CN108102937A - 一种酵母培养物及其制备方法、应用 - Google Patents

一种酵母培养物及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

一种酵母培养物及其制备方法、应用，涉及酵母细胞发酵技术领域。本发明提出一种酵母培养物的制备方法，包括：将酵母菌进行菌种活化，将活化的菌种接种在液体种子培养基中培养得到发酵种子液；将发酵种子液接种在液体培养基中依次进行第一次液体有氧发酵、液体厌氧发酵和第二次液体有氧发酵，得到液体培养物；将液体培养物接种在固体培养基中进行固体厌氧发酵得到固体发酵物；将固体发酵物与外源酶混合进行厌氧自溶后进行干燥。该制备方法可提高酵母培养物的菌数含量和活性物质，提高酵母培养物的品质。

Description

一种酵母培养物及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及酵母细胞发酵技术领域，且特别涉及一种酵母培养物及其制备方法、应用。
背景技术
酵母是单细胞真核生物，体内含有丰富的蛋白质、氨基酸及核苷酸等多种营养物质，其中蛋白质含量高达其干物质的50％左右，含有人体必需的八种氨基酸，并且氨基酸比例非常接近***粮农组织推荐的理想氨基酸组成比值。酵母培养物是一种微生态制剂产品，是指将酵母接种于特定的培养基质之中，进行好氧或厌氧发酵形成的微生态产品。
酵母培养物通过其含的多种活性物质可以调节宿主免疫功能、改善动物肠道的营养、优化肠道生态平衡，能够大大增强动物肠道对营养物质的吸收，降低料肉比，提高动物的生产性能，减少抗生素使用，极大提高养殖效益，保护生态环境。
当前市场上酵母培养物产品较多，产品的质量主要受制作工艺的合理性决定。当前酵母培养物的生产工艺主要有液体发酵法和固体发酵法两种。液体发酵具有生产工艺简单、产量大特点，但存在成本高、易污染、代谢产物流失过多等缺点。固体发酵工艺则直接将发酵液接种于固体培养基上，所得发酵产物包含所有的菌体、代谢产物和培养基组分，零排放，含有丰富的营养成分，对环境污染小。同时，固体发酵原料多样，来源广泛，可以有效减少发酵成本。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种酵母发酵物的制备方法，该制备方法可提高酵母培养物的菌数含量和活性物质，提高酵母培养物的品质。
本发明的第二目的在于提供一种酵母发酵物，其具有品质好、功效强的特点。
本发明的第三目的在于提供一种酵母发酵物在制备饲料添加剂的应用。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种酵母培养物的制备方法，包括：
将酵母菌进行菌种活化，将活化的菌种接种在液体种子培养基中培养得到发酵种子液；
将发酵种子液接种在液体培养基中依次进行第一次液体有氧发酵、液体厌氧发酵和第二次液体有氧发酵，得到液体培养物；
将液体培养物接种在固体培养基中进行固体厌氧发酵得到固体发酵物；
将固体发酵物与外源酶混合进行厌氧自溶后进行干燥。
一种酵母培养物，酵母培养物由上述的酵母培养物的制备方法制得。
一种如上述的酵母培养物在制备饲料添加剂的应用。
本发明实施例的有益效果是：本公开的酵母培养物的制备方法，采用第一次液体有氧发酵、液体厌氧发酵及第二次液体有氧发酵，所得的酵母培养物菌数高、代谢产物含量高；将液体发酵工艺与固体发酵工艺结合，能够最大限度的保留液体发酵过程中产生的代谢产物，减少酵母培养物营养的流失；酵母自溶阶段采用厌氧+外源酶的方式，能够充分让酵母自溶，释放活性物质，大大提高酵母培养物营养物质的有效性。通过该制备方法制得的酵母培养物具有品质好、功效强的特点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种酵母培养物及其制备方法、应用进行具体说明。
一种酵母培养物的制备方法，包括：
将酵母菌进行菌种活化，将活化的菌种接种在液体种子培养基中培养得到发酵种子液。
其中，酵母菌的菌种活化是利用接种环将酵母菌接种于斜面培养基中进行的。进一步地，斜面培养基为PDA固体培养基。即PDA固体培养基是将土豆200g、葡萄糖20g以及琼脂粉15～20g加水定容至1000mL制得。
在本实施方式中，菌种活化的温度为28-30℃，活化时间为1-3d。
另外，在本实施方式中，酵母菌为酿酒酵母菌。酿酒酵母菌为从申请人从自然环境中筛选分离得到，具有生长活性高、产代谢物质丰富的特点。需要说明的是，酵母菌也可以是面包酵母菌。另外，酵母菌也可通过直接购买得到。
进一步地，在本实施方式中，液体种子培养基为麦芽汁培养基。麦芽汁培养基是将麦芽膏粉150g、琼脂20g以及氯霉素0.1g，加水定容至1000mL制得。另外，在本实施方式中，在液体种子培养基培养的温度为28-30℃，培养时间为1-3d，转速为160-180rpm。
将发酵种子液接种在液体培养基中依次进行第一次液体有氧发酵、液体厌氧发酵和第二次液体有氧发酵，得到液体培养物。
通过第一次液体有氧发酵，发酵种子液中的有效活性发生生物氧化，通过液体厌氧发酵，发酵种子液中的有机物分解，再进行第二次液体有氧发酵，进一步发生生物氧化。采用第一次液体有氧发酵、液体厌氧发酵及第二次液体有氧发酵，所得的酵母培养物菌数高、产量高，代谢产物含量高。
其中，液体培养基按重量百分比包括：糖蜜4-6％、玉米粉0.35-0.45％、硫酸铵0.5-0.7％、磷酸二氢钾0.05-0.15％、硫酸镁0.05-0.15％及余量的水；优选地，液体培养基的pH为7-7.2。该pH值范围内的液体培养基更有利于发酵种子液进行发酵。
进一步地，在一些实施方式中，第一次液体有氧发酵是在温度为28-30℃、通气量为1.0-1.5vvm、转速为110-150rpm的条件下发酵培养1-3d。在一些实施方式中，液体厌氧发酵是在温度为28-30℃的条件下厌氧发酵1-2d。在一些实施方式中，第二次液体有氧发酵是在温度为28-30℃、通气量为1.0-1.5vvm、转速为110-150rpm的条件下发酵培养1-3d。
进一步地，在本实施方式中，第一次液体有氧发酵的终点为菌数达到2×109CFU/mL以上，pH为4.5以下。在本实施方式中，液体厌氧发酵的终点为菌数5×109CFU/mL以上，pH为4.0以下。在本实施方式中，第二次液体有氧发酵的终点为菌数达到6×109CFU/g以上，pH为4.0以下。在本实施方式中，固体厌氧发酵的终点为菌数达到6×109CFU/g以上，pH为4.0以下。
将液体培养物接种在固体培养基中进行固体厌氧发酵得到固体发酵物。
其中，固体培养基按重量份数计包括：玉米粉40-60份、麸皮10-30份以及豆粕10-30份。在本实施方式中，固体厌氧发酵是在温度为30-40℃的条件下发酵1-3d。当温度高于40℃时，需要对发酵料进行翻抛。
本实施方式通过将液体发酵工艺与固体发酵工艺结合，能够最大限度的保留液体发酵过程中产生的代谢产物，减少酵母培养物营养的流失。
将固体发酵物与外源酶混合进行厌氧自溶后，进行干燥。
其中，外源酶为木瓜蛋白酶，厌氧自溶的步骤包括：将固体发酵物与木瓜蛋白酶按照重量比为100:0.1～0.5混合，在温度为48-52℃、厌氧的条件下使得酵母自溶。
酵母自溶阶段采用厌氧+外源酶的方式，能够充分让酵母自溶，释放活性物质，大大提高酵母培养物营养物质的有效性。
进一步地，在本实施方式中，厌氧自溶的过程是在密封不透气的编织袋中进行的，编织袋的溶剂为30L。
进一步地，在本实施方式中，干燥的温度为40-45℃。干燥后将酵母培养物进行粉碎得到粉状的酵母培养物。通过低温干燥粉碎的方式，可减少干燥粉碎过程中对活性物质造成的破坏。
一种由上述的制备方法制得的酵母培养物，其具有品质好、稳定性好、功效强的特点。
一种如上述的酵母培养物在制备饲料添加剂的应用。该酵母培养物作为饲料添加剂，可以有效改善肠道生态平衡，促进肠道吸收，提高动物生产性能，在畜禽养殖中具有广阔的应用前景。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种酵母培养物，该酵母培养物的制备方法包括以下步骤：
(1)将酿酒酵母菌种用接种环接种于斜面培养基中，在温度为28℃的条件下进行菌种活化，培养1d。其中斜面培养基是由土豆200g、葡萄糖20g以及琼脂粉20g加水定容至1000mL制得。
(2)将活化的菌种接种在液体种子培养基中，在温度为28℃，转速为160rpm的条件下培养1d得到发酵种子液。其中，液体种子培养基是由麦芽膏粉150g、琼脂20g以及氯霉素0.1g，加水定容至1000mL制得。
(3)将发酵种子液接种在液体培养基中依次进行第一次液体有氧发酵、液体厌氧发酵和第二次液体有氧发酵，得到液体培养物。
其中，第一次液体有氧发酵是在温度为28℃、通气量为1.0vvm、转速为110rpm的条件下发酵培养1d，以菌数达到2×109CFU/mL以上，pH为4.5以下为终点。液体厌氧发酵是在温度为28℃的条件下厌氧发酵1d，以菌数5×109CFU/mL以上，pH为4.0以下为终点。第二次液体有氧发酵是在温度为28℃、通气量为1.0vvm、转速为110rpm的条件下发酵培养1d，以菌数达到6×109CFU/g以上，pH为4.0以下为终点。
液体培养基按重量百分比计包括：糖蜜4％、玉米粉0.35％、硫酸铵0.5％、磷酸二氢钾0.05％、硫酸镁0.05％及余量的水，液体培养基的pH为7。
(4)将液体培养物接种在固体培养基中，在30℃的条件下进行固体厌氧发酵1d，高于40℃时对发酵料进行翻抛，得到固体发酵物。
其中，固体培养基为：玉米粉40重量份、麸皮30重量份、豆粕30重量份。
(5)将固体发酵物与木瓜蛋白酶按照重量比为100:0.1混合，装入30L密封不透气的编织袋中，在50℃的温度下进行厌氧自溶1d，然后在40℃的条件下干燥，然后粉碎得制品。
实施例2
本实施例提供一种酵母培养物，该酵母培养物的制备方法包括以下步骤：
(1)将酿酒酵母菌种用接种环接种于斜面培养基中，在温度为30℃的条件下进行菌种活化，培养2d。其中斜面培养基是由土豆200g、葡萄糖20g以及琼脂粉20g加水定容至1000mL制得。
(2)将活化的菌种接种在液体种子培养基中，在温度为30℃，转速为170rpm的条件下培养2d得到发酵种子液。其中，液体种子培养基是由麦芽膏粉150g、琼脂20g以及氯霉素0.1g，加水定容至1000mL制得。
(3)将发酵种子液接种在液体培养基中依次进行第一次液体有氧发酵、液体厌氧发酵和第二次液体有氧发酵，得到液体培养物。
其中，第一次液体有氧发酵是在温度为29℃、通气量为1.3vvm、转速为130rpm的条件下发酵培养2d，以菌数达到2×109CFU/mL以上，pH为4.5以下为终点。液体厌氧发酵是在温度为29℃的条件下厌氧发酵1.5d，以菌数5×109CFU/mL以上，pH为4.0以下为终点。第二次液体有氧发酵是在温度为29℃、通气量为1.3vvm、转速为130rpm的条件下发酵培养2d，以菌数达到6×109CFU/g以上，pH为4.0以下为终点。
液体培养基按重量百分比计包括：糖蜜5％、玉米粉0.4％、硫酸铵0.6％、磷酸二氢钾0.1％、硫酸镁0.1％及余量的水，液体培养基的pH为7.1。
(4)将液体培养物接种在固体培养基中，在35℃的条件下进行固体厌氧发酵3d，高于40℃时对发酵料进行翻抛，得到固体发酵物。
其中，固体培养基为：玉米粉50重量份、麸皮20重量份、豆粕20重量份。
(5)将固体发酵物与木瓜蛋白酶按照重量比为100:0.3混合，装入30L密封不透气的编织袋中，在50℃的温度下进行厌氧自溶1.5d，然后在43℃的条件下干燥，然后粉碎得制品。
实施例3
本实施例提供一种酵母培养物，该酵母培养物的制备方法包括以下步骤：
(1)将酿酒酵母菌种用接种环接种于斜面培养基中，在温度为29℃的条件下进行菌种活化，培养3d。其中斜面培养基是由土豆200g、葡萄糖20g以及琼脂粉20g加水定容至1000mL制得。
(2)将活化的菌种接种在液体种子培养基中，在温度为29℃，转速为180rpm的条件下培养3d得到发酵种子液。其中，液体种子培养基是由麦芽膏粉150g、琼脂20g以及氯霉素0.1g，加水定容至1000mL制得。
(3)将发酵种子液接种在液体培养基中依次进行第一次液体有氧发酵、液体厌氧发酵和第二次液体有氧发酵，得到液体培养物。
其中，第一次液体有氧发酵是在温度为30℃、通气量为1.0vvm、转速为150rpm的条件下发酵培养3d，以菌数达到2×109CFU/mL以上，pH为4.5以下为终点。液体厌氧发酵是在温度为30℃的条件下厌氧发酵2d，以菌数5×109CFU/mL以上，pH为4.0以下为终点。第二次液体有氧发酵是在温度为30℃、通气量为1.5vvm、转速为150rpm的条件下发酵培养3d，以菌数达到6×109CFU/g以上，pH为4.0以下为终点。
液体培养基按重量百分比计包括：糖蜜6％、玉米粉0.45％、硫酸铵0.7％、磷酸二氢钾0.15％、硫酸镁0.15％及余量的水，液体培养基的pH为7.2。
(4)将液体培养物接种在固体培养基中，在40℃的条件下进行固体厌氧发酵1d，高于40℃时对发酵料进行翻抛，得到固体发酵物。
其中，固体培养基为：玉米粉60重量份、麸皮30重量份、豆粕30重量份。
(5)将固体发酵物与木瓜蛋白酶按照重量比为100:0.5混合，装入30L密封不透气的编织袋中，在52℃的温度下进行厌氧自溶，然后在45℃的条件下干燥，然后粉碎得制品。
实施例4
本实施例提供一种酵母培养物，该酵母培养物的制备方法包括以下步骤：
(1)将酿酒酵母菌种用接种环接种于斜面培养基中，在温度为29℃的条件下进行菌种活化，培养2d。其中斜面培养基是由土豆200g、葡萄糖20g以及琼脂粉15g加水定容至1000mL制得。
(2)将活化的菌种接种在液体种子培养基中，在温度为30℃，转速为170rpm的条件下培养1d得到发酵种子液。其中，液体种子培养基是由麦芽膏粉150g、琼脂20g以及氯霉素0.1g，加水定容至1000mL制得。
(3)将发酵种子液接种在液体培养基中依次进行第一次液体有氧发酵、液体厌氧发酵和第二次液体有氧发酵，得到液体培养物。
其中，第一次液体有氧发酵是在温度为30℃、通气量为1.0vvm、转速为110rpm的条件下发酵培养3d，以菌数达到2×109CFU/mL以上，pH为4.5以下为终点。液体厌氧发酵是在温度为30℃的条件下厌氧发酵2d，以菌数5×109CFU/mL以上，pH为4.0以下为终点。第二次液体有氧发酵是在温度为30℃、通气量为1.5vvm、转速为110rpm的条件下发酵培养3d，以菌数达到6×109CFU/g以上，pH为4.0以下为终点。
液体培养基按重量百分比计包括：糖蜜5％、玉米粉0.45％、硫酸铵0.6％、磷酸二氢钾0.1％、硫酸镁0.15％及余量的水，液体培养基的pH为7.2。
(4)将液体培养物接种在固体培养基中，在30℃的条件下进行固体厌氧发酵1d，高于40℃时对发酵料进行翻抛，得到固体发酵物。
其中，固体培养基为：玉米粉50重量份、麸皮10重量份、豆粕10重量份。
(5)将固体发酵物与木瓜蛋白酶按照重量比为100:0.5混合，装入30L密封不透气的编织袋中，在48℃的温度下进行厌氧自溶，然后在40℃的条件下干燥，然后粉碎得制品。
对比例1
对比例1的酵母培养物的制备方法与实施例1的酵母培养物的制备方法基本相同，其不同之处仅在于对比例1的步骤(4)中，固体培养基为：玉米粉70重量份、麸皮20重量份、豆粕10重量份，固体厌氧发酵的温度为50℃，时间为5d，在高于45℃时对发酵料进行翻抛。
对比例2
对比例1的酵母培养物的制备方法与实施例2的酵母培养物的制备方法基本相同，其不同之处仅在于对比例2的步骤(5)中，固体发酵物与木瓜蛋白酶按照重量比为100:0.1混合，干燥的温度为55℃。
试验例
将实施例1-3和对比例1-2制备得到的酵母培养物进行动物试验，取4周龄左右，平均体重为7.5kg左右的断奶仔猪共计60头，每10头断奶仔猪分为一组，共计6组，分别为实验组1-5和空白组，实验组1-5所采食的饲料为分别添加有实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2的酵母培养物的饲料，每吨饲料里添加5kg上述对应的酵母培养物，空白组所采食的饲料无添加酵母培养物，饲料的其他成分均能相同，测定实验组1-5和空白组的断奶仔猪的日采食量，试验数据请参见表1。
表1断奶仔猪日采食量数据对照表
请参见表1的测试结果，从实验组1-3的数据可以看出，本发明实施例的酵母培养物添加到断奶生仔猪的日粮中后，从试验第4天，断奶仔猪的平均日采食量均在0.60kg以上，随着饲喂日龄的增加，日采食量随之增加，当日龄达到36d时，仔猪的最高平均日采食量可达1.36kg，最低也可达1.29kg。
通过对比实验组1-3与实验组4-5、空白组的结果可以看出，实验组1-3的采食量均高于4-5和空白组。实验组4-5的采食量与空白组无明显差异。表明了本发明的实施例制得的酵母培养物能够显著提高仔猪的日采食量，对于仔猪的生长具有显著的促进作用。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种酵母培养物的制备方法，其特征在于，包括：
将酵母菌进行菌种活化，将活化的菌种接种在液体种子培养基中培养得到发酵种子液；
将所述发酵种子液接种在液体培养基中依次进行第一次液体有氧发酵、液体厌氧发酵和第二次液体有氧发酵，得到液体培养物；
将所述液体培养物接种在固体培养基中进行固体厌氧发酵得到固体发酵物；
将所述固体发酵物与外源酶混合进行厌氧自溶后，进行干燥。
2.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述酵母菌的菌种活化是利用接种环将所述酵母菌接种于斜面培养基中进行的；优选地，所述斜面培养基为PDA固体培养基；所述菌种活化的温度为28-30℃，活化时间为1-3d。
3.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述液体种子培养基为麦芽汁培养基，在所述液体种子培养基培养的温度为28-30℃，培养时间为1-3d。
4.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述液体培养基按重量百分比包括：糖蜜4-6％、玉米粉0.35-0.45％、硫酸铵0.5-0.7％、磷酸二氢钾0.05-0.15％、硫酸镁0.05-0.15％及余量的水；优选地，所述液体培养基的pH为7-7.2。
5.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述第一次液体有氧发酵是在温度为28-30℃、通气量为1.0-1.5vvm的条件下发酵培养1-3d；优选地，所述液体厌氧发酵是在温度为28-30℃的条件下厌氧发酵1-2d；优选地，所述第二次液体有氧发酵是在温度为28-30℃、通气量为1.0-1.5vvm的条件下发酵培养1-3d。
6.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述第一次液体有氧发酵的终点为菌数达到2×109CFU/mL以上，pH为4.5以下；优选地，所述液体厌氧发酵的终点为菌数5×109CFU/mL以上，pH为4.0以下；优选地，所述第二次液体有氧发酵的终点为菌数达到6×109CFU/g以上，pH为4.0以下；优选地，所述固体厌氧发酵的终点为菌数达到6×109CFU/g以上，pH为4.0以下。
7.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述固体培养基按重量份数计包括：玉米粉40-60份、麸皮10-30份以及豆粕10-30份；优选地，所述固体厌氧发酵是在温度为30-40℃的条件下发酵1-3d。
8.根据权利要求1所述的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述外源酶为木瓜蛋白酶，所述厌氧自溶的步骤包括：将所述固体发酵物与所述木瓜蛋白酶按照重量比为100:0.1～0.5混合，在温度为48-52℃、厌氧的条件下使得酵母自溶。
9.一种酵母培养物，其特征在于，所述酵母培养物由权利要求1-8任一项所述的酵母培养物的制备方法制得。
10.一种如权利要求9所述的酵母培养物在制备饲料添加剂的应用。
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