第二阶段流加亚硒酸钠总量的27％，第三阶段流加亚硒酸钠总量的20％，流加硒总量为2.5kg。
接种量为5％，发酵30小时，发酵温度32℃。
发酵结束后，放罐分离，取酵母乳液，用反渗透水水洗两次，喷雾干燥，即得富硒酵母，备用。
实施例3
一种富硒酵母，采用以下发酵方法发酵得到：
1、培养基。
培养基中，无机盐配方组成为：尿素15kg、硫酸铵35kg、磷酸二氢钾10kg、七水硫酸镁3kg、一水硫酸锌0.6kg。
保护剂的配方为：麦芽糖浆250kg，丙三醇75kg，玉米浆干粉30kg，L-精氨酸3kg。
硒源为亚硒酸钠，以浓度为1wt％的水溶液流加2.5kg。
2、发酵方法。
采用流加方式添加硒源，于发酵液菌体湿重为100g/L时流加亚硒酸钠溶液(溶液浓度为1wt％)，亚硒酸钠的流加时间为15小时，流加过程按照持续时间平均分为三个阶段，加硒的方式为第一阶段流加亚硒酸钠总量的20％，第二阶段流加亚硒酸钠总量的27％，第三阶段流加亚硒酸钠总量的43％，流加硒总量为2.5kg。
接种量为5％，发酵30小时，发酵温度32℃。
发酵结束后，放罐分离，取酵母乳液，用反渗透水水洗两次，喷雾干燥，即得富硒酵母，备用。
实施例4
一种富硒酵母，采用以下发酵方法发酵得到：
1、培养基。
培养基中，无机盐配方组成为：尿素15kg、硫酸铵35kg、磷酸二氢钾10kg、七水硫酸镁3kg、一水硫酸锌0.6kg。
保护剂的配方为：麦芽糖浆250kg，丙三醇75kg，玉米浆干粉30kg，L-精氨酸3kg。
硒源为亚硒酸钠，以浓度为1wt％的水溶液流加2.5kg。
2、发酵方法。
采用流加方式添加硒源，于发酵液菌体湿重为100g/L时流加亚硒酸钠溶液(溶液浓度为1wt％)，亚硒酸钠的流加时间为15小时，流加过程按照持续时间平均分为三个阶段，加硒的方式为第一阶段流加亚硒酸钠总量的27％，第二阶段流加亚硒酸钠总量的43％，第三阶段流加亚硒酸钠总量的20％，流加硒总量为2.5kg。
接种量为5％，发酵30小时，发酵温度32℃。
发酵结束后，放罐分离，取酵母乳液，用反渗透水水洗两次，喷雾干燥，即得富硒酵母，备用。
实施例5
一种富硒酵母，采用以下发酵方法发酵得到：
1、培养基。
培养基中，无机盐配方组成为：尿素15kg、硫酸铵35kg、磷酸二氢钾10kg、七水硫酸镁3kg、一水硫酸锌0.6kg。
保护剂的配方为：麦芽糖浆250kg，丙三醇75kg，玉米浆干粉30kg，L-精氨酸3kg。
硒源为亚硒酸钠，以浓度为1wt％的水溶液流加2.5kg。
2、发酵方法。
采用流加方式添加硒源，于发酵液菌体湿重为100g/L时流加亚硒酸钠溶液(溶液浓度为1wt％)，亚硒酸钠的流加时间为15小时，流加过程按照持续时间平均分为三个阶段，加硒的方式为第一阶段流加亚硒酸钠总量的27％，第二阶段流加亚硒酸钠总量的20％，第三阶段流加亚硒酸钠总量的43％，流加硒总量为2.5kg。
接种量为5％，发酵30小时，发酵温度32℃。
发酵结束后，放罐分离，取酵母乳液，用反渗透水水洗两次，喷雾干燥，即得富硒酵母，备用。
对比例
一种富硒酵母，采用与实施例1相似的方法发酵得到，区别仅在于，在该对比例中，未加入保护剂。
实验例
将上述实施例和对比例制备得到的富硒酵母进行性状及硒含量考察，检测方法参照GB1903.21-2016，结果如下表所示。
表1.富硒酵母性状及硒含量结果
备注：主要技术内容项下，()内为流加硒的比例，从左向右第一个数字为第一阶段的加硒量占总硒量的比例，第二个数字为第二阶段的加硒量占总硒量的比例，第三个数字为第三阶段的加硒量占总硒量的比例。
利用率指酵母对亚硒酸钠的利用率，通过以下公式计算得到：
利用率＝(富硒酵母菌产量×酵母中的硒含量)/投入硒源中无机硒总量×100％
以上结果表明：添加保护剂可以防止酵母因高浓度的无机硒含量发生硒中毒导致颜色发红，且添加保护剂可以有效的提高富硒酵母高密度发酵的生物量，酵母中硒的含量也有部分提高，在使用保护剂的情况下再配合合理的加硒方法，能显著的提高酵母对亚硒酸钠的利用率，对生物量和总硒含量也有一定的提高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种富硒酵母发酵保护剂，其特征在于，包括以下重量份比的原料：
2.一种富硒酵母发酵培养基，其特征在于，包括基础培养基、无机盐配方、硒源和权利要求1所述的富硒酵母发酵保护剂。
3.根据权利要求2所述的富硒酵母发酵培养基，其特征在于，所述无机盐配方包括以下重量份比的原料:
4.根据权利要求3所述的富硒酵母发酵培养基，其特征在于，所述硒源经配制为溶液后流加。
5.根据权利要求4所述的富硒酵母发酵培养基，其特征在于，所述硒源为亚硒酸钠，所述硒源以浓度为0.5-1.5％的水溶液流加。
6.根据权利要求3-5任一项所述的富硒酵母发酵培养基，其特征在于，所述铵盐为硫酸铵，所述磷盐为磷酸二氢钾，所述镁盐为七水硫酸镁，所述锌盐为一水硫酸锌。
7.一种富硒酵母发酵方法，其特征在于，采用权利要求2-6任一项所述的富硒酵母发酵培养基，且包括流加硒的步骤，所述流加硒的步骤具体为：于发酵液菌体湿重为20-180g/L时流加硒源溶液，流加时间持续3-30小时。
8.根据权利要求7所述的富硒酵母发酵方法，其特征在于，所述硒源为亚硒酸钠，所述流加过程按照持续时间平均分为三个阶段，第一阶段流加亚硒酸钠总量的40-46％，第二阶段流加亚硒酸钠总量的24-30％，第三阶段流加亚硒酸钠余量。
9.根据权利要求8所述的富硒酵母发酵方法，其特征在于，第一阶段流加亚硒酸钠总量的43％，第二阶段流加亚硒酸钠总量的27％，第三阶段流加亚硒酸钠总量的20％。
10.权利要求7-9任一项所述的富硒酵母发酵方法发酵得到的富硒酵母。
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