一种双价酵母菌细胞的破壁方法技术

本发明专利技术公开了一种双价酵母菌细胞的破壁方法，包括如下步骤：S1、菌种选育；S2、培养；S3、酶解；S4、钝化与干燥；S5、机械温和破碎。首先选育、培养生长快且生物量和代谢物量高的酵母菌种，这种酵母的细胞壁薄厚适中。利用这种菌种，依据发酵工艺原理确定高生物量和胞内活性代谢物的工艺；根据酵母细胞壁的特殊结构，选择合适的酶，通过酶蚀将酵母细胞壁打上孔或蚀痕，以便在较低离心力撞击下，使细胞沿孔或痕破裂；破裂的细胞未受到高温、高热的影响，活性物质未损失，再采用低温闪蒸式干燥，获得成品。

Wall breaking method of bivalent yeast cell

The invention discloses a wall breaking method for bivalent yeast cells, which comprises the following steps: S1, strain breeding, S2, culture, S3, enzymolysis, S4, passivation and drying; S5 and mechanical mild crushing. First of all, the growth of yeast breeding cultivation and biomass and metabolites of high amount of the yeast cell wall Bohou moderate. By using the technology of high strain, biomass and intracellular metabolites are determined based on the principle of fermentation process; according to the special structure of yeast cell wall, select the appropriate enzyme, enzyme inhibition by the yeast cell wall will hit the hole or erosion, so that the impact of low centrifugal force, the cell rupture along the hole or mark; effect of rupture of the cell under high temperature, high fever, without loss of active substances, with low flash drying to obtain the product.

【技术实现步骤摘要】
一种双价酵母菌细胞的破壁方法
本专利技术涉及生物
，尤其涉及一种双价酵母菌细胞的破壁方法。
技术介绍
抗生素等药物作为饲料添加剂曾一度开创了饲料工业的革命，为畜牧业的发展作出了不可磨灭的贡献。但是，随着科学研究的不断深入，人们发现抗生素长期大量使用会导致细菌产生耐药性、造成动物机体免疫力下降、引发畜禽内源性感染和二重感染，并在畜禽产品和环境中造成残留等。因而，寻求和开发无污染、无残留、安全可靠的绿色饲料添加剂替代抗生素已成为国内外学者当前研究的热点。酵母源(生物饲料)作为一类天然的绿色生物饲料添加剂，在改善动物消化道健康、强化动物免疫水平、减少动物应激、稳定饲料质量、提高畜禽产品的质量等诸多方面有着良好的应用前景。但是，以前畜牧行业所应用的都是一些诸如酵母单细胞蛋白或一些酒糟类酵母加工的初级产品或工业副产品，虽然其效果已经得到认可，但这些产品作为饲料添加剂，种类过于单一且在质量上又缺少规范性，因此远未发挥出酵母生物饲料的应有价值，更无法真正替代抗生素类饲料添加剂，市场前景和实际应用价值有限，致使畜禽产品的产量和质量无法得到真正的改善，严重制约了我国畜禽肉类产品的出口。以往的酵母生物饲料其在应用上总是侧重单方面的营养功能或是其活性物质生理功能。并未全面发挥出酵母细胞本身所具有的高营养和高活性物质生理功能的优势，从而使在实际的畜禽养殖中需要添加多种添加剂以满足动物营养和其它生理调节的双向需要，这无疑增加了饲养成本且多种类的饲料添加剂给畜禽养殖户带来不便。而双价酵母技术正是基于对酵母的营养功能和活性物质生理功能的最大化发挥而提出的。顾名思义：“双价”酵母其“一价”即为胞内活性物质，“另一价”为营养物质，是通过新型的酵母细胞破壁技术而得到的高活性、全营养的酵母源物质。其在发酵工艺和下游提取技术上的改进和创新，使酵母细胞在保留营养成分的基础上最大限度的降低了胞内活性物质的损失，使酵母细胞在水产、畜禽饲养中发挥双价功能。从而降低了饲养成本，提高畜禽肉类的品质并使真正替代抗生素类药物成为可能，达到绿色无公害化养殖之目的。酵母细胞的细胞壁主要成分为多糖(85％～90％)和蛋白质(10％～15％),其中多糖是由甘露聚糖、β-葡聚糖和少量的几丁质等组成。处于细胞壁内层的β-葡聚糖与几丁质共价相连起到细胞骨架的作用；而外层的甘露聚糖与中层蛋白质中的丝氨酸或苏氨酸以O-糖苷键相连接，形成的甘露糖蛋白覆盖于细胞表面，给予酵母细胞一定的韧性。酵母细胞壁独特的结构致使其破壁不易，给酵母活性物质的分离提取带来不少的困难。以往的破壁方法如研磨法、冻融法、酸碱法、高压均质法等，研磨法料液损失比较严重，且由于机械产热，即使附有冷却设备，胞内活性成分仍会有较大损失；冻融法该方法对细胞损害较为严重，且操作复杂费时；酸碱法有一定的污染和不利于下游分离等缺点；高压匀质法易将细胞撞击，导致底物流失。每种破碎方法都有一定的局限性，具体选择什么样的破壁方法要根据具体情况而定。且对酵母细胞的破壁效果不理想，并且有些方法还会破坏胞内生物大分子物质的活性。为了加速酵母细胞壁的破裂，增加目的产物提取率及保证胞内生理物质的活性，将上述方法结合使用是现在普遍进行探索采用的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种双价酵母菌细胞的破壁方法，实现了加速酵母细胞壁的破裂、增加目的产物提取率及保证细胞内生理物质的活性作用。双价酵母活性成分的应用：(1)作为蛋白来源，为动物提供营养；(2)改善动物消化道健康，提高动物生产性能；(3)改善动物的免疫机能，提高动物的抗应激能力；(4)稳定饲料质量，提高养殖效果。本专利技术采用的技术手段如下：一种双价酵母菌细胞的破壁方法，包括如下步骤：S1、菌种选育：选取活化斜面上的原始酵母菌株，接种入YEPD固体培养基中培养扩增，将扩增后的酵母菌株转接至淀粉培养基中，筛选优势酵母菌株；S2、培养：首先将S1得到的酵母菌株接种至种子培养基中，旋转式振动培养，其次再接种至摇瓶培养基中，旋转式振动培养，最后在置有固体发酵培养基的培养池中进行发酵；S3、酶解：采用复合酶对S2中的酵母菌株细胞壁进行酶解，所述复合酶为甘露聚糖酶、蛋白酶和β-1，3-葡聚糖酶；S4、钝化与干燥：S3中经过酶解打孔后的酵母菌株采用闪蒸法进行低温干燥；S5、机械温和破碎：将干燥钝化后的酵母菌株装入离心式粉碎机，进行细胞破碎。优选地，所述步骤S1中，原始酵母菌株为产朊假丝酵母、酿酒酵母、白地霉、热带假丝酵母和酿酒酵母。优选地，所述步骤S1中，所述YEPD固体培养基：酵母膏0.5～1.5％，蛋白胨1.0～3.0％，葡萄糖1.0～3.0％，琼脂1.5～2.0％；所述淀粉培养基：酵母膏0.5～1.5％，蛋白胨1.0～3.0％，淀粉1.0～2.0％，琼脂1.5～2.0％。优选地，所述步骤S2中，所述种子培养基：淀粉1.0～3.0％，蛋白胨0.1～1.0％，麦芽汁0.1～0.5％，酵母膏0.1～0.5％；所述摇瓶培养基：淀粉5.0～10.0％，酵母膏0.5～1.5％，尿素0.1～1.0％，硫酸镁0.01～0.10％，氯化钠0.005～0.015％，氯化钙0.005～0.015％，磷酸二氢钾0.005～0.015％；所述固体发酵培养基：麸皮50～80％，玉米粉10～15％，豆粕粉25～30％，碳酸钙1～6％，硫酸铵0.1～1.0％，硫酸镁0.01～0.10％，硫酸锰0.001～0.01％。优选地，发酵pH值为4.0～6.0，发酵时间为35～40h，发酵温度为25～35℃。优选地，培养池的通气量为30～90m3/min。优选地，所述步骤S2中固体发酵培养基中，还包括磷酸氢二钾0.05～0.15％，磷酸二氢钾0.5～1.5％，硫酸铵0.1～1.0％，钙锰锌镁盐0.1～0.5％。优选地，所述步骤S3中，所述复合酶为甘露聚糖酶、蛋白酶和β-1，3-葡聚糖酶的质量比为1～3:1：2～4。优选地，所述步骤S4中，干燥温度为50～65℃。优选地，所述离心式粉碎机的外围筛网目数为60～100。采用本专利技术所提供的一种双价酵母菌细胞的破壁方法，具有以下有益效果：在培养的过程中，通过简单易得的培养基选育了细胞壁厚度适中、大小均一、敏感易被相应的酶穿孔的筛选菌株，为下一工序提供了良好的优势菌种；通过发酵过程是细胞内活性物质开始大量富集，实现二次快速生长繁殖；将酵母细胞壁进行酶解打孔，然后通过离心式粉碎机的剪切、离心撞击，轻易地使酵母破壁，是破壁与粉碎一步法完成，通过低温干燥减少破壁成本与活性物质的高热等情况下损失。通过酶解及机械法相结合的形式，加速了酵母细胞壁破裂，使得酵母细胞内的生理活性物质也能顺利地、高保留地溶出细胞内，不仅增加产物提取率及保证细胞内生理物质的活性，其中生理物质的活性含量大于90％，能够在水产、畜禽饲养中发挥“双价”功能。附图说明图1为本专利技术发酵过程中pH值的控制示意图；图2为本专利技术发酵过程中通气量对酵母活性物质含量的影响示意图；图3为本专利技术复合酶配比对酵母菌细胞破壁率示意图；图4为本专利技术酶解pH值对酵母菌细胞破壁率示意图；图5为本专利技术酶解温度对酵母菌细胞破壁率示意图；图6为本专利技术粉碎机外围筛网目数对酵母菌细胞破壁率示意图；图7为本专利技术粉碎机转速对酵母菌细胞破壁率示意图。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双价酵母菌细胞的破壁方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、菌种选育：选取活化斜面上的原始酵母菌株，接种入YEPD固体培养基中培养扩增，将扩增后的酵母菌株转接至淀粉培养基中，筛选优势酵母菌株；S2、培养：首先将S1得到的酵母菌株接种至种子培养基中，旋转式振动培养，其次再接种至摇瓶培养基中，旋转式振动培养，最后在置有固体发酵培养基的培养池中进行发酵；S3、酶解：采用复合酶对S2中的酵母菌株细胞壁进行酶解，所述复合酶为甘露聚糖酶、蛋白酶和β‑1，3‑葡聚糖酶；S4、钝化与干燥：S3中经过酶解打孔后的酵母菌株采用闪蒸法进行低温干燥；S5、机械温和破碎：将干燥钝化后的酵母菌株装入离心式粉碎机，进行细胞破碎。

【技术特征摘要】
1.一种双价酵母菌细胞的破壁方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、菌种选育：选取活化斜面上的原始酵母菌株，接种入YEPD固体培养基中培养扩增，将扩增后的酵母菌株转接至淀粉培养基中，筛选优势酵母菌株；S2、培养：首先将S1得到的酵母菌株接种至种子培养基中，旋转式振动培养，其次再接种至摇瓶培养基中，旋转式振动培养，最后在置有固体发酵培养基的培养池中进行发酵；S3、酶解：采用复合酶对S2中的酵母菌株细胞壁进行酶解，所述复合酶为甘露聚糖酶、蛋白酶和β-1，3-葡聚糖酶；S4、钝化与干燥：S3中经过酶解打孔后的酵母菌株采用闪蒸法进行低温干燥；S5、机械温和破碎：将干燥钝化后的酵母菌株装入离心式粉碎机，进行细胞破碎。2.根据权利要求1所述的一种双价酵母菌细胞的破壁方法，其特征在于，所述步骤S1中，原始酵母菌株为产朊假丝酵母、酿酒酵母、白地霉、热带假丝酵母和酿酒酵母。3.根据权利要求1所述的一种双价酵母菌细胞的破壁方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述YEPD固体培养基：酵母膏0.5～1.5％，蛋白胨1.0～3.0％，葡萄糖1.0～3.0％，琼脂1.5～2.0％；所述淀粉培养基：酵母膏0.5～1.5％，蛋白胨1.0～3.0％，淀粉1.0～2.0％，琼脂1.5～2.0％。4.根据权利要求1所述的一种双价酵母菌细胞的破壁方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述种子培养基：淀粉1.0～3.0％，蛋白胨0.1～1.0％，麦芽汁0.1～0.5％，酵母膏0.1～0.5％；所述摇瓶培...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗研华，
申请(专利权)人：海南正强超越生化技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：海南,46