CN111979171A - 利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法 - Google Patents

利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，涉及酵母的制备技术领域。其首先是将异麦芽酮糖母液和玉米粉前处理，之后与小球藻废液以一定比例混合，用于产朊假丝酵母菌培养，根据菌株生理代谢特征，选取两次添加亚硝酸硒的方式进行酵母富硒培养。本发明首次实现了将异麦芽酮糖母液和小球藻废液用于富硒酵母菌生产，本发明利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液作为原料，变废为宝，实现了产业循环经济发展的理念，将这两种成分通过处理，用于产朊假丝酵母富硒培养，实现新旧动能转换，以解决目前富硒酵母生产工艺中成本高、纯度低问题，同时将异麦芽酮糖母液和小球藻废液有效利用，达到创造经济效益目的。

Description

利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法
技术领域
本发明涉及酵母的制备技术领域，具体涉及一种富硒酵母的制备方法。
背景技术
硒作为人体必需营养元素，在人体生命活动和代谢中起着重要生理功能。硒元素抗氧化作用突出，人体内的几种抗氧化酶的活性中心组分由硒元素组成，如存在于人和动物体内过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶，硒元素组成了该酶活性中心(硒代半胱氨酸)。硒能提高机体免疫力，几乎所有免疫细胞中都存在着硒，如维生素E和辅酶Q，都需要硒的参与激活免疫细胞，增强机体免疫性能。硒还具有参与机体基础代谢、拮抗重金属解毒和抗癌等作用。然而，硒元素在地球上分布不均匀，硒营养的缺乏带给人类一系列的健康问题。在中国，除陕西紫阳、湖北恩施等，绝大多数地区属于低硒区。所以，如何更好的保证人们摄入合理的硒量维持机体的生理代谢平衡，成为了研究的热点。
硒元素的补充分为无机硒和有机硒形式，无机硒以亚硒酸钠为代表，生物活性低，不易被肠道吸收，人体利用率低，使用不当易发生中毒。有机硒与无机硒相比，生物活性高，人体吸收利用率高，适口性好，便于在功能性食品中应用。假丝酵母菌的生物学特征决定了作为富硒载体的优越性，具有高耐受硒元素能力和将无无机硒转化为有机硒能力。采用假丝酵母发酵生产富硒酵母，成本高、酵母生物量低和富硒含量低是制约行业发展的重要因素。
目前现有技术有关富硒食品方面的研究比较多，如富硒保健食品、富硒复合酵素、富硒挂面及富硒麦芽粉，但是针对富硒酵母方面的研究报道鲜有报道。
异麦芽酮糖母液是采用微生物发酵的方法，通过微生物分泌的蔗糖异构酶把蔗糖转化为异麦芽酮糖，但由于菌株代谢途径相对较多，发酵液成分复杂，浓缩结晶异麦芽酮糖后，其他杂质成分残留在母液中，当杂质成分达到一定浓度导致异麦芽酮糖无法再结晶出，母液中含有大量营养成分无法利用。现有条件下，只能低价出售。小球藻在无需光照条件下，通过异养纯种培养获得高密度细胞，通过离心、浓缩、干燥获得小球藻粉，但在培养过程中提取小球藻后剩余大量废液，包含未被利用的营养物质、小球藻碎片、小球藻代谢物等。现有条件下，是将小球藻废液经过污水处理后排放掉。如何将异麦芽酮糖和小球藻生产过程中，下游的异麦芽酮糖母液和小球藻废液得到有效利用，成为扩大经济效益，节能减排的关键。
综上所述，现有技术中所存在的问题，其一、异麦芽酮糖母液和小球藻废液无法得到有效利用，其二、关于富硒酵母方面的研究报道较少见。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，其利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液作为原料，变废为宝，实现了产业循环经济发展的理念，将这两种成分通过处理，用于产朊假丝酵母富硒培养，实现新旧动能转换，以解决目前富硒酵母生产工艺中成本高、纯度低问题，同时将异麦芽酮糖母液和小球藻废液有效利用，达到创造经济效益目的。
其技术解决方案包括：
一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，依次包括以下步骤：
步骤一、取异麦芽酮糖结晶后的母液，稀释至糖度为10°Be′，得溶液一；
步骤二、将玉米面和水混合均匀，再向其中加入淀粉酶和糖化酶，在55-60℃保温一段时间，稀释至糖度为10°Be′，得溶液二；
步骤三、将所述的溶液一、溶液二和小球藻废液混合，得培养液，将所得部分培养液灭菌备用；
步骤四、种子制备：无菌条件下，从保藏的斜面上挑取一环产朊假丝酵母菌接种于灭菌的YPD基础培养基上进行培养，得种子液；
步骤五、营养成分过渡：取步骤三中未灭菌前的培养液以2％比例加入琼脂，115℃灭菌20min后倾倒平板；取步骤四中的种子液1mL梯度稀释，涂布于固体培养基平板上，30℃培养箱中倒置培养48h；
步骤六、扩培：挑取菌落个头大、湿润粘稠、颜色哑光的菌落接种于步骤三灭菌后的培养液中，进行培养；
步骤七、发酵培养：取步骤六中扩培后的种子液，以10％V/V接种量接种于步骤三灭菌后的培养液中，在一定条件下培养后加入25-30mg/L亚硝酸硒，培养24h，再次加入15-20mg/L亚硝酸硒，与此同时，以10％比例补料步骤三灭菌后的培养液，继续培养12-16h，发酵终点测定酵母生物量、单位硒含量和总硒含量；
步骤八、酵母生物量测定：将发酵终点所得发酵液经离心后收集菌体，在该菌体中加入蒸馏水冲洗三次，冷冻干燥至恒定重量时称重，即得富硒酵母。
作为本发明的一个优选方案，步骤二中，玉米面与水的质量体积比为18:100kg/L；步骤三中溶液一、溶液二和小球藻废液的质量配比为1：1：2，部分培养液在温度为115℃时灭菌20min。
作为本发明的另一个优选方案，步骤四的培养条件为：温度30℃，在180r/min的摇床培养16h。
进一步优选，步骤六中的培养条件为：温度30℃，在180r/min的摇床培养16h。
优选的，步骤七中第一次培养时，培养温度为30℃，通气量100L/h，搅拌转速200r/min，培养10h。
优选的，步骤八中，发酵终点的发酵液在4000r/min离心10min。
优选的，步骤一、步骤二中的糖度用阿贝斯折光仪来测定。
与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：
从原料的选择上，本发明选用了异麦芽酮糖母液和小球藻废液，实现了废物合理利用，并且节约了成本。
通过选择异麦芽酮糖母液和小球藻废液为原料，结合本发明生产方法，制备得到的富硒酵母菌生物量最高可达到10.15g/L，单位硒含量最高为2156.48ug/g，总硒含量为21888.27ug/L，有机硒含量占到92.3％。与之前采用基础培养基发酵生产的富硒酵母含量提高了44.67％，单位硒含量提高了32.29％，总硒含量提高了14.42％。
具体实施方式
本发明提出了一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。
本发明中所选主要原料，异麦芽酮糖母液及小球藻废液均可通过商业渠道获得。具体的，原料有两部分，一部是为异麦芽酮糖生产过程中，经过多次浓缩结晶后的液体部分，成分主要包括质量浓度35-40％的异麦芽酮糖和质量浓度30-35％的海藻酮糖，其余为水和不可避免杂质；另一部分是小球藻异养生产过程中，经过离心浓缩后有极少量小球藻及其碎片、未被利用无机盐成分的液体，pH在6.0-6.5，总氮含量在850-1000mg/L，总磷含量在2.9-9.5mg/L。
本发明中酵母菌硒含量的测定：参照文献Markus J.Tamas,Jean Labarre,MichelB.Toledano,et al.Mechanisms of toxic metal tolerance in yeast[J].Tpoics inCurrent Genetics.2005,14:396-454中公开的3,3’-二氨基联苯铵盐酸盐法进行含硒量测定。
下面结合具体实施例对本发明做详细说明。
实施例1：
利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，具体包括以下步骤：
(1)取异麦芽酮糖结晶后的母液，采用阿贝斯折光仪测定其糖度，稀释至糖度为10°Be′。
(2)取玉米面18kg，加入100L水，加入淀粉酶和糖化酶60℃保温5h，采用阿贝斯折光仪测定其糖度，稀释至糖度为10°Be′。
(3)取步骤(1)、步骤(2)所得溶液和小球藻废液以1：1：2的比例混合，115℃灭菌20min备用。
(4)种子制备：无菌条件下，从保藏的斜面上挑取一环产朊假丝酵母菌接种于灭菌的YPD基础培养基上，30℃，180r/min摇床培养16h；
(5)营养成分过渡：取步骤(3)未灭菌前培养液以2％比例加入琼脂，115℃灭菌20min后倾倒平板；取(4)中种子液1mL梯度稀释，涂布于固体培养基平板上，30℃培养箱中倒置培养48h；
(6)扩培：挑取菌落个头大、湿润粘稠、颜色哑光的菌落接种于步骤(3)培养液中，30℃，180r/min摇床培养16h；
(7)发酵培养：取(6)中种子液以10％(V/V)接种量接种于(3)制备的培养液中，30℃，通气量100L/h，搅拌转速200r/min，培养10h后加入30mg/L亚硝酸硒，培养24h，再次加入20mg/L亚硝酸硒，与此同时，以10％比例补料培养液，继续培养16h，发酵终点测定酵母生物量、单位硒含量和总硒含量。
(8)酵母生物量测定：将发酵终点的发酵液4000r/min离心10min，收集菌体加入蒸馏水冲洗菌体三次，冷冻干燥至恒定重量时称重。
经测定，富硒酵母菌生物量高可达到10.15g/L，单位硒含量2156.48ug/g，总硒含量为21888.27ug/L。与之前采用基础培养基发酵生产的富硒酵母含量提高了44.67％，单位硒含量提高了32.29％，总硒含量提高了14.42％。
实施例2：
利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，具体包括以下步骤：
(1)取异麦芽酮糖结晶后的母液，采用阿贝斯折光仪测定其糖度，稀释至糖度为10°Be′。
(2)取玉米面18kg，加入100L水，加入淀粉酶和糖化酶55℃保温5h，采用阿贝斯折光仪测定其糖度，稀释至糖度为10°Be′。
(3)取步骤(1)、步骤(2)所得溶液和小球藻废液以1：1：2的比例混合，115℃灭菌20min备用。
(4)种子制备：无菌条件下，从保藏的斜面上挑取一环产朊假丝酵母菌接种于灭菌的YPD基础培养基上，30℃，180r/min摇床培养16h；
(5)营养成分过渡：取步骤(3)未灭菌前培养液以2％比列加入琼脂，115℃灭菌20min后倾倒平板；取(4)中种子液1mL梯度稀释，涂布于固体培养基平板上，30℃培养箱中倒置培养48h；
(6)扩培：挑取菌落个头大、湿润粘稠、颜色哑光的菌落接种于步骤(3)培养液中，30℃，180r/min摇床培养16h；
(7)发酵培养：取(6)中种子液以10％(V/V)接种量接种于(3)制备的培养液中，30℃，通气量100L/h，搅拌转速200r/min，一次性加入亚硝酸硒，培养10h后加入35mg/L亚硝酸硒，培养24h，以10％比例补料培养液，继续培养16h，发酵终点测定酵母生物量、单位硒含量和总硒含量。
(8)酵母生物量测定：将发酵终点的发酵液4000r/min离心10min，收集菌体加入蒸馏水冲洗菌体三次，冷冻干燥至恒定重量时称重。酵母菌硒含量的测定：参照3,3’-二氨基联苯铵盐酸盐法[1]进行含硒量测定。
经测定，富硒酵母菌生物量为9.22g/L，单位硒含量1748.56ug/g，总硒含量为16121.72ug/L。
实施例3：
利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，具体包括以下步骤：
(1)取异麦芽酮糖结晶后的母液，采用阿贝斯折光仪测定其糖度，稀释至糖度为10°Be′。
(2)取玉米面18kg，加入100L水，加入淀粉酶和糖化酶55℃保温5h，采用阿贝斯折光仪测定其糖度，稀释至糖度为10°Be′。
(3)取步骤(1)、步骤(2)所得溶液和小球藻废液以2：1：3的比例混合，115℃灭菌20min备用。
(4)种子制备：无菌条件下，从保藏斜面上挑取一环产朊假丝酵母菌接种于灭菌的YPD基础培养基上，30℃，180r/min摇床培养16h；
(5)营养成分过渡：取步骤(3)未灭菌前培养液以2％比列加入琼脂，115℃灭菌20min后倾倒平板；取(4)中种子液1mL梯度稀释，涂布于固体培养基平板上，30℃培养箱中倒置培养48h；
(6)扩培：挑取菌落个头大、湿润粘稠、颜色哑光的菌落接种于步骤(3)培养液中，30℃，180r/min摇床培养16h；
(7)发酵培养：取(6)中种子液以10％(V/V)接种量接种于(3)制备的培养液中，30℃，通气量100L/h，搅拌转速200r/min，一次性加入亚硝酸硒，培养10h后加入35mg/L亚硝酸硒，培养24h，以10％比例补料培养液，继续培养16h，发酵终点测定酵母生物量、单位硒含量和总硒含量。
(8)酵母生物量测定：将发酵终点的发酵液4000r/min离心10min，收集菌体加入蒸馏水冲洗菌体三次，冷冻干燥至恒定重量时称重。经测定，富硒酵母菌生物量为7.53g/L，单位硒含量1583.49ug/g，总硒含量为11923.68ug/L。
本发明中未述及的部分借鉴现有技术即可实现。
需要说明的是：在本说明书的教导下本领域技术人员所做出的任何等同方式或明显变型方式均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
步骤一、取异麦芽酮糖结晶后的母液，稀释至糖度为10°Be′，得溶液一；
步骤二、将玉米面和水混合均匀，再向其中加入淀粉酶和糖化酶，在55-60℃保温一段时间，稀释至糖度为10°Be′，得溶液二；
步骤三、将所述的溶液一、溶液二和小球藻废液混合，得培养液，将所得部分培养液灭菌备用；
步骤四、种子制备：无菌条件下，从保藏的斜面上挑取一环产朊假丝酵母菌接种于灭菌的YPD基础培养基上进行培养，得种子液；
步骤五、营养成分过渡：取步骤三中未灭菌前的培养液以2％比例加入琼脂，115℃灭菌20min后倾倒平板；取步骤四中的种子液1mL梯度稀释，涂布于固体培养基平板上，30℃培养箱中倒置培养48h；
步骤六、扩培：挑取菌落个头大、湿润粘稠、颜色哑光的菌落接种于步骤三灭菌后的培养液中，进行培养；
步骤七、发酵培养：取步骤六中扩培后的种子液，以10％V/V接种量接种于步骤三灭菌后的培养液中，在一定条件下培养后加入25-30mg/L亚硝酸硒，培养24h，再次加入15-20mg/L亚硝酸硒，与此同时，以10％比例补料步骤三灭菌后的培养液，继续培养12-16h，发酵终点测定酵母生物量、单位硒含量和总硒含量；
步骤八、酵母生物量测定：将发酵终点所得发酵液经离心后收集菌体，在该菌体中加入蒸馏水冲洗三次，冷冻干燥至恒定重量时称重，即得富硒酵母。
2.根据权利要求1所述的一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，其特征在于：步骤二中，玉米面与水的质量体积比为18:100kg/L；步骤三中溶液一、溶液二和小球藻废液的质量配比为1：1：2，部分培养液在温度为115℃时灭菌20min。
3.根据权利要求2所述的一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，其特征在于：步骤四的培养条件为：温度30℃，在180r/min的摇床培养16h。
4.根据权利要求3所述的一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，其特征在于：步骤六中的培养条件为：温度30℃，在180r/min的摇床培养16h。
5.根据权利要求4所述的一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，其特征在于：步骤七中第一次培养时，培养温度为30℃，通气量100L/h，搅拌转速200r/min，培养10h。
6.根据权利要求5所述的一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，其特征在于：步骤八中，发酵终点的发酵液在4000r/min离心10min。
7.根据权利要求6所述的一种利用异麦芽酮糖母液和小球藻废液生产富硒酵母的方法，其特征在于：步骤一、步骤二中的糖度用阿贝斯折光仪来测定。
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