富含矿物质的天然补充剂的制作方法

本技术涉及含有真菌生物质和一种或多种矿物质(例如锌、镁、硒、铬、铜和锰)的天然补充剂。背景多年来已认识到微量元素在人体营养和健康中的重要性。在世界卫生组织(who)1996年的报告中，微量元素被分组为：a.必需的-碘(i)、锌(zn)、硒(se)、铜(cu)、钼(mo)和铬(cr)；b.可能必需的-锰(mn)、硅(si)、镍(ni)、硼(b)和钒(v)。碘已在食盐中被广泛强化，但其他元素尚未得到普遍解决。例如，在发展中国家，锌缺乏可能导致不良的健康后果和受限的儿童生长和发育。已在许多酶(如谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧化还原蛋白还原酶和脱碘酶)中发现了微量元素硒。这些酶因在抗氧化、肌肉功能和肿瘤预防中的作用而被认识(mehdi,y.etal.2013.seleniumintheenvironment,metabolismandinvolvementinbodyfunctions.molecules18:3292-3311)。微量元素铬已被视为糖和脂肪代谢所需的必需营养素。不足的铬膳食摄入导致与对糖尿病和心血管疾病所观察到的迹象和症状类似的迹象和症状(anderson,raetal,1997.elevatedintakesofsupplementalchromiumimproveglucoseandinsulinvariablesofpeoplewithtypeiidiabetes.diabetes46:1786-1791)。对具有糖耐量受损或糖尿病的人给予补充性铬可以改善他们的血糖、胰岛素和脂质水平(cefalu,wt,andhufb.2004.roleofchromiuminhumanhealthandindiabetes.diabetescare.27(11):2741-2751)。通常通过普通膳食获得足量的微量元素铜。但患有贫血症的人也可能缺乏铜。铜作为诸如锌等抗氧化剂种类的一部分能改善免疫功能(magginis.etal.,2007.selectedvitaminsandtraceelementssupportimmunefunctionbystrengtheningepithelialbarriersandcellularandhumoralimmuneresponses.brjnutr.98:s29-35)。微量元素锰对于人也是重要的，因为其参与许多酶活性(watts,dl.1990.thenutritionalrelationshipsofmanganese.j.orthomed.5(4):219-222)。已研究并表明锰的不足和过量均是不利的。镁是人体骨骼中主要的矿物质，但尚未受到与钙同样的关注。其如果不是比钙和磷更重要，也是与钙和磷同样重要(fawcett,wj,etal1999.magnesium:physiologyandpharmacology.brijanaesthesia83(2):302-320)。镁也是许多酶的辅助因子。心血管疾病的流行已被部分地归因于常见于患者中的镁缺乏。市场上的大多数矿物质补充剂是无机化合物，如硫酸锌、硫酸锰或硫酸铜；氧化锌；吡啶甲酸锌或吡啶甲酸铬；亚硒酸钠；硒代蛋氨酸(selemethionine)；硫酸镁；和柠檬酸镁；等等。然而，此类化合物在诸如面粉和大米等主食的强化中的应用是有限的。已开发了主要作物的生物强化，但还需要很长的发展时间。已对酵母进行了使用微生物来缩短无机矿物质向有机物的生物转化进程。虽然单独富含锌、铁、铬、硒或镁的酵母产品被评价为矿物质补充剂，但是与这些产品相关的生物利用度仍是不确定的。表1中列出了锌、硒、铬、铜、锰和镁的每日推荐剂量(foodandnutritionboard,instituteofmedicine,nationalacademies.recommendeddietaryallowancesandadequateintakes,elements.2014.)。表1.膳食参考摄入量(dri)：推荐的膳食供给量和适宜摄入量本申请的申请人已开发了一种使用米曲霉(aspergillusoryzae或a.oryzae)或黑曲霉(aspergillusniger或a.niger)来生产富含铁的真菌细胞团块(cellmass)的方法(wo2014/040122)。多达4％的铁可以被并入到该真菌的细胞团块中，这比在酵母中高得多。本发明的发明人已开发了含有来自真菌的矿物质的营养补充剂，所述矿物质不包括升高的铁水平。概述公开了含有真菌生物质和锌、镁、硒、铬、铜和/或锰的营养补充剂以及形成含有锌、镁、硒、铬、铜和/或锰的营养补充剂的方法。一方面，提供了一种包含以下组分的营养补充剂：具有升高的矿物质水平的丝状真菌生物质，所述矿物质选自锌、镁、硒、铬、铜、锰及它们的组合。在一个实施方式中，营养补充剂不含有显著水平的铁。在一个实施方式中，营养补充剂具有少于200mg/kg的铁水平。在一个实施方式中，真菌生物质来自米曲霉或黑曲霉。在一个实施方式中，营养补充剂含有锌。在一个实施方式中，营养补充剂含有镁。在一个实施方式中，营养补充剂含有硒。在一个实施方式中，营养补充剂含有铬。在一个实施方式中，营养补充剂含有铜。在一个实施方式中，营养补充剂含有锰。在一个实施方式中，营养补充剂含有锌、镁和硒中的两种或更多种的组合。在一个实施方式中，营养补充剂含有锌、镁和硒。在一个实施方式中，营养补充剂含有锌、镁、硒、铬、铜和锰中的两种或更多种的组合。在一个实施方式中，营养补充剂含有锌、镁、硒、铬、铜和锰。在一个实施方式中，营养补充剂含有约1至约60000mg/kg的选自锌、镁、硒、铬、铜和锰的至少一种矿物质。在一个实施方式中，升高的锌水平为至少约500mg/kg，升高的镁水平为至少约500mg/kg，升高的硒水平为至少约1mg/kg，升高的铬水平为至少约4mg/kg，升高的铜水平为至少约60mg/kg，以及升高的锰水平为至少约60mg/kg。在一个实施方式中，升高的锌水平为至少约2500mg/kg，升高的镁水平为至少约2500mg/kg，升高的硒水平为至少约5mg/kg，升高的铬水平为至少约20mg/kg，升高的铜水平为至少约300mg/kg，以及升高的锰水平为至少约300mg/kg。在一个实施方式中，升高的锌水平为至少约5000mg/kg，升高的镁水平为至少约5000mg/kg，升高的硒水平为至少约10mg/kg，升高的铬水平为至少约40mg/kg，升高的铜水平为至少约600mg/kg，以及升高的锰水平为至少约600mg/kg。在一个实施方式中，营养补充剂含有约500至约40000mg/kg的锌、约500至40000mg/kg的镁、和/或约1至3500mg/kg的硒、约4至8000mg/kg的铬、约60至20000mg/kg的铜和/或约60至20000mg/kg的锰。在一个实施方式中，营养补充剂含有约2500至约40000mg/kg的锌、约2500至40000mg/kg的镁、约5至3500mg/kg的硒、约20至8000mg/kg的铬、约300至20000mg/kg的铜和/或约300至20000mg/kg的锰。在一个实施方式中，营养补充剂含有约5000至约40000mg/kg的锌、约5000至40000mg/kg的镁、约10至3500mg/kg的硒、约40至8000mg/kg的铬、约600至20000mg/kg的铜和/或约600至20000mg/kg的锰。营养补充剂可以包括稀释剂或其他辅助成分，如钙、钾和磷以及它们的无机盐。营养补充剂可以被配制成粉末、溶液、饮料、胶囊、片剂或囊片。营养补充剂的优点在于其含有在农业副产品或食品加工副产品上培养丝状真菌过程中形成的天然有机锌、镁、硒、铬、铜和/或锰。可以将营养补充剂生产或配制成进一步含有由丝状真菌天然产生的肌醇六磷酸酶和其他酶。营养补充剂可以含有另外的无机锌、镁、硒盐、铬盐、铜盐和/或锰盐或在丝状真菌的生长过程中添加的其他高锌、镁、硒、铬、铜和/或锰化合物。实例包括氯化锌、硫酸锌、氯化镁、硫酸镁、亚硒酸钠、氯化铬、铜和锰。营养补充剂可以配制用于人或动物用途。另一方面，提供了包含根据本技术的营养补充剂的营养产品。营养产品可以是食物产品、加工过的食物产品、饮料、运动饮料、能量饮料、能量棒、早餐谷物食品、乳制品、动物饲料、宠物食品等。粉末形式的产品也可以被添加至食品中并用作食品强化成分。食品的强化包括但不限于调味品、盐、婴儿配方以及小麦粉、玉米粉和豆粉。本发明还涉及丝状真菌(如米曲霉或黑曲霉)的生长以生产含有锌、镁、硒、铬、铜和锰中的一种或多种的富含矿物质的天然补充剂。丝状真菌可以在部分地用食品级农业副产品或食品加工副产品配制的培养基中培养，以生产富含矿物质的天然补充剂。另一方面，提供了一种形成含有升高的矿物质水平的营养补充剂的方法，该方法包括：在农业副产品或食品加工副产品中培养丝状真菌，以在丝状真菌中累积矿物质，所述矿物质选自锌、镁、硒、铬、铜、锰及它们的组合；以及收获丝状真菌，以获得含有具有升高的矿物质水平的真菌生物质的营养补充剂，所述矿物质选自锌、镁、硒、铬、铜、锰及它们的组合。在一个实施方式中，丝状真菌选自米曲霉或黑曲霉。农业副产品可以来自农业生产中来源于玉米、小麦、甜菜、甘蔗糖、大豆、乳清的废弃物。这些产品的实例是甘蔗和甜菜浆、大豆皮、大豆加工乳清、小麦壳、玉米浸液和大豆乳清。在一些实施方式中，食品加工副产品选自玉米浸液、大豆乳清、甘蔗和甜菜糖蜜、大豆皮和小麦麸、小麦壳和食品加工副产物。可以向农业副产品或食品加工副产品提供另外的生长培养基，以在培养过程中辅助生长以及由丝状真菌累积锌、镁、硒、铬、铜和/或锰。在一个实施方式中，一种或多种矿物质在真菌细胞团块中被转化为有机形式。锌、镁、硒、铬、铜和/或锰可以获自农业副产品或食品加工副产品，或者由添加至培养基供丝状真菌累积的锌、镁、硒、铬、铜和/或锰盐提供。可以在丝状真菌的生长过程中添加另外的无机盐和其他高锌、镁、硒、铬、铜和/或锰化合物，包括锌盐，如硫酸锌；镁盐，如硫酸镁或氯化镁；硒盐，如亚硒酸钠；铬盐，如氯化铬；铜盐，如硫酸铜；锰盐，如硫酸锰，但不限于这些盐，从而进一步增加营养补充剂的锌、镁、硒、铬、铜和/或锰含量。锌、镁、硒、铬、铜和/或锰的无机盐可以以每升培养基至少约5mg盐的浓度添加至真菌培养基。在一些实施方式中，可以使用每升培养基约50至1500mg盐。营养补充剂可以进一步包括其他矿物质，如钙和钾。为了实现进一步的矿物质补充，可以向培养物添加碳酸钙、磷酸钾和氯化钾。在一个实施方式中，营养补充剂不含显著水平的铁。在一个实施方式中，营养补充剂含有少于200mg/kg的铁。可以提供另外的培养基或营养素以辅助丝状真菌的生长。实例包括酵母提取物、水解过的基于植物的蛋白质、铵盐、尿素、钾磷、铜盐和玉米浸液。丝状真菌可以在任何合适的环境中培养，如在固体和液体发酵中均使用的发酵容器中。丝状真菌的培养可以在室温或升高的温度下(如在25至35℃下)进行。可以通过任何合适的方式收获丝状真菌。实例包括过滤，如压滤机、压带机；离心，如滗析器；干燥，如旋转干燥器、蒸汽干燥器和真空干燥器。干燥温度通常低于约95℃，以减少产品的任何不想要的热损伤。收获的丝状真菌可以经过进一步加工以形成含锌、镁和/或硒的营养补充剂。进一步加工可以包括分离、粉碎、研磨、分馏、提取、用冷水和热水洗涤以除去过量的盐或者用ph为2的弱酸或ph为9-10的碱洗液洗涤以除去其他可溶性化合物。锌和/或镁含量可以高于40000mg/kg，但真菌生物质收率可能减少，并且这在实践中可能是不经济的。在该方法中可以获得高于3500mg/kg的硒，但是也可能减少生物质收率。含有锌、镁、硒、铬、铜和/或锰的营养补充剂可以包括稀释剂或其他辅助成分，如钙、钾、磷以及它们的无机盐。营养补充剂可以含有在丝状真菌的生长过程中添加的另外的无机锌、镁、硒、铬、铜、锰盐或其他高锌、镁、硒、铬、铜和/或锰化合物。另一方面，提供了一种形成含有升高的矿物质水平的营养补充剂的方法，该方法包括：提供含有农业副产品或食品加工副产品以及矿物质的盐或化合物的培养基，所述矿物质选自锌、镁、硒、铬、铜、锰及它们的组合；在培养基中培养丝状真菌，以在丝状真菌中累积矿物质，所述矿物质选自锌、镁、硒、铬、铜、锰及它们的组合；以及收获丝状真菌，以获得含有具有升高的矿物质水平的真菌生物质的营养补充剂，所述矿物质选自锌、镁、硒、铬、铜、锰及它们的组合。盐或化合物包括锌盐，如硫酸锌；镁盐，如硫酸镁或氯化镁。硒可以以亚硒酸钠的形式添加至培养基。铬可以以氯化铬的形式添加至培养基。铜可以以硫酸铜的形式添加至培养基。锰可以以硫酸锰的形式添加至培养基。另一方面，该技术涉及由本文描述的方法生产的含有锌、镁、硒、铬、铜和/或锰的营养补充剂。另一方面，该技术涉及用于治疗或预防锌、镁、硒、铬、铜、锰缺乏症中的一种或多种的方法，所述方法包括施用治疗有效量的本文描述的营养补充剂。另一方面，该技术涉及本文描述的营养补充剂在生产用于治疗或预防锌、镁、硒、铬、铜、锰缺乏症中的一种或多种的药物中的用途。另一方面，该技术涉及用于治疗或预防特征在于锌、镁、硒、铬、铜和/或锰缺乏症的状况的方法，所述方法包括向有此需要的受试者施用治疗有效量的本文描述的营养补充剂。另一方面，该技术涉及本文描述的营养补充剂在生产用于治疗或预防特征在于锌、镁、硒、铬、铜、锰缺乏症的状况的药物中的用途。在特征在于锌、镁、硒、铬、铜、锰缺乏症的状况中，可以包括弱免疫系统功能、缓慢生长、疲劳和耐糖量受损、不耐冷、焦虑和肌肉无力、与铁缺乏症相结合的缓慢生长以及皮炎和神经应激性。另一方面，该技术涉及含有来源于或获得自在农业副产品或食品加工副产品中培养的丝状真菌的矿物质的营养补充剂，所述矿物质选自锌、镁、硒、铬、铜、锰及它们的组合。本发明的发明人已发现，生产含有锌、镁、硒、铬、铜和/或锰的营养补充剂不需要升高的铁水平。在本申请整个说明书中，除非上下文另有需要，词语“包含”或其变体如“包括”或“含有”被理解为暗含包括所述的要素、整数或步骤或者要素、整数或步骤的组，但不排除任何其他要素、整数或步骤或者要素、整数或步骤的组。在本申请中已包括的对文件、动作、材料、装置、文章等的任何讨论仅用于为本发明提供背景的目的。其不应被视为承认任何或全部这些事宜形成现有技术基础的一部分或者是与本发明有关的领域中的公知常识，因为其在本申请的每项权利要求的优先权日之前已存在。为了更清楚地理解本发明，将参照以下的附图和实施例来描述优选的实施方式。附图简要说明图1显示生产富含天然矿物质的真菌生物质的基本步骤。图2显示生产最终的富含天然矿物质的产品的收获后加工步骤的概述。实施方式描述真菌真菌(包括丝状真菌)具有进一步摄取相对难生物利用的矿物质的能力。例如，米曲霉和黑曲霉具有累积来自添加有高浓度的无机矿物质的天然来源(如农业和食品加工废弃物/副产品)的有机铁和其他矿物质的能力。因此，在本技术的一些实施方式中，真菌生物质是丝状真菌生物质，例如，米曲霉和黑曲霉生物质。农业副产品选择和预处理农业和食品加工生产的副产品有很多，但它们不是全部都天然地富含矿物质。可以用于生产富含矿物质的真菌产品的适合的农业副产品包括玉米、小麦麸、米麸、大豆皮、稻壳、来自甘蔗或甜菜的糖蜜、果汁加工浆、土豆皮、玉米浸液和大豆乳清。尽管许多副产品被认为是含有矿物质，但许多未得到批准或者不适合用于人直接消费。谷物副产品中的大多数矿物质被肌醇六磷酸键合，并因此天然形式不能被人生物利用。例如，已充分理解使用肌醇六磷酸酶来改善这些产品中的许多产品中铁的生物利用度，但对于改善铁状态而言人的日需求量相对太大了。本发明的发明人已发现，所选的真菌种类可以被用作将矿物质聚集至天然细胞形式中的工具。在真菌的生长过程中添加锌、镁、硒、铬、锰或铜的无机盐的情况下，无机矿物质在真菌细胞团块中被转化成有机形式。富含矿物质的真菌也可以用合成培养基来生产，该合成培养基由碳(如葡萄糖)、氮源(如尿素)、磷源(如磷酸钾)组成。使用农业副产品的优势在于，这些副产品也向真菌提供微量营养素和维生素。农业副产品通常被估价不足且未被充分利用。在任何副产品可以被用于生产矿物质-真菌产品之前，需要对微生物腐败、霉菌毒素、杀虫剂残留和重金属污染进行测试。对于液体原材料，稀释可能是必要的，因为用于真菌种类如米曲霉或黑曲霉的液体发酵的最佳总固体量为3-10％。干原材料可以经研磨、浸泡或蒸煮以释放天然矿物质并减少抗发酵因素。为了最大化从原材料释放天然矿物质，可以在副产品的浸泡和蒸煮过程中使用酶，如纤维素酶、半纤维素酶和肌醇六磷酸酶。根据可用性和价格，可以同时使用多种原材料。根据原材料的营养概况，可能需要向生长培养基补充其他营养素，以进行通气式真菌发酵。这些营养素可以包括有机和无机氮源、磷源和/或微量矿物质。农业副产品可以来自但不限于来源于玉米、小麦、甜菜、甘蔗糖、大豆加工的废弃物。这些产品的实例是甘蔗和甜菜浆、小麦麸和壳、米麸和稻壳、大豆皮、大豆加工乳清、玉米浸液和大豆乳清。在一些实施方式中，食品加工副产品选自玉米浸液、大豆乳清、甘蔗和甜菜糖蜜、大豆皮以及小麦麸和小麦壳。本技术涉及使用所选的真菌种类作为将矿物质聚集成适合用于动物或人消费的有机形式的工具。在任何副产品可以被用于生产营养补充剂之前，优选对微生物腐败、霉菌毒素和重金属污染进行测试。对于液体原材料，稀释可能是必要的，因为用于真菌种类如米曲霉或黑曲霉的液体发酵的最佳总固体量为3-10％。干原材料可以经研磨、浸泡或蒸煮以释放天然矿物质并减少抗发酵因素。为了辅助从原材料释放天然矿物质，可以在浸泡和蒸煮过程中使用酶，如纤维素酶、半纤维素酶和肌醇六磷酸酶。根据可用性和价格，可以同时使用多种原材料。方法使用农业副产品或食品加工副产品的优选方法的一般步骤在图1中陈述。真菌菌株所用的米曲霉的菌株是在商业上被批准和应用于酱油和味噌(miso)生产的相同菌株，包括来自中国典型培养物保藏中心(cicc)的米曲霉2355和40151；来自美国典型培养物保藏中心(atcc)的米曲霉22787；以及来自cicc的用于柠檬酸生产的黑曲霉变种2206和10557；和来自atcc的用于肌醇六磷酸酶生产的黑曲霉66876。在该技术中可以使用米曲霉的其他菌株。真菌培养在由研碎全玉米、小麦麸、大豆皮、甜菜糖蜜、甘蔗和水果汁加工副产品以及由淀粉、糖和蛋白质组成的任何其他食品加工副产物组成的培养基中培养和保持米曲霉和黑曲霉的菌株。可以将此种原材料用酶(包括淀粉酶、葡糖淀粉酶、肌醇六磷酸酶和蛋白酶)进行预处理。将无机盐以每升培养基至少约5mg盐的浓度添加至真菌培养基，如锌、硒、镁、铬、铜和/或锰的无机盐。在一些实施方式中，可以使用每升培养基约50至1500mg盐。通过用40-70％的水分接种固体培养基如经蒸煮的大米、大豆和高粱以及它们的组合来制备真菌孢子。在两至三周内，孢子发芽并可以被收集。将真菌孢子收集到无菌蒸馏水中。制备具有最终生产发酵器1-10％体积的预培养发酵器。用于预培养的培养基可以与上文描述的生产培养基相同。在将孢子引入到预培养培养基中之后，孵育18至28小时的预培养发酵时间适合于生成健康的预培养物。将预培养物添加到生产发酵器并允许真菌生长，以生产期望的含有锌、硒、镁、铜、铬和/或锰的真菌。装置可以在任何适合的发酵容器或装置中进行大规模发酵。对于富含矿物质的生物质生产，优选在需氧条件下进行发酵48-72小时。在发酵过程中可以将无菌或过滤空气以0.5至1.0vvm泵入到发酵器中，以改善生长和收率。在发酵期间优选搅动或搅拌培养物。已充分理解空气、搅动和发酵容器设计的组合以获得商业微生物培养物。真菌发酵发酵可以在25-35℃的温度下进行48-72小时或者达到最大生物量。已发现28-30℃的温度是适宜的。可以理解，孵育时间和温度可以根据真菌类型和所用的菌株而改变。在一些实施方式中，温度可以在约20℃至约40℃的范围内。例如，温度可以在约20℃至约30℃、约25℃至约35℃、约30℃至约40℃或约25℃至约30℃的温度内，例如为约20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃。根据原材料的营养概况，可能需要其他营养素来补充生长培养基，以进行通气式真菌发酵。这些营养素可以包括有机和无机碳源、氮源、磷源和微量矿物质。富含矿物质的真菌产品的生产应当注意到，在人的膳食中直接补充可溶性无机盐可以导致细胞毒性反应。因此，使用真菌来摄取无机矿物质盐并将其转化成有机形式可以减少直接消费盐的副作用。可以在真菌发酵过程中添加无机盐。根据最终期望的产品，无机盐的通常选择包括镁盐，如硫酸镁或氯化镁；锌盐，如硫酸锌和氯化锌；硒盐，如亚硒酸钠；铬盐，如氯化铬；铜盐，如硫酸铜；以及锰盐，如硫酸锰。通过真菌将无机矿物质转化成有机形式。为了在真菌产品中最大化所需的矿物质水平，可以在发酵过程中递增投入给定的矿物质盐。矿物质盐的用量取决于所用的盐的类型，但用量水平需要不损害真菌的生长。收获后，可以对真菌菌丝/生物质进行彻底的洗涤，以除去过量的矿物质盐。就这点而言，ph3-4的弱酸洗涤可以是有效的。真菌生物质收获发酵后，可以通过诸如离心机、压带机等脱水机收获含有一种或多种矿物质的真菌生物质。用水和/或弱酸(如0.001m至0.01m的盐酸或柠檬酸)洗涤可以用于除去无机盐残留物。然后可以使用增压空气、真空干燥等在60-95℃下干燥富含矿物质的真菌产品(参见图2)。产品的最终水分含量常常为少于约10重量％。可以根据应用要求制造产品的最终形式。补充剂营养补充剂可以含有在约10至约60000mg/kg范围内的锌。例如，营养补充剂可以含有在以下范围内的锌：约10至约60000mg/kg、约500至约40000mg/kg、约500至约4000mg/kg、约2000至约40000mg/kg或约5000至约60000mg/kg，例如10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000、8500、9000、9500、10000、11000、12000、13000、14000、15000、16000、17000、18000、19000、20000、25000、30000、35000、40000、45000、50000、55000或60000mg/kg的锌。营养补充剂/成分可以含有在约10至约60000mg/kg范围内的镁。例如，营养补充剂可以含有在以下范围内的镁：约10至约40000mg/kg、约500至约40000mg/kg、约500至约4000mg/kg、约2000至约40000mg/kg或约5000至约40000mg/kg，例如10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000、8500、9000、9500、10000、11000、12000、13000、14000、15000、16000、17000、18000、19000、20000、25000、30000、35000、40000、45000、50000、55000或60000mg/kg的镁。营养补充剂可以含有在约1至约4000mg/kg范围内的硒。例如，营养补充剂可以含有在以下范围内的硒：约1至约4000mg/kg、约5至约4000mg/kg、约10至约4000mg/kg、约100至约4000mg/kg或约1000至约4000mg/kg，例如1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900或4000mg/kg的硒。营养补充剂可以含有在约4至8000mg/kg范围内的铬。例如，营养补充剂可以含有在以下范围内的铬：约10至约8000mg/kg、约50至约8000mg/kg、约100至约8000mg/kg、约1000至约8000mg/kg或约5000至约8000mg/kg，例如5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500或8000mg/kg的硒。营养补充剂可以含有在约60至20000mg/kg范围内的铜。例如，营养补充剂可以含有在以下范围内的铜：约300至约20000mg/kg、约600至约20000mg/kg、约1000至约20000mg/kg、约5000至约20000mg/kg或约10000至约20000mg/kg或约15000至约20000mg/kg，例如60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000、8500、9000、9500、10000、11000、12000、13000、14000、15000、16000、17000、18000、19000、20000mg/kg的铜。营养补充剂可以含有在约60至20000mg/kg范围内的锰。例如，营养补充剂可以含有在以下范围内的锰：约300至约20000mg/kg、约600至约20000mg/kg、约1000至约20000mg/kg、约5000至约20000mg/kg或约10000至约20000mg/kg或约15000至约20000mg/kg，例如60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000、8500、9000、9500、10000、11000、12000、13000、14000、15000、16000、17000、18000、19000、20000mg/kg的锰。营养补充剂可以包括稀释剂或其他辅助成分，如钙、钾、磷及它们的无机盐。制剂营养补充剂可以被例如配制用于口服递送。具体制剂类型的非限制性实例包括片剂、胶囊剂、囊片剂、粉剂、颗粒剂、安瓿、小瓶、即用型溶液或悬浮液、饮料和冻干材料。固体制剂如片剂或胶囊剂可以含有任何数量的适合的可接受的赋形剂或载体。食品应用可以包括粉末、薄片或挤压形式，或/和与其他材料、维生素和食品成分混合。营养补充剂可以被配制用于人或动物用途。根据本技术的营养补充剂可以用于形成营养产品。营养产品可以是食物产品、加工过的食物产品、饮料、运动饮料、能量饮料、能量棒、早餐谷物食品、乳制品、动物饲料、宠物食品等。也可以将粉末形式的产品添加至食品中并用作食品强化成分。食品的强化包括但不限于调味品、盐、婴儿配方以及小麦粉、玉米粉和豆粉。含有升高的矿物质水平的营养补充剂可以被配制成粉末、溶液、饮料、胶囊、片剂或囊片。可以加工生物质以形成可加入到食品中并用作食品强化成分的粉末、薄片和挤压形式。食品的强化包括但不限于调味品、盐、婴儿配方、早餐谷物食品以及小麦粉、玉米粉和豆粉。营养补充剂的一个优点在于其含有来源于副产品发酵的天然有机矿物质。营养补充剂可以被配制成进一步含有肌醇六磷酸酶和由丝状真菌天然产生的其他酶。营养补充剂可以被配制用于人或动物用途。实施例已经发现，米曲霉和黑曲霉具有累积来自添加有高浓度的无机矿物质的天然来源(如农业和食品加工废弃物/副产品)的有机铁和其他矿物质的能力。为了真菌的健康生长，生长培养基中典型的矿物质浓度在表2中列出。应当理解，mg、zn和se化合物的类型不限于表2中列出的那些。对于诸如米曲霉和黑曲霉的真菌而言，可以大大增加矿物质的浓度(表3)，以生产矿物质增强的真菌生物质，其可以用作人补充剂或食品强化。每种富含矿物质的真菌生物质的最终形式为固体形式，但也可以用酸或碱重新溶解以形成溶液。固体(如粉末)和溶液都可以单独地或组合地用作矿物质补充剂和/或加入到食品中。表2.矿物质组分在真菌生长培养基中的典型浓度(g/l)的范围表3.在米曲霉的发酵过程中单独添加的每种无机矿物质盐的量(g/l)组分按照盐计算的范围按照元素计算的范围mgcl2.6h2o2.08-4.160.25-0.5znso4.7h2o1.1-2.20.25-0.5na2seo30.11-0.220.05-0.1crcl2.6h2o0.1-1.00.0195-0.195cuso4.5h2o0.1-1.00.025-0.25mnso4.h2o0.1-1.00.032-0.32实施例1镁盐如硫酸镁(mgso4)或氯化镁(mgcl2)已被用作所有微生物的生长培养基中的必需营养素。然而，它们尚未以高浓度被用于生长真菌。在本实验中，在玉米、小麦麸和大豆皮的培养基配方中天然镁浓度按照镁元素(mg)计算为50-80mg/l。采用另外的mgcl2.6h2o，mg水平增加至0.33至0.58g/l，分别增加4至7倍。结果显示(表4)，米曲霉中的mg显著增加至高达28.3mg/g(或28300ppm)的干生物质。所有结果均为4次重复的平均值。与键合于酵母的mg的水平相比(表4)，在将高达1250mg/l的mg添加至ypd(酵母提取物-蛋白胨-右旋糖)肉汤的情况下，酵母中的mg仅达到3.5-8.51mgmg/g。因此，基于上述结果，米曲霉对mg的利用与酵母相比几乎更有效10倍。表4.当在富含mg的环境中生长时米曲霉生物质中的mg含量mg(mg/l)米曲霉生物质中的mg(mg/g)米曲霉摄取的mg(％)50-8012.5-3.4>80250215.861.6500228.349.5酵母，125038.51na1农业原材料中的天然mg含量随批次而变化2作为在发酵过程中添加的mgcl2.6h2o中的另外的mg3采用来自duszkiewicz-reinhardw.etal.2005.studiesintosaccharomycescerevisiaebaker’syeastcapacityforbindingmagnesiumunderbatchconditions.pol.j.foodnutrsci14(55)no3:249-255。基于国家卫生研究院(nih)膳食补充剂办公室，按照同等的重量基准，从富含mg的生长环境生产的米曲霉生物质中的mg含量高于所有其他天然食品来源。例如，少于3毫克/天(约2片尺寸的片剂)将提供等同于富含mg的食品中的一份(serving)的mg(表5)。表5.米曲霉产品与所选食品中的mg含量的比较产品重量(g)常规份mg/份(mg)每日需求量百分比杏仁281oz8020花生281oz6016黑豆，蒸煮过的881/2杯6016咖啡，浓缩的602oz4812全麦面包281片236瑞士甜菜1751/2杯7519mg米曲霉2.82片8020实施例2单独富含zn的米曲霉允许产品被精确配制成多种矿物质补充剂或不同的食品。例如，老年男性可能不需要铁(fe)补充剂但可能需要富含zn的食品。米曲霉和黑曲霉均已显示出令人印象深刻的将zn并入到它们的细胞结构中以形成富含有机zn的生物质的能力。在表6中，使用硫酸锌(znso4.7h2o)作为无机盐以添加至用于米曲霉的生长培养基。米曲霉对zn的利用是高效率的，在250mg/l的培养基中被摄取的zn为91％，且逐步减少至35％。生物质中的zn含量稳定增高至39.6mg/g(或39600ppm)，即与在铁的存在下米曲霉中的zn相比几乎两倍zn含量的水平。stehlik-tomas关于酵母中zn的报告(stehlik-tomas,v.etal.2004.zinc,copperandmanganeseenrichmentinyeastsaccharomycescerevisae.foodtechnol.biotechnol.42(2):115-120)证实了在酿酒酵母(saccharomycescerevisae)中zn的最高量仅为0.7mg/g。表6.当在富含zn的环境中生长时米曲霉生物质中的zn含量zn(mg/l)米曲霉生物质中的zn(mg/g)米曲霉摄取的zn(％)<1010.08未测量250212.791500225.8671000238.0481500239.6351玉米、小麦麸、大豆皮等配制的培养基中的天然zn含量；2作为在发酵期间添加的znso4.7h2o中的另外的zn。基于国家卫生研究院(nih)膳食补充剂办公室，按照同等的重量基准，从富含zn的生长环境生产的米曲霉生物质中的zn含量比所有其他天然食品来源高得多。例如，0.27克/天(婴儿阿司匹林尺寸的片剂)将提供等同于100％的每日需求量值的zn。表7.米曲霉产品与所选食品中的zn含量的比较食品重量(g)常规份zn/份(mg)每日需求量(％)牡蛎，蒸煮过的843oz74493牛肩胛肉843oz7.047杏仁281oz0.96菜豆，蒸煮过的1501/2杯0.96奶，低脂3001杯1.07青豆，蒸煮过的1751/2杯0.53zn米曲霉0.27<1片11100实施例3如同zn一样，硒(se)可以在存在或不存在铁的情况下共发酵，以产生富含se的米曲霉生物质。但是在本实施例中，当在无铁的情况下发酵米曲霉的过程中添加0.1％的亚硒酸钠溶液形式的se时，真菌生物质中的se含量从0.4mg/g(400ppm)增加至多达3.36mg/g(3360ppm)(表8)。因为se的日推荐剂量非常低，优选在独立的基准上生产富含se的产品，以避免se用量过多或fe用量不足。与所选食品相比，具有se的米曲霉具有相对高的se浓度；0.02克/天可以递送100％的每日需求量(dv)。表8.当在富含se的环境中生长时米曲霉生物质中的se含量se(mg/l)米曲霉生物质中的se(mg/g)米曲霉摄取的se(％)502.37(2370μg/g)591003.36(3360μg/g)43表9.米曲霉产品与所选食品中的se含量的比较描述重量(g)常规份se/份(μg)每日需求量百分比巴西胡桃281oz544777火腿，烤过的843oz4060糙米，蒸煮过的3001杯1927全麦面包1片0.96扁豆，煮熟的3001杯69奶，1％3001杯811se米曲霉0.0255100实施例4当用单一矿物质铬、铜或锰盐进行真菌发酵时，真菌菌丝体中的矿物质含量显著提高(表10)。在所有的实施例中，天然真菌矿物质被高度浓缩并为无机盐和合成矿物质螯合物提供经济的可替代物。表10.当在富含矿物质的环境中生长时米曲霉中的cr、cu或mn含量实施例5目前，人用矿物质补充剂可能是用每种个体组分配制成的多种矿物质和维生素形式。类似的方法用于食品强化中，例如，用于早餐谷物食品中。此种方法的优点是，根据美国食品药品管理局推荐的每日需求量(dv)，可以精准地控制每种矿物质和维生素的用量。然而，当一起消耗多种矿物质时，有可能一种矿物质的吸收可以干扰其他矿物质的吸收。例如，fe与zn、zn与铜(cu)等之间的相互作用。以前的研究人员还显示了在基于植物的膳食中矿物质与肌醇六磷酸之间的相互作用。使用米曲霉结合的矿物质来配制多种矿物质补充剂可以含有较少的矿物质相互作用，因为每种矿物质已被结合至米曲霉的细胞壁和蛋白质。米曲霉结合的矿物质的缓慢释放特征也可以减少矿物质之间的相互作用。已发现生产具有增强的多种矿物质的天然米曲霉具有实用性。此类产品可以不满足单次服用时的dv需求，例如，镁的dv是400mg，但可以每天提供增强的多种矿物质。可以在发酵过程中调节每种矿物质在此种产品中的浓度，以形成不同的期望组合。表11证实了采用所选的生长培养基配方，结果是在仅0.5g的剂量中多种矿物质(fe、zn、cr、se、cu和mn)增强的生物质。每种矿物质的浓度可以在+/-四倍的范围内。矿物质的类型不限于表11中的矿物质。这一实施例不仅证实了米曲霉摄取高浓度的每种矿物质的能力，而且还显示了以自然平衡的方式摄取多种微量矿物质，如通过不同的摄取偏好所示出的。表11.在0.5克剂量中形成基于米曲霉生物质的全微量天然矿物质补充剂的多种矿物质方法已开始进行发酵体积均为2000l的两个大型工业试验，没有任何生产困难。随着发酵容器的尺寸增加，改善了管理和控制气流等问题的能力。两个试验证实了可以生产含有升高的锌、镁、硒、铬、铜、锰或它们的组合的水平的真菌生物质。本领域技术人员会理解，可以在不偏离广义描述的发明的实质或范围的情况下对具体实施方式中所示的发明进行众多变化和/或修改。现有实施方式因而被视为在所有方面均为示例性而非限制性的。当前第1页12