一种富硒的酵母新菌株及酵母硒的生产方法与流程

1.本发明属于发酵工程技术领域，具体涉及一种富硒的酵母新菌株及酵母硒的生产方法。
技术背景
2.菌种是发酵工业的基础，提高菌种的发酵水平，可以显著提高经济效益，酵母生产技术的核心也是不断筛选驯化得到发酵效率更高的菌种，该菌种既能充分利用培养基液中的糖、氮和其它微量元素合成自己的细胞体，增加酵母产量，降低成本，变废为宝，又能适宜高浓度、高温、高ph值等条件下发酵，并向更高浓度发酵迈进。
3.硒是人体所必需的微量元素，硒能够预防和抑制肿瘤、抗衰老、维持心血管系统的正常功能，预防动脉硬化和冠心病的出现。在培养酵母的过程中加入硒元素，酵母生长时吸收利用了硒，使硒与酵母体内的蛋白质和多糖有机结合转化为生物硒，从而消除了化学硒(如亚硒酸钠)对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。
4.酵母生产的良种选育对酵母生产工艺和质量有决定性意义，虽然酵母自然突变率比较低，但由于酵母生产中有大量酵母细胞参与发酵，同时由于扩大培养和发酵过程中的杂菌的污染、酵母衰老退化等，所以生产中酵母变异是必然存在的，关键是要经常对酵母进行分离选育，特别是生产菌株的纯化，淘汰变异、衰退的菌种，保存优良性状的菌种，使生产走上纯种发酵之路，从而保证正常发酵生产和提高产品质量要求。本次筛选的酵母菌种是用于酵母硒生产的。
5.富硒酵母就是在培养酵母的过程中加入硒元素，酵母生长时吸收利用了硒，使硒与酵母体内的蛋白质和多糖有机结合转化为生物硒，从而消除了化学硒(如亚硒酸钠)对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。富硒酵母也是迄今为止国内最高效、最安全、营养最均衡的补硒制剂。评价富硒酵母生产水平的高低主要看其有单位硒含量和生物量，单位硒含量和生物量越高水平越高，否则越差。然而，硒对酵母的生长有抑制作用，硒添加的越多，对酵母生长的抑制作用越显著，最终获取的生物量就越少。
6.专利文献cn01100600.5在2001年8月22日公开了含有高生物量的富硒酵母及其生产方法，其通过筛选，获得生物量高的酵母菌种和抗硒能力强及细胞硒含量高的酵母菌种，然后采用杂交育种技术，选育出含有高生物量和高硒含量的富硒酵母菌种，在发酵培养基和优化的发酵条件下，发酵培养制得含有高生物量的富硒酵母，每克干富硒酵母细胞含有机硒达500-1500微克；专利文献cn107058208a在2017年8月18日公开了一种富硒酵母粉的生产工艺，包括：培养基的制备、斜面菌种培养、一级液体种子培养、二级液体种子培养、发酵罐种子培养、发酵罐发酵培养、分离、干燥、粉碎等过程，该发明制得富硒酵母产品，其硒含量达到1200mg/kg。现如今国内生产的富硒酵母的硒含量一般是1000～2500mg/kg(即1000-2500ppm)，极少达到3000mg/kg。所以要得到高含量的酵母硒，除了发酵工艺的改进，最主要的是菌种的选育。所以能够选出生长好，耐受硒的菌种，对提高富硒酵母的硒含量至
关重要。


技术实现要素：

7.为了克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种富硒的酵母新菌株及酵母硒的生产方法。
8.本发明提供一种富硒的酵母新菌株，于2021年12月9日保藏在广东省微生物菌种保藏中心，分类学名称为：酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)，保藏编号为：gdmcc n0：62110，保藏地址：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，广东省科学院微生物研究所。
9.本发明还提供一种酵母硒的生产方法，包括以下步骤：
10.s1、酸化液的制备：取水与糖蜜按1:1比例混合，加热至120-130℃，加水稀释，得酸化液；
11.s2、营养液的制备：将尿素、硫酸铵、磷酸、硫酸镁、磷酸二氢钾和磷酸二氢铵混合均匀，加入水溶解，得营养液；
12.s3、种液制备：把步骤s1、s2得到的酸化液、营养液与水混合成基液，将保藏编号为：gdmcc n0：62110的酵母新菌株经卡氏罐培养后接种于3m2种子罐中，在28-38℃条件下通风发酵培养17-24小时，检测达标准后转于装有基液的大罐中，在温度为28-38℃的条件下通风发酵培养20-28小时，然后分离，在0-8℃条件下冷藏得发酵种液；
13.s4、发酵培养：把步骤s3得到的发酵种液移入准备好基液的大罐中，并连续流加酸化液、营养液和水进行通风培养，同时流加硒溶液，培养12-30小时，得发酵成熟液；
14.s5、分离：将步骤s4得到发酵成熟液进行三级分离，得到ⅲ级乳液，移入ⅲ级乳液罐；
15.s6、干燥：步骤s4的ⅲ级乳液罐经过连消器灭活、消毒后，再进行干燥、粉碎，即得酵母硒粉。
16.进一步的，所述步骤s1中的酸化液糖度为25％。
17.进一步的，所述步骤s2中的营养液：各组分按重量份计，包括尿素0.1-0.15份、硫酸铵0.1-0.15份、磷酸0.06-0.08份、硫酸镁0.03-0.05份、磷酸二氢钾0.03-0.05份、磷酸二氢铵0.1-0.15份和水5份。
18.进一步的，所述步骤s3中的检测标准为3m2种子罐种液湿重≥20g/l。
19.进一步的，所述步骤s3中的基液体积为2000-2500l。
20.进一步的，所述步骤s4中的硒溶液浓度为5bx。
21.进一步的，所述步骤s5中的ⅲ级乳液的浓度为9-17bx。
22.进一步的，所述步骤s6中的灭活、消毒温度为105-125℃。
23.进一步的，所述步骤s7中的干燥采用双滚筒式干燥机干燥，所述滚筒式干燥机由蒸汽加热至120-130℃，且所述滚筒旋转2/3圆周时，用刮刀把附着在其表面的干酵母刮下。
24.本发明提供的酵母硒生产方法中的步骤s2中的营养液除了加入硫酸铵、磷酸、硫酸镁、尿素基本元素外，还特别添加了磷酸二氢铵和磷酸二氢钾，磷酸二氢铵、磷酸二氢钾可以很好稳定ph值；酵母菌种液制备阶段，注意增加风量，使酵母能够得到充分的氧气，结合本发明提供的酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)的特性，调节好营养液中硫酸铵、磷酸、硫酸镁、尿素基本元素的比例，达到n源、p源和c元素协调，使酿酒酵母充分繁殖，促进
富硒酵母合成。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.1、本发明提供的富硒酵母新菌株的硒含量达到3000ppm以上，是一株较为理想的生产酵母硒的新菌种；
27.2、本发明提供的酵母硒的制备方法中，在种液制备阶段将分离后的酵母进行冷冻保存可以增加菌种的细胞壁柔韧性，使里面的营养物质保存好，有利于后面的菌种发酵培养；
28.3、本发明提供的酵母硒的制备方法工艺简单，有利于酵母硒的工业化成产。
具体实施方式
29.以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
30.实施例1、本发明富硒的酵母新菌株的筛选
31.原种是一种酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)，由广东省微生物研究所提供，菌种编号为gdmcc 2.213，经过如下筛选步骤：
32.在自然ph下，将原种接种于含有6bx的麦芽汁和2％的琼脂的斜面培养基上，恒温30℃培养24小时，然后进行活化；将活化好的菌种按10％移种量接入含有7％的糖蜜、2％的酵母浸出汁的基础发酵培养基中，在ph值为4.2，温度为30℃条件下，摇床震荡培养，培养到第8小时时，每隔2小时往培养基中添加浓度为25％的硒溶液，添加量为发酵液体积的40ppm，连续添加到第16小时，停止添加，然后继续震荡培养到第22小时，获得成熟的酵母细胞制成菌悬液；接着把培养成熟的酵母细胞制成菌悬液，置于培养皿，磁力搅拌，并用15w的紫外灯照射30s诱变；把经过诱变的酵母细胞再进行基础发酵培养,同时添加硒溶液，满足酵母细胞对硒的吸收，培养22小时，获得酵母菌种。
33.重复三次筛选过程，得到的酵母菌种编号为：ds1、ds2、ds3，检测总磷，总氮、生物量含量、折干率和硒含量，与原种对比，对比结果如下：
34.表1选种ds1与原种的总磷，总氮、生物量含量和硒含量对照表
35.测试指标原种ds1提高生物量g/100ml1.151.3517.4％总磷％1.952.107.7％总氮％60.262.53.8％折干率％20.1220.652.6％总硒含量mg/kg1800305069.4％
36.表2选种ds2与原种的总磷，总氮、生物量含量和硒含量对照表
37.测试指标原种ds2提高生物g/100ml1.151.3517.4％总磷％1.952.1510.3％总氮％60.263.04.7％折干率％20.1220.552.1％
总硒含量mg/kg1800312573.6％
38.表3选种ds3与原种的总磷，总氮、生物量含量和硒含量对照表
39.测试指标原种ds3提高生物量g/100ml1.151.530.4％总磷％1.952.002.6％总氮％60.263.55.5％折干率％20.1220.451.6％总硒含量mg/kg1800313073.9％
40.由表1-3可以看出筛选出的ds1、ds2、ds3种的生物量平均提高21.7％,总磷平均提高6.9％,总氮平均提高4.7％,折干率平均提高2.1％,总硒含量平均提高72.3％,总硒含量均达到3000mg/kg以上，其中选种ds3的生物量和硒含量最高，活性最好，并于2021年12月9日在广东省微生物菌种保藏中心进行了保藏，分类学名称为：酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)，保藏编号为：gdmcc n0：62110，用于酵母硒的生产应用。
41.实施例2、本发明酵母硒的生产方法
42.s1、酸化液的制备：水与糖蜜按1:1比例混合，经发酵连消设备加热至120℃，加水稀释至25％的糖度，得酸化液；
43.s2、营养液的制备：将尿素0.1kg、硫酸铵0.1kg、磷酸0.06kg、硫酸镁0.03kg、磷酸二氢钾0.03kg和磷酸二氢铵0.1kg混合均匀，加入5l水溶解，得营养液；
44.s3、种液制备：把步骤s1、s2得到的酸化液、营养液与水混合成2000l的基液，将将实施例1中获得的保藏编号为gdmcc n0：62110的酵母新菌株，经卡氏罐培养后接种于3m2种子罐中，在28℃条件下通风发酵培养17小时，3m2种子罐种液湿重≥20g/l后，转于装有基液的大罐中，在温度为28℃的条件下通风发酵培养20小时，然后分离，在0℃条件下冷藏得发酵种液；
45.s4、发酵培养：把步骤s3得到的发酵种液移入准备好基液的200m2大罐中，并连续流加酸化液、营养液和水进行通风培养，同时流加浓度为5bx的硒溶液，培养12小时，得发酵成熟液；
46.s5、分离：将步骤s4得到发酵成熟液加入饮用水进行一级分离机分离，得到ⅰ级乳液，再加入饮用水进行ⅱ级分离机分离，得ⅱ级乳液，再加入饮用水，然后进行三级分离机分离，得到ⅲ级乳液，移入ⅲ级乳液罐；
47.s6、干燥：将步骤s5的ⅲ级乳液罐，经过连消器在105℃条件下灭活、消毒后，再放入双滚筒式干燥机的储料槽内干燥，干燥机滚筒通过蒸汽加热至120℃，滚筒旋转2/3圆周时，把附着在其表面的干酵母用刮刀刮下，然后粉碎，即得酵母硒粉。
48.实施例3、本发明酵母硒的生产方法
49.s1、酸化液的制备：取水与糖蜜按1:1比例混合，经发酵连消设备加热至125℃，加水稀释至25％的糖度，得酸化液；
50.s2、营养液的制备：将尿素0.12kg，硫酸铵0.12kg，磷酸0.07kg，硫酸镁0.04kg，磷酸二氢钾0.04kg和磷酸二氢铵0.12kg混合均匀，加入5l水溶解，得营养液；
51.s3、种液制备：把步骤s1、s2得到的酸化液、营养液与水混合成2250l的基液，将实施例1中获得的保藏编号为gdmcc n0：62110的酵母新菌株，经卡氏罐培养后接种于3m2种子
罐中，在33℃条件下通风发酵培养21小时，3m2种子罐种液湿重≥20g/l后，转于装有基液的大罐中，在温度为33℃的条件下通风发酵培养24小时，然后分离，在4℃条件下冷藏得发酵种液；
52.s4、发酵培养：把步骤s3得到的发酵种液移入准备好基液的200m2大罐中，并连续流加酸化液、营养液和水进行通风培养，同时流加浓度为5bx的硒溶液，培养12小时，得发酵成熟液；
53.s5、分离：将步骤s4得到发酵成熟液加入饮用水进行一级分离机分离，得到ⅰ级乳液，再加入饮用水进行ⅱ级分离机分离，得ⅱ级乳液，再加入饮用水，然后进行三级分离机分离，得到ⅲ级乳液，移入ⅲ级乳液罐；
54.s6、干燥：将步骤s5的ⅲ级乳液罐，经过连消器在115℃条件下进行灭活、消毒后，再放入双滚筒式干燥机的储料槽内干燥，干燥机滚筒通过蒸汽加热至125℃，滚筒旋转2/3圆周时，把附着在其表面的干酵母用刮刀刮下，然后粉碎，即得酵母硒粉。
55.实施例4、本发明酵母硒的生产方法
56.s1、酸化液的制备：取水与糖蜜按1:1比例混合，经发酵连消设备加热至130℃，加水稀释至25％的糖度，得酸化液；
57.s2、营养液的制备：将尿素0.15kg、硫酸铵0.15kg、磷酸0.08kg、硫酸镁0.05kg、磷酸二氢钾0.05kg和磷酸二氢铵0.15kg混合均匀，加入5l水溶解，得营养液；
58.s3、种液制备：把步骤s1、s2得到的酸化液、营养液与水混合成2500l的基液，将实施例1中获得的保藏编号为gdmcc n0：62110的酵母新菌株，经卡氏罐培养后接种于3m2种子罐中，在38℃条件下通风发酵培养24小时，3m2种子罐种液湿重≥20g/l后，转于装有基液的大罐中，在温度为38℃的条件下通风发酵培养28小时，然后分离，在8℃条件下冷藏得发酵种液；
59.s4、发酵培养：把步骤s3得到的发酵种液移入准备好基液的200m2大罐中，并连续流加酸化液、营养液和水进行通风培养，同时流加浓度为5bx的硒溶液，培养12小时，得发酵成熟液；
60.s5、分离：将步骤s4得到发酵成熟液加入饮用水进行一级分离机分离，得到ⅰ级乳液，再加入饮用水进行ⅱ级分离机分离，得ⅱ级乳液，再加入饮用水，然后进行三级分离机分离，得到ⅲ级乳液，移入ⅲ级乳液罐；
61.s6、干燥：将步骤s5的ⅲ级乳液罐，经过连消器在125℃灭活、消毒后，再放入双滚筒式干燥机的储料槽内干燥，干燥机滚筒用用蒸汽加热至130℃，滚筒旋转2/3圆周时，把附着在其表面的干酵母用刮刀刮下，然后粉碎，即得酵母硒粉。
62.对比例1、一种酵母硒的生产方法
63.与实施例4相比，本对比例的区别在于，采用原种(菌种编号为gdmcc2.213)进行酵母硒的生产，其余步骤和参数与实施例4相同。
64.试验例一、本发明酵母硒的生物量、总氮、总硒含量检测
65.1、试验样品：实施例2-4的发酵成熟液，对比例1的发酵成熟液
66.2、试验方法：检测生物量、总氮和硒含量
67.3、检验结果见下表：
68.表4、各发酵液的生物量、总氮和硒含量检测结果表
[0069][0070]
由表4可以得知：与对比例1相比，实施例2发酵液的生物量、总氮和硒含量分别提高了25.6％、4.1％和46.9％，实施例3发酵液的生物量、总氮和硒含量分别提高了17.0％、0.6％和47.9％，实施例4发酵液的生物量、总氮和硒含量分别提高了24.2％、7.5％和59.1％。
[0071]
由此可见，采用本发明新酵母菌株制备的发酵成熟液的总硒含量都超3000mg/kg，而原种的总硒含量只有2131.5mg/kg，且实施例2-4的生物量、总氮较原种均有提高，说明本发明提供的保藏编号为gdmcc n0：62110的酵母新菌株适合用于酵母硒的工业化生产。
[0072]
试验例二、本发明酵母硒产品的质量检验
[0073]
1、检验样品：实施例2～4的酵母硒产品
[0074]
2、检验方法：按q/wzyy01-2016《饲料添加剂酵母硒》进行质量检验
[0075]
3、检验结果见下表：
[0076]
表5酵母硒产品的质量检验结果表
[0077][0078]
由表5可看出，采用本发明实施例2-4制备得到的酵母硒的硒含量均在3000mg/kg以上，远超标准规定的≥2000mg/kg，有机硒、水份和蛋白质指标都符合标准规定，其中实施例4的总硒含量高达3390.7mg/kg，为本发明的最佳实施例。
[0079]
以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。