高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法，属于生物工程技术领域。首先将酿酒酵母种子液接种至液体发酵培养基中，30～32℃好氧培养18～20h使菌体达高密度水平，再将培养温度降至24～26℃同时向发酵体系中流加双氧水至终浓度6～10mmol/L，继续培养，再将发酵培养液与固态培养基以3:6～3:8重量比混合，转移至固态发酵箱中厌氧培养24～28小时后，低温干燥，粉碎可获得本品，其甘露聚糖含量达到4.0～4.5％，水溶性蛋白达到7％～9％。本发明专利技术的高含量甘露聚糖酵母培养物可显著增加奶牛泌乳量1～2kg/(头﹒天)、有效降低奶牛体细胞数目，显著改善奶牛健康状况，利于饮用者健康。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法，属于生物工程

技术介绍
酵母培养物通常是指酿酒酵母菌在特定工艺和营养条件下经过充分发酵获得的复合培养物，该培养物主要有三部分组成：酵母菌体、酵母代谢产物、变性的营养基质，这些组分中富含甘露聚糖、葡聚糖、氨基酸、B族维生素、核酸等有效成分和部分未知功能因子。作为功能型饲料原料，酵母培养物具有显著的抗病、增产的功效，可以向动物消化道内微生物提供营养物质，从而激发它们的代谢活性和稳定体内微生态环境，与抗生素类添加剂相比，具有绿色天然、无毒副作用以及适口性好、营养丰富等优点，因此被广泛应用于畜禽养殖领域。酵母培养物的功能及其机制主要为：改善胃肠道菌群落结构，提高动物生产性能；补充营养，改善消化功能，提高机体免疫力及抗病力。甘露聚糖是酵母培养物的关键功能因子，它能显著增加动物体液免疫和细胞免疫能力，调节肠道菌群平衡，结合吸附外源性病原菌，选择性吸附细菌毒素，并具有抗辐射、抗氧化、抗肿瘤等活性功能。鉴于此，2013年12月19日农业部发布第2038号公告，将“酿酒酵母培养物”从《饲料添加剂品种目录》转入《饲料原料目录》，并将甘露聚糖作为该产品强制性标识要求指标，甘露聚糖对酿酒酵母培养物的重要性可见一斑。甘露聚糖位于酵母细胞壁外侧，酵母细胞壁是典型的三明治结构，中间夹层是由蛋白质组成，两侧分别是由甘露聚糖和β-葡聚糖以及小部分几丁质、磷脂和纤维类物质致密缔结成立体空间网状结构，酵母甘露聚糖约占酵母干重的10-20％。酵母甘露聚糖的含量受外部环境的显著影响，刘红芝等在研究中发现甘露聚糖含量受到酵母培养营养因素的制约；倪靖岳等在研究中发现培养条件显著影响甘露聚糖的含量。虽然甘露聚糖是酵母培养物的关键功能因子，但是酵母培养物生产技术相关文献中却鲜有报道，当前酵母培养物的技术研发主要集中于廉价底物的选择上，归根结底主要是为了降低成本、变废为宝，如中国专利(申请号：201410076270.0)报道了以黄酒糟为基质进行酵母培养物的制备；而中国专利(申请号：201510319359.X)报道了以白酒糟为基质进行湿态酵母培养物的移动发酵；此外，中国专利(申请号：201510578518.8)报道了以混合糟渣为原料进行酵母培养物的发酵生产。酿酒酵母是兼性菌，可适应各种培养环境，但在不同环境中其底物转化和产物代谢途径不尽相同，为了使酵母培养物经过充分发酵，发酵过程通常融合液态-固态发酵、好氧-厌氧发酵等多种培养模式。如何在多种培养模式融合的发酵过程中，通过调控工艺参数来提高甘露聚糖含量对于酵母培养物的生产技术创新具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法，使用该工艺生产的酵母培养物中甘露聚糖含量达到4.0～4.5％，水溶性蛋白达到7％～9％。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法，包括以下步骤：步骤a、酿酒酵母种子液的制备：挑取斜面保藏的酿酒酵母菌种1～2环，接种至种子培养基中，于摇床振荡培养，得到酿酒酵母种子液；步骤b、酿酒酵母液态高密度培养：将酿酒酵母种子液接种至装有液态发酵培养基的反应罐中于中温、弱酸环境下培养；步骤c、高含量甘露聚糖酿酒酵母低温和双氧水胁迫培养：降低反应罐的反应温度，同时将15％～25％质量浓度的双氧水匀速流加至反应罐内，至反应罐内双氧水的终浓度达到6～10mmol/L，然后继续培养若干小时，得到发酵培养液；步骤d、酿酒酵母固态厌氧培养：将发酵培养液与固态培养基按照一定重量比混合，得到混合物，然后将混合物转移至固态发酵箱于密闭不通气状态下厌氧培养，得到培养物；步骤e、低温烘干：将培养物转移至干燥装置中，采用低温热风将培养物进行烘干，得到干燥酵母培养物；步骤f、粉碎及包装：将干燥酵母培养物粉碎、封装成袋，避光存放于阴凉干燥处。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤a中酿酒酵母菌种为CICC1355，酿酒酵母菌种的种子培养基各组份及其重量百分比为：0.5～1％酵母浸膏、0.5～1％蛋白胨、0.5～1％豆粕粉、蔗糖1～2％，其余为纯化水。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤a中摇床振荡培养的温度为30～32℃、振荡转速为200～250rpm、振荡培养时间为16～18h。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤b中酿酒酵母的液态发酵培养基各组份及其重量百分比为：0.5～1％蛋白胨，1.5～2％豆粕粉、1～1.5％玉米粉、糖蜜2～4％，其余为纯化水。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤b中反应罐内反应温度为30～32℃、pH为5.0～6.0、搅拌转速为150～250rpm、通气速率为0.5～1.0vvm、培养时间为18～20h。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤c中将反应罐内反应温度降低至24～26℃，同时通过蠕动泵将双氧水匀速流加至反应罐内；继续培养时间为4～6小时。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤d中发酵培养液与固态培养基的重量混合比为3:6～3:8，固态培养基的各组份及其重量百分比为：15～35％豆粕粉、5～10％玉米粉、55～80％小麦麸皮。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤d中固态发酵箱厌氧培养时间为24～28小时，固态发酵箱中固态发酵室的温度为30～32℃。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤e中低温热风的温度为50℃～70℃，干燥酵母培养物的含水量为13％以下，干燥酵母培养物甘露聚糖含量达到4～4.5％，水溶性蛋白达到7％～9％。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤f中使用粉碎机将干燥酵母培养物粉碎成40～60目粒度，包装机进行封装成袋，包装量为10～50Kg/袋。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：本专利技术的目的是提供一种高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法。整个生产过程采用了液态好氧-固态厌氧分阶段培养的方式；在液态好氧发酵阶段后期采用的低温和双氧水氧化胁迫培养有利于高含量甘露聚糖酿酒酵母的形成，使用该工艺生产的酵母培养物中甘露聚糖含量达到4.0～4.5％，水溶性蛋白达到7％～9％。其中的CICC1355购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心，属于《中国微生物菌种总目录》中的工业微生物菌种，菌号CICC1355中文名称：酿酒酵母，种名：Saccharomyces，属名cerevisiae，用途：饲料酵母。本专利技术的原理：首先，前期采用的液态好氧高密度发酵方式为后续阶段提供了足够数量的微生物细胞；接着采用的低温和双氧水氧化胁迫培养有利于高含量甘露聚糖酿酒酵母的形成；最后阶段的固态厌氧发酵有利于酵母充分发酵合成更为丰富的功能性成分。发酵结束后，将固态发酵培养物进行低温干燥、粉碎，即获得成品。步骤a中酿酒酵母菌种的种子培养基各组份及其重量百分比为：0.5～1％酵母浸膏、0.5～1％蛋白胨、0.5～1％豆粕粉、蔗糖1～2％，其余为纯化水。配置简易，营养价值高；步骤b中酿酒酵母的液态发酵培养基各组份及其重量百分比为：0.5～1％蛋白胨，1.5～2％豆粕粉、1～1.5％玉米粉、糖蜜2～4％，其余为纯化水，配置简易，营养丰富，其中选用的糖蜜，是一种粘稠、黑褐色、呈半流动的物体，主要含有蔗糖，蔗糖蜜中泛酸含量较高，达37mg\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法，其特征在于包括以下步骤：步骤a、酿酒酵母种子液的制备：挑取斜面保藏的酿酒酵母菌种1～2环，接种至种子培养基中，于摇床振荡培养，得到酿酒酵母种子液；步骤b、酿酒酵母液态高密度培养：将酿酒酵母种子液接种至装有液态发酵培养基的反应罐中于中温、弱酸环境下培养；步骤c、高含量甘露聚糖酿酒酵母低温和双氧水胁迫培养：降低反应罐的反应温度，同时将15％～25％质量浓度的双氧水匀速流加至反应罐内，至反应罐内双氧水的终浓度达到6～10mmol/L，然后继续培养若干小时，得到发酵培养液；步骤d、酿酒酵母固态厌氧培养：将发酵培养液与固态培养基按照一定重量比混合，得到混合物，然后将混合物转移至固态发酵箱于密闭不通气状态下厌氧培养，得到培养物；步骤e、低温烘干：将培养物转移至干燥装置中，采用低温热风将培养物进行烘干，得到干燥酵母培养物；步骤f、粉碎及包装：将干燥酵母培养物粉碎、封装成袋，避光存放于阴凉干燥处。

【技术特征摘要】
1.一种高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法，其特征在于包括以下步骤：步骤a、酿酒酵母种子液的制备：挑取斜面保藏的酿酒酵母菌种1～2环，接种至种子培养基中，于摇床振荡培养，得到酿酒酵母种子液；步骤b、酿酒酵母液态高密度培养：将酿酒酵母种子液接种至装有液态发酵培养基的反应罐中于中温、弱酸环境下培养；步骤c、高含量甘露聚糖酿酒酵母低温和双氧水胁迫培养：降低反应罐的反应温度，同时将15％～25％质量浓度的双氧水匀速流加至反应罐内，至反应罐内双氧水的终浓度达到6～10mmol/L，然后继续培养若干小时，得到发酵培养液；步骤d、酿酒酵母固态厌氧培养：将发酵培养液与固态培养基按照一定重量比混合，得到混合物，然后将混合物转移至固态发酵箱于密闭不通气状态下厌氧培养，得到培养物；步骤e、低温烘干：将培养物转移至干燥装置中，采用低温热风将培养物进行烘干，得到干燥酵母培养物；步骤f、粉碎及包装：将干燥酵母培养物粉碎、封装成袋，避光存放于阴凉干燥处。2.根据权利要求1所述的高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法，其特征在于：步骤a中酿酒酵母菌种为CICC1355，酿酒酵母菌种的种子培养基各组份及其重量百分比为：0.5～1％酵母浸膏、0.5～1％蛋白胨、0.5～1％豆粕粉、蔗糖1～2％，其余为纯化水。3.根据权利要求1所述的高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法，其特征在于：步骤a中摇床振荡培养的温度为30～32℃、振荡转速为200～250rpm、振荡培养时间为16～18h。4.根据权利要求1所述的高含量甘露聚糖酵母培养物的生产方法，其特征在于：所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金龙，王卫正，刘志勤，郭忠海，张晓腾，王增立，冯志强，褚健，
申请(专利权)人：河北斐默特生物科技有限公司，河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北;13