一种高产甘露聚糖酿酒酵母及其在酵母培养物中的应用

本发明涉及微生物，特别涉及一株高产甘露聚糖的酿酒酵母及其在制备酵母培养物中的应用。

背景技术：

1、酵母培养物属于微生物发酵产品及副产品，是以酵母菌为菌种，经固态发酵后，浓缩、干燥获得的产品。酵母培养物其营养成分可提高动物生产性能、饲料转化率和抗病能力。酵母细胞壁上的甘露聚糖是酵母培养物中重要的功能成分。甘露聚糖相对分子质量为20kda～200kda，其主链由甘露糖以α-1,6糖苷键形成的糖链组成，主链上还连有丰富的主要由甘露糖、甘露二糖、甘露三糖和甘露四糖组成并通过α-1,2或α-1,3糖苷键连接的支链。甘露聚糖主要是充当机体免疫刺激的辅助因子，提高机体的免疫应答能力。此外，甘露聚糖还通过吸附病原菌和毒素发挥其生物活性。因此，国家已经将甘露聚糖作为酵母培养物用作饲料原料的强制性评价指标。

2、酵母菌和工艺条件对酵母培养物的甘露聚糖含量具有重要影响，但因缺乏高产甘露聚糖的酵母菌株，且酵母培养物的发酵成本高，限制了酵母培养物的广泛应用。为了提高酵母的甘露聚糖产量，可通过调整培养环境因素和培养基组分来提高酵母的生长性能，以及促进酵母中甘露聚糖含量得到最高积累。有文献(岳晓安，2016)研究了培养条件对酿酒酵母产甘露聚糖能力的影响，包括碳氮比、培养温度、生长因子和环境胁迫。中国专利(cn201610965023.5)提出在接种了酿酒酵母的发酵液中添加双氧水培养，然后发酵培养液与固态培养基混合，最终的固态酵母培养物的甘露聚糖含量达到4.0～4.5％，水溶性蛋白达到7％～9％。中国专利(cn 201510333610.8)提出利用由碳源、氮源和酶激活剂组成培养基对产甘露聚糖的酵母空间诱变菌株进行培养，获得的甘露聚糖含量及生物量分别为321.89±1.94mg/100ml和3846.22±9.28mg/100ml。然而，这些专利和文献的培养体系或培养条件的控制较为复杂，成本高，甘露聚糖的含量也还有进一步提升的空间。

3、在工业化生产中，酵母的液态发酵需要用到大量的碳源和氮源，寻求合适的碳源和氮源不仅能够提高甘露聚糖含量和酵母菌落总数，还能够降低生产成本。酵母培养物的固态发酵阶段是固体培养基变性的一个过程，酵母菌利用固体培养基的营养成分进行扩增繁殖，积累酵母细胞的营养物质，固体培养基在酵母菌发酵的过程中被利用分解成更易消化吸收的营养成分。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于提供一株高产甘露聚糖酵母，通过酵母培养物关键工艺优化研究提高酵母培养物的甘露聚糖含量和综合品质，同时降低成本，开发出质优价廉的酵母培养物产品。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明的一个方面，本发明提供了一种高产甘露聚糖酿酒酵母，所述酿酒酵母具体为酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)mei 2301.02，保藏编号为cgmcc no.27504，保藏日期为2023年05月31日，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。

4、本发明的一个方面，本发明提供了一种酿酒酵母菌剂，所述菌剂中含有本发明所提供的高产甘露聚糖酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)mei 2301.02。优选的，所述菌剂为酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)mei 2301.02发酵产物，通过发酵培养所得到的。

5、优选的，所述菌剂为液体菌剂、冻干粉剂和固体颗粒制剂；所述菌剂中还含有氮源、碳源、表面活性剂和保护剂中的一种或多种以维持高产甘露聚糖酿酒酵母的活性。

6、本发明的一个方面，本发明还提供了一种制备高甘露聚糖含量酵母培养物的方法，其特征包括以下步骤：

7、(1)菌种活化：将本发明所述的酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)mei2301.02于ypd液体培养基中培养活化；

8、(2)液态发酵：将步骤(1)中活化后的菌株接种到液体培养基中发酵扩大培养，获得含菌的液态发酵液；

9、(3)固态发酵：将步骤(2)所得的含菌的液态发酵液接种到固态培养基中进一步发酵培养；

10、(4)烘干过筛：将固态发酵后的酵母培养物于45℃烘干后粉碎过筛，获得高甘露聚糖含量酵母培养物。

11、在一个实施例中，所述步骤(2)中的液体培养基添加食品加工废弃物燕麦糖浆，配方具体为：燕麦糖浆1000ml，大豆蛋白胨20.0g，酵母浸粉10.0g，甘氨酸0.1g，甘油1.0g，kh2po41.0 g，mgso43.0 g，调节初始ph为5，在115℃下灭菌30min。

12、在一个实施例中，所述步骤(2)的发酵条件为：将活化后的菌株接种以6％的接种量接种至液体发酵培养基中，在32℃和160r/min下培养48h。

13、在一个实施例中，所述步骤(3)中的固态培养基添加食品加工废弃物燕麦渣，配方具体为：燕麦渣50～100％，玉米0～40％，豆粕0～40％。

14、在一个实施例中，所述步骤(3)的发酵条件为将含菌的液态发酵液以30％接种量接种至固体培养基中，混合均匀，32℃发酵72h。

15、燕麦糖浆作为食品加工副产物，利用率低，且含有丰富且易于利用的单糖成分，是酵母菌发酵理想的碳源。同时，燕麦渣是提取β-葡聚糖后的食品副产物，成本低廉，含有丰富的燕麦蛋白和其他营养成分，适合作为酵母培养物的固体培养基底物。

16、本发明的一个方面，本发明的高产甘露聚糖酿酒酵母、本发明制备的菌剂、本发明制备的高甘露聚糖含量酵母培养物可以用于食品、保健食品、药品、饲料原料和饲料添加剂。

17、本发明技术方案，具有如下有益效果：

18、1、本发明提供的一株高产甘露聚糖酵母菌。具体地，在ypd基础培养基中，28℃下培养24h后，酿酒酵母mei 2301.02生物量为6.56±0.25g/l，甘露聚糖含量为9.66±0.30g/100g。该菌株生长代谢旺盛，在第20h即进入稳定期，培养稳定期为20～48h，适宜作酵母培养物生产菌株。

19、2、液态发酵阶段使用燕麦糖浆液体培养基和培养条件，在32℃下培养48h可得到富含甘露聚糖的液态发酵液，其中菌体甘露聚糖提高至10.92±0.18g/100g。发酵液中甘露聚糖含量为3412.7±25.16mg/l，生物量为31.26±0.40g/l，比优化前(使用ypd培养基培养)的发酵液中甘露聚糖含量1242.3±15.28mg/l和生物量11.38±0.07g/l均提高了2.75倍，由此可见本发明的培养基的优化极大的促进了酵母菌的生长。

20、3、固态发酵阶段的固体培养基和培养条件可提高酵母培养物的甘露聚糖含量和酸溶蛋白/粗蛋白比例，得到在32℃下培养72h的固体培养物中酵母培养物甘露聚糖含量为5.02±0.02％，比优化前3.24±0.05％提高了1.55倍，酸溶蛋白/粗蛋白的比例为21.52±0.17％，比优化前16.82±0.16％提高了1.28倍。