專利名稱：飼料用硒酵母及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種飼料用硒酵母及其制備方法，特別是關于一種選用優質的酵母菌 種和無機硒源，采用液、固態聯合發酵技術制備飼料用硒酵母的方法，以及按照該方法所制 備得到的飼料用硒酵母。
背景技術：
微量元素硒具有參與谷胱肝肽過氧化酶使人和動物機體免受自由基和輻射的破 壞、維持細胞呼吸、刺激免疫反應、保護肝臟、抑制癌細胞等作用。在傳統的飼料和飼料添加 劑的生產中，已廣泛使用無機硒——亞硒酸鈉作為微量元素硒的補充劑。但亞硒酸鈉的毒 性大，使用或管理不當，會造成嚴重不良后果，因而歐美、日本等發達國家在動物飼料中不 再使用此類無機硒源。研究表明，有機硒，特別是硒酵母的生物利用率高，能有效地提高動物體內的血硒 水平，可作為飼料添加劑用于反芻類動物，是一種很有市場前景的硒補充劑。硒酵母是一種 生物制劑，啤酒酵母、產朊假絲酵母具有生長繁殖快、發酵周期短、對微量元素吸收率高等 特點，是將無機硒轉換為有機硒的理想載體，無機硒進入酵母細胞后，同氨基酸或蛋白質結 合形成類似天然食品中的有機硒(硒蛋氨酸、硒胱氨酸)，其中有機硒含量占總硒的90%以 上，并可忽略硒酵母中無機硒含量，且其活性與吸收率是無機硒的10 20倍。現有技術中 的硒酵母中的硒含量一般在500mg/kg以下。目前我國硒酵母的制備還處于實驗室研究階段，未實現實際生產，相關研究還缺 乏對富硒發酵的最優條件的探索，不具備規模生產的指導意義。
發明內容
本發明的一個目的在于提供一種制備飼料用硒酵母的方法，采用簡便易行的發酵 工藝，以制備一種高硒含量的硒酵母，且該方法易于規模化生產實施。本發明的另一目的在于提供一種按照所述的方法制備得到的硒酵母，其中含有較 高含量的有機硒以及活性酵母，可作為飼料或飼料添加劑。—方面，本發明提供了一種微生物發酵制備飼料用硒酵母的方法，其中主要是選 用優質的酵母菌種，先接種到添加亞硒酸鈉的種子罐液體培養基中進行擴大培養，然后再 接種到固態淺盤中發酵，干燥后得到本發明的飼料用硒酵母。根據本發明的具體實施方案，本發明提供的微生物發酵制備飼料用硒酵母的方法 包括將啤酒酵母按每環40 80ml的比例接種到麥芽汁增菌培養基(或稱一級增菌培 養基)中，觀 32°C振蕩22 72小時優選22 32小時進行一級增菌培養；將二級種子培養基(或稱二級增菌培養基)加熱至55°C 65°C，加入α-淀粉 酶(α -淀粉酶的加入量根據培養基中的淀粉含量而定，每克淀粉加入6 IOU酶活的淀粉 酶)保溫水解2 3小時，然后加入糖化酶(糖化酶的加入量也是根據培養基中的淀粉含量而定，每克淀粉加入100 180U酶活的糖化酶)，維持55°C 65°C糖化2 3小時，之后 升溫至100°C 125°C滅菌15 30分鐘，再加入硒酸鹽或亞硒酸鹽使該培養基中硒濃度達 到20 25μ g/ml ；并將該培養液冷卻至35°C以下，按8% 12%的比例接入上述經一級增 菌培養后的啤酒酵母菌液，在溫度 32°C振蕩培養22 48小時進行二級增菌培養；將上述經二級增菌培養的菌液與飼料發酵底物和水按照1 2 10 20 5 10的重量比混勻，在30 45°C條件下發酵36 78小時，將發酵結束后的物料烘干、粉碎， 即得飼料用硒酵母成品。根據本發明的優選具體實施方案，本發明的方法中，所述麥芽汁增菌培養基是按 以下方法制成的麥芽汁加6 10倍體積的蒸餾水，糖度調節至4 10波林(Balling)，pH調至 5. 5 6. 5，在100 125°C溫度下滅菌15 30分鐘。根據本發明的優選具體實施方案，本發明的方法中，所述二級種子培養基是由玉 米粉、麩皮、營養鹽加水混合制成的，具體是按以下方法制成的玉米粉15 20重量份、麩皮3 8重量份、營養鹽1 2重量份加水70 81重 量份，混合均勻，PH調至3. 6 4. 8制成。根據本發明的優選具體實施方案，本發明的方法中，所述飼料發酵底物(固體發 酵底物)是由玉米粉、棉粕、豆粕、油菜粕、麩皮、營養鹽、添加硒酸鹽或亞硒酸鹽加水混勻 后制成的，具體是按以下方法制成的玉米粉50 70重量份、棉粕8 12重量份、豆粕8 12重量份、油菜粕4 8 重量份、麩皮5 10重量份、營養鹽1 2重量份、硒酸鹽或亞硒酸鹽0. 5 1重量份混合 均勻，制成飼料發酵底物。根據本發明的優選具體實施方案，本發明的方法中，所述營養鹽是由磷酸二氫鉀、 硫酸銨、葡萄糖按照2 4 8 12 1 3的重量比混合均勻制成。根據本發明的優選具體實施方案，本發明的方法中，所述經二級增菌培養的菌液 與飼料發酵底物和水混合步驟中，所述的水的PH值為5. 0 7. 0，所述飼料發酵底物的粒度 為3 8mm，混合完畢后將混合物堆成高為10 40cm的梯形堆，在30 45°C條件下發酵 36 78小時。根據本發明的優選具體實施方案，本發明的方法中，所述烘干步驟中，控制烘干溫 度不高于60°C，優選不高于45°C。根據本發明的優選具體實施方案，本發明的方法中，所述烘干后的物料的粉碎粒 度為至少75%通過80目篩、至少95%通過40目篩、100%通過20目篩。在本發明的一優選的具體實施方案中，本發明的微生物發酵制備飼料用硒酵母的 方法是按照以下方法進行的將試管斜面上的啤酒酵母按每環40 80ml的比例接種于裝有麥芽汁增菌培養 基(由麥芽汁加6 10倍體積的蒸餾水，糖度調節至4 10波林，pH調至5. 5 6. 5，在 100 125°C溫度下滅菌15 30分鐘制成)的三角瓶中，塞上瓶塞，并用封口膜包好，在 28 32°C、100 180轉/分鐘條件下振蕩22 72小時進行一級增菌培養；將二級種子培養基(由玉米粉15 20重量份、麩皮3 8重量份、營養鹽1 2 重量份加水70 81重量份混合均勻，pH調至3. 6 4. 8制成)加熱至55°C 65°C，加入適量α -淀粉酶(根據培養基中每克淀粉加入6 IOU酶活的淀粉酶)保溫水解2 3小 時，然后加入適量糖化酶(根據培養基中每克淀粉加入100 180U優選120 160U酶活 的糖化酶)，維持 65°C糖化2 3小時，之后升溫至100°C 125°C滅菌15 30分 鐘，再降溫到50°C以下，將亞硒酸鈉溶液按一定比例添加到該培養基中，使該培養基中硒濃 度達到20 25 μ g/ml，培養液繼續冷卻至35°C以下，將上述經過一級增菌培養的啤酒酵母 菌液按8% 12%的質量比接種，在溫度為 32°C、100 180轉/分鐘條件下攪拌培 養22 48小時進行二級增菌培養；將上述經過二級增菌培養的菌液與水(事先用無機酸或有機酸例如HC1、檸檬酸 等調節pH至5. 0 7. 0)、飼料發酵底物(由玉米粉50 70重量份、棉粕8 12重量份、 豆粕8 12重量份、油菜粕4 8重量份、麩皮5 10重量份、營養鹽1 2重量份、硒酸 鹽或亞硒酸鹽0. 5 1重量份混合均勻制成，粒度為3 8mm)以1 2 5 10 10 20的重量比均勻混合，混合完畢后將其堆成高為10 40cm優選10 30cm的梯形堆，同時 以地暖在30 45°C條件下發酵36 78小時，發酵結束后用烘干機烘干，為減少烘干溫度 對飼料中活性組分的破壞，所述烘干步驟中，優選控制溫度不高于60°C，更優選40°C以下， 之后將烘干后的物料粉碎，優選的粉碎粒度為至少75%通過80目篩、至少95%通過40目 篩、100%通過20目篩，粉碎后分裝即成品。本發明還提供了按照上述方法制備得到的飼料用硒酵母。該飼料用硒酵母中，有 機硒含量600 1000微克/g，酵母活菌數高達18億/g以上，粗蛋白含量高達32%以上。 本發明的的飼料用硒酵母，可以作為飼料或飼料添加劑，用于飼喂動物特別是反芻動物以 補充硒元素。相關實驗表明，利用本發明的硒酵母飼喂動物可以增加反芻動物乳中硒的含 量；減少乳體中SCC數；提高犢牛成活率；減少每次妊娠的配種次數；減少胎衣不下、子宮 炎等疾病的發生率；提高飼料轉化率，減少死亡率，提高機體抗病力和免疫力，加快機體對 疫苗的反應。綜上所述，本發明選用性能優良的酵母菌種，并采用液、固結合的發酵工藝，經過 對接種后的培養基進行深度發酵后，可獲得大量的富硒酵母產品，從而提供了一種易于規 模化生產的硒酵母的制備方法及按照該方法所制備得到的硒酵母。本發明的硒酵母及其制 備方法具有以優點1、本發明的方法采用液、固結合的發酵工藝，經過對接種后的培養基進行深度發 酵后，獲得大量的富硒酵母產品，采用此技術可有效提高硒的轉化率避免單質硒的生成。同 時固態發酵生產硒酵母相對于純液態發酵，技術較簡單成本較低，設備投入少，可以進行規 模化生產。2、本發明對發酵設備及條件沒有特殊要求，一般發酵廠的設備和條件均可生產， 生產投資較少，方法簡單，成本低廉，實用性強，操作簡便，易于普遍推廣。3、本發明的硒酵母產品中有機硒含量較高，質量好，其有機硒含量高達每克發酵 物含500 1000微克，同時本發明產品中含酵母活菌數20億/g，粗蛋白含量35%。該硒 酵母產品安全無毒，投資少、見效快、效益高。
圖1為本發明的微生物發酵制備硒酵母的流程示意圖。
具體實施例方式以下通過具體實施例詳細說明本發明的技術及特點，但這些實施例并非用以限定 本發明的保護范圍。實施例所用菌種本發明以下實施例中所用啤酒酵母 (Saccharemycescerevisiae)菌種購買于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中 心。保藏號為CGMCC AS2. 2。實施例1按照以下方法制備本實施例的硒酵母，可同時參見圖1所示的流程一級增菌培養將試管斜面上的啤酒酵母挑取五環接種在裝有300ml麥芽汁增菌 培養基(所述麥芽汁增菌培養基由麥芽汁130g加IOOOml蒸餾水，糖度調節至8波林，pH調 至6.0，在121 °C溫度下滅菌20分鐘制成，量取300ml)的三角瓶中(三角瓶容量500ml)，塞 上瓶塞，并用封口膜包好，在30°C、120轉/分鐘條件下振蕩M小時進行一級增菌培養；二級增菌培養將50kg 二級種子培養基(由玉米粉8重量份、麩皮2重量份、營養 鹽(由磷酸二氫鉀、硫酸銨、葡萄糖按照1. 5 5 1混合均勻制成)0. 75重量份加水39. 25 重量份混合均勻，PH調至4. 0，121°C滅菌30分鐘制成)加熱至60°C，根據培養基中每克淀 粉加入8U酶活的α -淀粉酶保溫水解3小時，然后根據培養基中每克淀粉加入140U酶活 的糖化酶，維持60°C糖化2小時，之后升溫至120°C滅菌30分鐘，再降溫到50°C以下，將亞 硒酸鈉溶液(硒含量43. 806mg/ml)按一定比例添加到該培養基中，使該培養基中硒濃度達 到25 μ g/ml，培養液繼續冷卻至35°C以下，將上述經過一級增菌培養的啤酒酵母菌液5kg 接種到該二級培養基中，在溫度為30°C、130轉/分鐘條件下攪拌培養M小時進行二級增 菌培養；固態發酵將上述經過二級增菌培養的菌液50kg與水(事先用無機酸或有機酸 例如HC1、檸檬酸等調節pH至6. 0) 250kg、飼料發酵底物(玉米粉32^g、棉粕50kg、豆粕 50kg、油菜粕30kg、麩皮35kg、營養鹽7. 5kg (由磷酸二氫鉀1. ^g、硫酸銨^g、葡萄糖Ikg 混合均勻制成)、亞硒酸鹽2. 5kg混合均勻制成，粒度為3 8mm) 500kg以1 2 5 10 10 20的重量比均勻混合，混合完畢后將其堆成高為20cm的梯形堆，同時以地暖在 30°C條件下發酵72小時，發酵結束后用烘干機烘干，為減少烘干溫度對飼料中活性組分的 破壞，所述烘干步驟中控制溫度45°C左右，之后將烘干后的物料粉碎，優選的粉碎粒度為至 少75%通過80目篩、至少95%通過40目篩、100%通過20目篩，粉碎后分裝即成品。本發明還提供了按照上述方法制備得到的飼料用硒酵母。該飼料用硒酵母中，有 機硒含量777 μ g/g，酵母活菌數高達20億/g，粗蛋白含量高達35 %。實施例2按照以下方法制備本實施例的硒酵母一級增菌培養將試管斜面上的啤酒酵母按每環約60ml的比例接種于裝有麥芽 汁增菌培養基(由麥芽汁加7. 5倍體積的蒸餾水，糖度調節至6波林，pH調至6. 5，在120°C 溫度下滅菌25分鐘制成)的三角瓶中，塞上瓶塞，并用封口膜包好，在30°C、120轉/分鐘 條件下振蕩M小時進行一級增菌培養；二級增菌培養將IOOkg 二級種子培養基(由玉米粉18重量份、麩皮4重量份、營養鹽(由磷酸二氫鉀、硫酸銨、葡萄糖按照1.5 5 1混合均勻制成)1. 5重量份加水 76. 5重量份混合均勻，pH調至4. 5，121°C滅菌30分鐘制成)加熱至60°C，根據培養基中每 克淀粉加入8U酶活的α -淀粉酶保溫水解2. 5小時，然后根據培養基中每克淀粉加入140U 酶活的糖化酶，維持60°C糖化2. 5小時，之后升溫至121°C滅菌20分鐘，再降溫，加入亞硒 酸鈉溶液(硒含量43. 806mg/ml)，使該培養基中硒濃度達到20 μ g/ml，培養液繼續冷卻至 35°C以下，將上述經過一級增菌培養的啤酒酵母菌液IOkg接種到該二級培養基中，在溫度 為30°C、150轉/分鐘條件下攪拌培養M小時進行二級增菌培養；固態發酵將上述經過二級增菌培養的菌液IOOkg與水600kg (事先用無機酸或有 機酸例如HC1、檸檬酸等調節pH至6.幻、飼料發酵底物1000kg(由玉米粉60重量份、棉粕 10重量份、豆粕10重量份、油菜粕6重量份、麩皮7重量份、營養鹽1. 5重量份、亞硒酸鹽 0. 75重量份混合均勻制成，121°C滅菌30分鐘，粒度為3 8mm)均勻混合，混合完畢后將其 堆成高為30cm的梯形堆，同時以地暖在45°C條件下發酵48小時，發酵結束后用烘干機烘 干，烘干溫度50°C，之后將烘干后的物料粉碎，優選的粉碎粒度為至少75%通過80目篩、至 少95%通過40目篩、100%通過20目篩，粉碎后分裝即得本實施例的飼料用硒酵母成品。本實施例制得的飼料用硒酵母。該飼料用硒酵母中，有機硒含量682微克/g，酵母 活菌數18. 5億/g以上，粗蛋白含量高達33. 8%。實施例3按照以下方法制備本實施例的硒酵母一級增菌培養將試管斜面上的啤酒酵母按每環50ml的比例接種于裝有麥芽汁 增菌培養基(由麥芽汁加8倍體積的蒸餾水，糖度調節至10波林，pH調至6. 0，在121°C溫 度下滅菌20分鐘制成)的三角瓶中，塞上瓶塞，并用封口膜包好，在30°C、150轉/分鐘條 件下振蕩觀小時進行一級增菌培養；二級增菌培養將50kg二級種子培養基(由玉米粉15重量份、麩皮5重量份、營養 鹽(由磷酸二氫鉀、硫酸銨、葡萄糖按照1.5 5 1混合均勻制成)1. 5重量份加水78. 5 重量份混合均勻，PH調至4. 0，121°C滅菌20分鐘制成)加熱至55°C，根據培養基中每克淀 粉加入8U酶活的α -淀粉酶保溫水解2. 5小時，然后根據培養基中每克淀粉加入140U酶活 的糖化酶，維持55°C糖化約2小時，之后升溫至121°C滅菌20分鐘，再降溫，加入亞硒酸鈉 溶液(硒含量43. 806mg/ml)，使該培養基中硒濃度達到25 μ g/ml，培養液繼續冷卻至35°C 以下，將上述經過一級增菌培養的啤酒酵母菌液約5kg接種到該二級培養基中，在溫度為 30°C、150轉/分鐘條件下攪拌培養M小時進行二級增菌培養；固態發酵將上述經過二級增菌培養的菌液約55kg與水330kg (事先用無機酸或 有機酸例如HCl、檸檬酸等調節pH至6. 0)、飼料發酵底物820kg (由玉米粉60重量份、棉粕 10重量份、豆粕8重量份、油菜粕6重量份、麩皮8重量份、營養鹽1. 2重量份、亞硒酸鹽0. 8 重量份混合均勻制成，粒度為3 8mm，121°C滅菌30分鐘)均勻混合，混合完畢后將其堆 成高為20cm的梯形堆，同時以地暖在40°C條件下發酵72小時，發酵結束后用烘干機烘干， 烘干溫度40°C，之后將烘干后的物料粉碎，優選的粉碎粒度為至少75%通過80目篩、至少 95%通過40目篩、100%通過20目篩，粉碎后分裝即得本實施例的飼料用硒酵母成品。
本實施例制得的飼料用硒酵母。該飼料用硒酵母中，有機硒含量880微克/g，酵母 活菌數高達約23. 2億/g以上，粗蛋白含量高達37. 6%。
權利要求
1.一種飼料用硒酵母的制備方法，該方法包括將啤酒酵母按每環40 80ml的比例接種到麥芽汁增菌培養基中，28 32°C振蕩22 72小時進行一級增菌培養；將二級種子培養基加熱至 65°C，加入α -淀粉酶保溫水解2 3小時，然后加 入糖化酶，維持55°C 65°C糖化2 3小時，之后升溫至100°C 125°C滅菌15 30分 鐘，再加入硒酸鹽或亞硒酸鹽使該培養基中硒濃度達到20 25μ g/ml ；并將該培養液冷 卻至35°C以下，按8% 12%的比例接入上述經一級增菌培養后的啤酒酵母菌液，在溫度 32°C振蕩培養22 48小時進行二級增菌培養；將上述經二級增菌培養的菌液與飼料發酵底物和水按照1 2 10 20 5 10 的重量比混勻，在30 45°C條件下發酵36 78小時，將發酵結束后的物料烘干、粉碎，即 得飼料用硒酵母成品。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述麥芽汁增菌培養基是按以下方法制成的 麥芽汁加6 10倍體積的蒸餾水，糖度調節至4 10波林，pH調至5. 5 6. 5，在100 125°C溫度下滅菌15 30分鐘。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述二級種子培養基是按以下方法制成的 玉米粉15 20重量份、麩皮3 8重量份、營養鹽1 2重量份加水70 81重量份，混合均勻，PH調至3. 6 4. 8制成。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述飼料發酵底物是按以下方法制成的 玉米粉50 70重量份、棉粕8 12重量份、豆粕8 12重量份、油菜粕4 8重量份、麩皮5 10重量份、營養鹽1 2重量份、硒酸鹽或亞硒酸鹽0. 5 1重量份混合均勻， 制成飼料發酵底物。
5.根據權利要求3或4所述的方法，其中，所述營養鹽是由磷酸二氫鉀、硫酸銨、葡萄糖 按照2 4 8 12 1 3的重量比混合均勻制成。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述經二級增菌培養的菌液與飼料發酵底物和 水混合步驟中，所述的水的PH值為5. 0 7. 0，所述飼料發酵底物的粒度為3 8mm，混合 完畢后將混合物堆成高為10 40cm的梯形堆，在30 45°C條件下發酵36 78小時。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述烘干步驟中，控制烘干溫度不高于60°C；所 述烘干后的物料的粉碎粒度為至少75%通過80目篩、至少95%通過40目篩、100%通過20 目篩。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述酵母為啤酒酵母(Saccharemyces cerevisiae)CGMCC AS2. 2。
9.按照權利要求1 8任一項所述方法制備得到的飼料用硒酵母。
10.根據權利要求9所述的飼料用硒酵母，該飼料用硒酵母中有機硒含量600 1000 微克/g，酵母活菌數18億/g以上，粗蛋白含量32%以上。
全文摘要
本發明是關于一種飼料用硒酵母及其制備方法，所述的飼料用硒酵母的制備方法是將啤酒酵母經過二級液態培養后，與飼料發酵底物和水按照1～2∶10～20∶5～10的重量比混勻，在30～45℃條件下發酵36～78小時，再將發酵結束后的物料烘干、粉碎，即得本發明的飼料用硒酵母成品。本發明的方法簡便，易于規模化生產。利用本發明的方法制備得到的硒酵母，其中有機硒含量高達500～1000mg/kg，同時本發明產品中含酵母活菌數可高達20億/g，粗蛋白含量高達35％。該硒酵母產品安全無毒，投資少、見效快、效益高。
文檔編號A23K1/16GK102113624SQ20091021717
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者孫曉智, 宋麗華, 岳麗莎, 岳彥, 王福慧, 耿躍, 韓吉雨 申請人:內蒙古伊利實業集團股份有限公司