CN110903990A - 富硒酵母及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种富硒酵母及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：在发酵体系中进行酵母发酵，其中发酵体系包括酵母细胞和发酵培养液，发酵培养液以流加或批加的方式加入发酵体系中，并且控制发酵体系中的硒含量为50～200ppm，发酵培养液包括碳源、氮源、磷源、氨基酸、营养元素盐和硒原料，其中，硒原料包括***钠。上述制备方法在发酵过程中添加包含特定种类的硒原料的酵母培养液，同时在发酵过程中控制发酵体系中的硒含量，使得制备出的富硒酵母中的硒含量高达4000ppm，营养均衡且丰富，容易消化吸收。该制备方法工艺简单，原料价格低廉，可大规模生产，此外在制备高硒含量的富硒酵母时有效地降低了废水环保处理的压力。

Description

富硒酵母及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体而言，涉及一种富硒酵母及其制备方法。
背景技术
硒酵母作为一种富含有机硒制品，在当代生产、生活中广泛使用。现有技术中硒酵母的总硒含量一般在2000mg/kg左右，硒含量难以得到进一步提高，原因是在其制备过程中有较多硒原料不被充分吸收，这也会造成生产企业较高成本和环保负担，此外不被生物转化的无机硒的毒害作用十分强烈。并且，在总硒含量不高的情况下，硒蛋白含量比例也偏低，从而直接影响富硒酵母产品的品质。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种富硒酵母及其制备方法，以解决现有技术中富硒酵母中的硒含量较低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种富硒酵母的制备方法，包括以下步骤：在发酵体系中进行酵母发酵，其中发酵体系包括酵母细胞和发酵培养液，发酵培养液以流加或批加的方式加入发酵体系中，并且控制发酵体系中的硒含量为50～200ppm，发酵培养液包括碳源、氮源、磷源、氨基酸、营养元素盐和硒原料，其中，硒原料包括***钠。
进一步地，发酵培养液以流加的方式加入发酵体系中，优选硒含量为80～150ppm。
进一步地，将发酵培养液加入发酵容器中形成发酵体系，以发酵容器的容积为350m3为基准，发酵培养液的流加量为3～15kg/小时。
进一步地，发酵培养液中硒原料的含量为0.002～0.007wt％。
进一步地，发酵培养液中氨基酸的含量为0.02～0.15wt％，优选氨基酸包括甘氨酸、半胱氨酸和谷氨酸钠中的任一种或多种。
进一步地，发酵的发酵时间为16～30h。
进一步地，在发酵的过程中调整发酵体系的pH为3.5～6.4，调整温度至30～33℃。
进一步地，在发酵的步骤之前，制备方法还包括将酵母细胞逐级扩大培养以得到初始菌体液的步骤。
进一步地，初始菌体液中酵母细胞的含量为1～1.5wt％。
进一步地，在发酵培养的步骤之后得到发酵液，制备方法还包括将发酵液分离浓缩并干燥粉碎，得到富硒酵母。
根据本发明的另一方面，提供了一种富硒酵母，该富硒酵母中的硒含量为4000ppm以上，富硒酵母中的硒以硒代蛋氨酸存在的重量比例大于50％。
应用本发明的技术方案，提供了一种富硒酵母的制备方法，该制备方法在发酵过程中添加包含特定种类的硒原料的酵母培养液，同时在发酵过程中控制发酵体系中的硒含量，使得制备出的富硒酵母中的硒含量高达4000ppm，营养均衡且丰富，容易消化吸收。该制备方法工艺简单，原料价格低廉，可大规模生产，此外在制备高硒含量的富硒酵母时有效地降低了废水环保处理的压力。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术所介绍的，现有技术中富硒酵母中的硒含量较低，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种富硒酵母的制备方法，包括以下步骤：在发酵体系中进行酵母发酵，其中发酵体系包括酵母细胞和发酵培养液，发酵培养液以流加或批加的方式加入发酵体系中，并且控制发酵体系中的硒含量为50～200ppm，发酵培养液包括碳源、氮源、磷源、硒原料、营养元素盐和氨基酸，其中，硒原料包括***钠。
该制备方法在发酵过程中添加包含特定种类的硒原料的酵母培养液，同时在发酵过程中控制发酵体系中的硒含量，使得制备出的富硒酵母中的硒含量高达4000ppm，营养均衡且丰富，容易消化吸收。该制备方法工艺简单，原料价格低廉，可大规模生产，此外在制备高硒含量的富硒酵母时有效地降低了废水环保处理的压力。
下面将更详细地描述根据本发明提供的富硒酵母的制备方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
在发酵体系中进行酵母发酵，发酵培养液以流加或批加的方式加入发酵体系中，控制发酵体系中的硒含量为50～200ppm，得到发酵液，上述酵母细胞可以选自适合高硒含量的酵母菌种，且在将酵母细胞发酵培养的步骤之前，可以先将酵母细胞逐级扩大培养，可以将选育的一种或多种适合高硒含量的酵母菌种通过卡式罐养得到约10L的初始菌体液，然后将初始菌体液发酵培养。
优选地，通过上述将酵母细胞逐级扩大培养的步骤，得到酵母细胞的含量为1～1.5％的初始菌体液，并采用该初始菌体液进行发酵培养。具有上述细胞含量的初始菌体液有利于酵母细胞的发酵培养，从而能够提高酵母细胞对无机硒盐的吸收利用能力。
为了使酵母细胞在上述发酵培养的过程中生长和繁殖，需要加入发酵培养液，发酵培养液包括硒原料，该硒原料为***钠。本发明采用的上述硒原料种类更有利于酵母细胞的吸收，从而得到高硒含量的酵母。
较高硒浓度可能会使得酵母细胞受到抑制，阻断酵母自身新陈代谢过程，不利于积累有机硒含量，从而影响产量，而硒浓度较低会使得发酵培养后的酵母细胞难以达到的较高的硒含量，因此为了得到更高硒含量的酵母，优选地，在发酵培养的过程中含有硒原料的发酵培养液以连续流加的方式加入发酵体系中，以控制发酵体系的硒含量为50～200ppm。具体地，可以通过向发酵容器中不断流加发酵培养液，同时采用流量计实时监测发酵培养液的流加量，并定期从发酵体系中取样以对硒含量进行检测，从而在发酵过程中根据检测的硒含量对发酵培养液的流加量进行调整，以保证将发酵体系的硒含量维持在50～200ppm的范围内。更为优选地，控制发酵体系的硒含量为80～150ppm。
使发酵培养过程中发酵体系的硒含量能够控制在50～200ppm的方式有多种，比如前述的通过流加或者批加发酵培养液的方式，在一种优选的实施方式中，将发酵培养液以流加的方式加入发酵容器中形成发酵体系，以发酵容器的容积为350m3为基准，发酵培养液的流加量为3～15kg/小时。可以通过不断调整发酵培养液中硒原料的含量，以维持发酵体系中的硒含量，更为优选地，流加的发酵培养液中硒原料的含量为0.002～0.007wt％。
除了上述硒含量，上述发酵培养液还包括氨基酸，优选地，上述氨基酸包括甘氨酸、半胱氨酸、谷氨酸钠等。采用上述种类的氨基酸更有利于酵母细胞代谢和内含物的积累，从而提高对无机硒盐的吸收利用能力。更为优选地，发酵培养液中氨基酸的含量为0.02～0.15wt％。
除上述硒原料和氨基酸外，上述发酵培养液还包括碳源、氮源、磷源和营养元素盐，本领域技术人员可以根据现有技术对上述组分的种类进行合理选取，如上述碳源可以为水解糖、甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜中的至少一种，上述氮源可以为氨水、硫酸铵和磷酸氢二铵中的至少一种，上述磷源可以为磷酸氢二铵和/或磷酸；上述营养元素盐使得到的富硒酵母营养更加多元化，可以包括但不限于硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸镁、硫酸锌、氯化钙、泛酸钙、氯化钠、氯化锌、氯化镁和硫化钾中的任一种或多种。
优选地，上述酵母发酵的发酵时间为16～30h；并且，优选地，在上述酵母发酵的过程中调整发酵体系的pH为3.5～6.4，调整温度至30～33℃。采用上述优选的工艺条件能够有利于酵母细胞的生长和繁殖。
在上述对酵母细胞发酵的步骤之后，还可以将得到的发酵液分离浓缩并干燥粉碎，得到富硒酵母的干粉产品。可以通过高转速离心分离机进行发酵液的浓缩分离，再通过喷雾干燥塔进行干燥成粒，得到上述干粉产品；优选地，上述离心分离机的浓缩效率大于3，分离流量接近200m3/h；采用喷雾干燥塔能够将液态硒酵母快速干燥成粒，并使得干粉产品具备良好的均一性、流动性和溶解性。
根据本发明的另一方面，提供了一种富硒酵母，该富硒酵母为采用上述任一种方法制备而成，其中富硒酵母中的硒含量为4000ppm以上，且富硒酵母中的硒以硒代蛋氨酸存在的重量比例大于50％。
以下结合具体实施例对本发明的上述富硒酵母的制备方法作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种富硒酵母的制备方法，包括以下步骤：
选育酵母菌种Fx-2，通过卡式罐培养得到10L的初始菌体液，进一步扩大培养，其间通过一次分离除杂，继续扩大培养到体积约200m3的初始菌体液，菌种量质量含量为0.6％，然后将以上发酵液进行分离浓缩，得到适合硒酵母发酵使用的菌种种子备用；
将菌种接入350m3的发酵罐内，通过流加***钠和氨基酸，同时补给碳源、氮源、磷源和营养元素盐，并向发酵罐中充分供氧，培养温度为35℃，pH值为6.0～6.5，培养时间为25小时，发酵培养液中的碳源为水解糖，氮源为硫酸铵，磷源为磷酸氢二铵，氨基酸为半胱氨酸、甘氨酸、谷氨酸钠，发酵培养液中***钠的含量为0.0032～0.0055％，氨基酸的含量为0.04～0.09％，碳源的含量为15.1～17.2％，氮源的含量为2.3～3.1％，磷源的含量为0.1～0.2％，营养元素盐的含量为2.0～2.3％，营养元素盐中的添加种类包括硫酸铜、硫酸镁、硫酸亚铁和硫酸锰等。其余为水和微量维生素，控制发酵培养液的流加量为8～10kg/小时，使发酵体系内内硒含量在50～200ppm的范围内。
将发酵培养得到的酵母发酵液通过离心机进行固液分离，收集发酵乳。将分离得到的发酵乳在160℃喷雾干燥得到粉状富硒酵母。
实施例2
本实施例提供的富硒酵母的制备方法与实施例1的区别在于：
初始菌体液中所述酵母细胞的含量为1％。
实施例3
本实施例提供的富硒酵母的制备方法与实施例1的区别在于：
初始菌体液中所述酵母细胞的含量为1.5％。
实施例4
本实施例提供的富硒酵母的制备方法与实施例1的区别在于：
发酵培养液中***钠流加量为12～15kg/小时，发酵培养液中***钠的含量为0.0021～0.003wt％，氨基酸的含量为0.02～0.052wt％。
实施例5
本实施例提供的富硒酵母的制备方法与实施例1的区别在于：
硒原料的流加量为3～6kg/小时，发酵培养液中***钠的含量为0.0056～0.007wt％，氨基酸的含量为0.096～0.15wt％。
实施例6
本实施例提供的富硒酵母的制备方法与实施例1的区别在于：
调整所述发酵培养液的pH为3.5～5.0，调整温度至30℃。
实施例7
本实施例提供的富硒酵母的制备方法与实施例1的区别在于：
调整所述发酵培养液的pH为5.5～6.4，调整温度至33℃。
对比例1
本对比例提供的富硒酵母的制备方法与实施例1的区别在于：
硒原料为硒酸钠，
对比例2
本实施例提供的富硒酵母的制备方法与实施例1的区别在于：
发酵过程***钠流加量为1kg/小时，使其发酵液内硒含量在小于50ppm的范围内。
对比例3
本实施例提供的富硒酵母的制备方法与实施例1的区别在于：
发酵过程中***钠的流加量为20kg/小时，使其控制在大于200ppm的范围内。
对上述实施例1～7和对比例1～3中粉状富硒酵母的硒含量进行检测，结果如表1所示。
表1
/ 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
硒含量 4033ppm 4521ppm 4382ppm 4623ppm 4219ppm
/ 实施例6 实施例7 对比例1 对比例2 对比例3
硒含量 4233ppm 4225ppm 581ppm 1232ppm 3565ppm
从上表可以看出，相比于对比例1～3，实施例1～7中的富硒酵母具有更高的硒含量，且硒含量均高于4000ppm。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
上述制备方法在发酵过程中添加包含特定种类的硒原料的酵母培养液，同时在发酵过程中控制发酵体系中的硒含量，使得制备出的富硒酵母中的硒含量高达4000ppm，营养均衡且丰富，容易消化吸收。该制备方法工艺简单，原料价格低廉，可大规模生产，此外在制备高硒含量的富硒酵母时有效地降低了废水环保处理的压力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种富硒酵母的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在发酵体系中进行酵母发酵，其中所述发酵体系包括酵母细胞和发酵培养液，所述发酵培养液以流加或批加的方式加入所述发酵体系中，并且控制所述发酵体系中的硒含量为50～200ppm，所述发酵培养液包括碳源、氮源、磷源、氨基酸、营养元素盐和硒原料，其中，所述硒原料包括***钠。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述发酵培养液以流加的方式加入所述发酵体系中，优选所述硒含量为80～150ppm。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将所述发酵培养液加入发酵容器中形成所述发酵体系，以发酵容器的容积为350m3为基准，所述发酵培养液的流加量为3～15kg/小时。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述发酵培养液中所述硒原料的含量为0.002～0.007wt％。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述发酵培养液中所述氨基酸的含量为0.02～0.15wt％，优选所述氨基酸包括甘氨酸、半胱氨酸和谷氨酸钠中的任一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述发酵的发酵时间为16～30h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述发酵的过程中调整所述发酵体系的pH为3.5～6.4，调整温度至30～33℃。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述发酵的步骤之前，所述制备方法还包括将酵母细胞逐级扩大培养以得到初始菌体液的步骤。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述初始菌体液中所述酵母细胞的含量为1～1.5wt％。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述发酵培养的步骤之后得到发酵液，所述制备方法还包括将所述发酵液分离浓缩并干燥粉碎，得到所述富硒酵母。
11.一种富硒酵母，其特征在于，所述富硒酵母中的硒含量为4000ppm以上，所述富硒酵母中的硒以硒代蛋氨酸存在的重量比例大于50％。
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