本發明涉及微生物發酵,具體而言,涉及一種富銅酵母的制備方法及應用。
背景技術:
1、銅是動植物必須的微量元素,一方面銅作為多種酶的輔助因子,通過影響鐵離子的吸收和代謝參與造血功能,增強機體造血機能;通過激活賴氨酰氧化酶和單氨氧化酶等促進血管和骨骼發育,維持正常的血管彈性和骨骼強度;通過激活酪氨酸酶促進黑色素形成,維持毛發的健康和光亮。另一方面銅作為抗氧化因子,具有抗應激功能,能有效清除自由基,保護細胞免受氧化脅迫損傷,在氧化脅迫損傷的防治方面發揮重要作用。此外,銅還參與調節機體的細胞免疫和體液免疫,增強免疫功能。
2、由于銅在食物中普遍存在,正常飲食人群都很少有缺銅的現象,但在一些特殊地區或一些特殊人群中仍存在銅缺乏現象。在動物飼養中常常由于日糧中銅元素的缺乏影響動物的出欄速度。目前作為銅元素補充劑的常常是無機態的銅鹽,如硫酸銅和/或氯化銅,毒副作用大,容易導致腹瀉。而且動物對這類無機態的銅吸收利用率低,為達到生理效果而采用大劑量服用,對環境造成嚴重污染。
3、酵母菌能夠通過生物吸收和生物轉化將無機態的銅轉化為具有更高生物相容性和吸收利用率的生物態銅,從而突破無機銅在實際應用中的局限性,可以在滿足生理需要的基礎上實現低劑量、高吸收和低排放;同時結合酵母菌本身豐富而均衡的營養,提高與其它營養成分的協同性和配伍性。但現有利用酵母進行有機態銅轉化效率較低,單位酵母中的含銅量較低,可能與酵母發酵的工藝及利用的酵母種類相關。因此,提供一種能夠高效進行有機態銅的轉化的酵母發酵方法對銅補充產品的生產十分重要。
技術實現思路
1、本發明的主要目的在于提供一種富銅酵母的制備方法及應用,以解決現有技術中利用酵母轉化的有機態銅的含量較低的問題。
2、為了實現上述目的,根據本發明的第一個方面,提供了一種富銅酵母的制備方法,該制備方法包括:利用已知的保藏編號為cctcc?no:m?2017781的釀酒酵母進行富銅發酵,得到富銅酵母。
3、進一步地,該制備方法包括:將活化好的釀酒酵母進行分批種子培養,得到種子培養乳;將種子培養乳進行富銅發酵培養,得到富銅酵母。
4、進一步地,分批種子培養包括:將活化好的釀酒酵母進行初級種子培養,得到初級種子培養液;將初級種子培養液接種于發酵營養液中,進行二級種子培養,得到二級種子培養液;將二級種子培養液接種于發酵營養液中,進行多次三級種子培養,得到種子培養乳。
5、進一步地,初級種子培養包括:將活化好的釀酒酵母的單菌落接種至種子培養基中,進行一級搖瓶培養,得到種子液;將種子液接種至種子培養基中,進行二級搖瓶培養,得到初級種子培養液;優選地,以質量分數計,種子培養基包括:10-13%的葡萄糖、2-4%的酵母抽提物、0.1-0.2%的kh2po4和0.1-0.2%的mgso4;優選地,種子培養基的ph值為5-6;優選地,種子培養基的體積占一級搖瓶培養和二級搖瓶培養的容器體積的40-60%;優選地,一級搖瓶培養的容器體積為500-750ml;優選地,二級搖瓶培養的容器體積5-10l;優選地,以體積分數計,種子液的接種量為1-5%;優選地,一級搖瓶培養和二級搖瓶培養的溫度為30-32℃;優選地,一級搖瓶培養和二級搖瓶培養的轉速為200-220rpm;優選地,一級搖瓶培養和二級搖瓶培養的時間為17-20h。
6、進一步地,二級種子培養包括:發酵營養液以邊培養邊流加的方式與初級種子培養液進行混合,進行二級種子培養,得到二級種子培養液;優選地,發酵營養液包括:碳源;當碳源為糖蜜時,發酵營養液還包括:氮源和磷酸鹽;當碳源為葡萄糖、果糖或蔗糖的一種或多種時,發酵營養液還包括:氮源、磷酸鹽、鎂鹽、鉀鹽、鈣鹽、鈉鹽、微量元素和維生素;優選地,氮源選自如下任意一種或多種物質:酵母抽提物、蛋白胨、玉米漿、大豆蛋白、氨水、硫酸銨、磷酸銨和磷酸二氫銨;優選地,微量元素選自如下任意一種或多種:鋅鹽、銅鹽、鎳鹽、鐵鹽、錳鹽、硼鹽、碘鹽和鎳鹽;優選地,微量元素為銅、鐵和鋅;優選地,發酵營養液的體積占二級種子培養的容器體積的40-60%;優選地,二級種子培養的容器體積為10-15l;優選地,初級種子培養液的接種量,以培養初始酵母的濕重計,為10-90g/l,優選為40-70g/l;優選地,二級種子培養的溫度為30-32℃;優選地,二級種子培養的轉速為200-220rpm;優選地,當二級種子培養液中的酵母的濕重大于150g/l時,停止二級種子培養,進行離心濃縮,得到二級種子培養液。
7、進一步地,三級種子培養包括:發酵營養液以邊培養邊流加的方式與二級種子培養液進行混合,進行三級種子培養,得到種子培養乳;優選地,進行多次三級種子培養為進行兩次三級種子培養;優選地,發酵營養液的體積占三級種子培養的容器體積的60-70%;優選地,三級種子培養的容器體積為200-360l;優選地,三級種子培養液的接種量,以培養初始酵母的濕重計,為10-90g/l,優選為40-70g/l;優選地,三級種子培養的溫度為30-32℃;優選地,三級種子培養的轉速為200-700rpm;優選地,當三級種子培養液中的酵母的濕重大于150g/l時,停止三級種子培養,進行離心濃縮。
8、進一步地,富銅發酵培養包括:發酵營養液以邊培養邊流加或分批補充的方式與種子培養乳進行混合,至富銅發酵培養的600min-960min時,停止通風與發酵營養液的添加,并向富銅發酵培養的溶液中加入含銅溶液;繼續富銅發酵培養,得到富銅酵母;優選地,通風量為150-200m3/h。
9、進一步地,種子培養乳的接種量,以培養初始酵母的濕重計,為40-70g/l;優選地,富銅發酵營養液的體積占發酵培養的容器體積的60-70%;優選地,富銅發酵培養的容器體積為10-15m3;優選地,加入含銅溶液至富銅發酵培養的溶液中的含銅濃度為500-600mg/kg為止;優選地,在加入含銅溶液之前,調節富銅發酵培養的溶液的ph值為4.5-5.5;優選地,富銅發酵培養的溫度為28-35℃;優選地,富銅發酵培養的轉速為200-700rpm;優選地,繼續富銅發酵培養,得到富銅酵母包括:當進行富銅發酵培養的培養液的體積為7.0-7.2m3時,停止富銅發酵培養,進行離心濃縮,得到酵母乳;將酵母乳進行干燥,得到富銅酵母。
10、為了實現上述目的,根據本發明的第二個方面,提供了一種富銅酵母,該富銅酵母采用上述的制備方法得到,富銅酵母中的含銅量為10000-15000mg/kg。
11、為了實現上述目的,根據本發明的第三個方面,提供了一種采用上述的制備方法得到的富銅酵母或上述的富銅酵母在食品領域、保健品領域、醫藥領域、環保領域和飼料領域中的應用。
12、應用本發明的技術方案,利用釀酒酵母(保藏編號為cctcc?no:m?2017781)能夠將含銅溶液中的無機態銅進行吸收轉化為有機態銅。利用上述方法能夠在時長較短的條件下,制備得到大量含銅量高的酵母,成本低且更利于工業化生產。
1.一種富銅酵母的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括:
2.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括:
3.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述分批種子培養包括:
4.根據權利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述初級種子培養包括:
5.根據權利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述二級種子培養包括:
6.根據權利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述三級種子培養包括:
7.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述富銅發酵培養包括:
8.根據權利要求7所述的制備方法,其特征在于,所述種子培養乳的接種量,以培養初始酵母的濕重計,為40-70g/l;
9.一種富銅酵母,其特征在于,所述富銅酵母采用權利要求1-8中任一項所述的制備方法得到,所述富銅酵母中的含銅量為10000-15000mg/kg。
10.權利要求1-8中任一項所述的制備方法得到的富銅酵母或權利要求9所述的富銅酵母在食品領域、保健品領域、醫藥領域、環保領域和飼料領域中的應用。