酵母铬的制备

2020/10/20 9:12:51

背景[1]

酵母铬是将酵母细胞培养在含三价铬的培养基中,通过生物转化将无机铬转变成有机铬,从而提高铬在机体内吸收利用率,降低其毒副作用,更好地发挥其调节血糖、降脂及降低胆固醇的作用。但现有技术中的大多数奶制品不包含安全的铬元素,不利于糖尿病患者的病情控制,也无法满足糖尿病患者日常生活中对铬元素的需要。

应用[3]

酵母铬脱脂奶粉的制备:步,取25g脱脂奶粉和0.00005g酵母铬混合,充分搅拌,使其混合均匀;第二步,加热至85~90℃,巴氏灭菌20~25分钟后,即制成成品。

制备[2]

(一)制备高生物量的酵母铬菌种:

因为自然界中没有生物量和细胞铬含量同时都高的酵母菌种,只能通过分子育种的手段才能获得高生物量和高铬含量的酵母铬菌种,采用的具体方法是:

1)依据不同酵母菌种的生理生化特性,在含有一定铬浓度的培养基中分别筛选生物量高的酵母菌种和抗铬能力强及细胞铬含量高的酵母菌种;

2)对生物量高的酵母菌种以及抗铬能力强及细胞铬含量高的酵母菌种进行生孢、单倍体分离,测定交配型;

3)将分离到的生物量高的酵母菌单倍体菌株以及抗铬能力强及细胞铬含量高的酵母菌单倍体菌株,经培养后,制备原生质体,以聚乙二醇为助融剂,进行原生质体融合;

4)在选择培养基上筛选高生物量和高铬含量高的二倍体融合菌株,即高生物量的酵母铬菌种。

(二)发酵制备高生物量和高铬含量的酵母铬菌种:其培养基配方及发酵培养优化条件为:

麦芽汁培养基,总糖含量为10~20%,培养基中醋酸铬浓度为800~1600微克/毫升,培养基的pH为4.5-7.0,接种量为5~20%,在25~32℃搅拌培养20~40小时

(三)生产高生物量和高铬含量的酵母铬:其生产工艺包括如下步骤:

斜面菌种→液体菌种→一级液体种子培养→二级液体种子培养→三级液体种子培养→发酵罐发酵培养→收集酵母细胞及干燥→粉碎→高生物量高铬含量的酵母铬。下面详细说明各生产工艺:

1)斜面菌种:酵母铬菌种接种于含有总糖含量为10~20%、醋酸铬浓度为800~1600微克/毫升的麦芽汁固体斜面上,在25~32℃培养48小时后,放入4℃冰箱中保存;

2)液体菌种:将保存的酵母铬活化后,接一环细胞于装有150毫升总糖含量为10~20%、醋酸铬浓度为800~1600微克/毫升的麦芽汁培养基的三角瓶中,在25~32℃摇床振荡,培养16~24小时,制成为液体菌种;

3)一级液体种子培养:将液体菌种按5~20%的接种量接入30个装有150毫升总糖含量为10~20%、醋酸铬浓度为800~1600微克/毫升的麦芽汁培养基的三角瓶中,在25~32℃条件下摇床振荡培养16~24小时,即为一级液体种子培养物;

4)二级液体种子培养:将一级种子培养液按5~20%的接种量接入装有45升总糖含量为10~20%、醋酸铬浓度为800~1600微克/毫升的麦芽汁培养基的小卡氏发酵罐中,在25~32℃条件下,振荡培养16~24小时,即为二级液体种子培养物;

5)三级液体种子培养:将二级种子培养液按5~20%的接种量接入装有450升总糖含量为10~20%、醋酸铬浓度为800~1600微克/毫升的麦芽汁培养基的大卡氏发酵罐中,在25~32℃条件下,振荡培养16~24小时,即为三级液体种子培养物;

6)发酵罐发酵培养:将三级种子培养液按5~30%的接种量接入装有2250升总糖含量为10~20%、醋酸铬浓度为800~1600微克/毫升的麦芽汁培养基的发酵罐中,在25℃~32℃条件下,培养20~40小时;

7)收集酵母细胞及干燥:采用板框压榨或离心收集酵母铬细胞,在45~85℃条件下风干,干燥为水分小于10%;

8)粉碎:用粉碎机将风干的酵母铬细胞粉碎;

9)包装:用不透气的包装袋包装,即为含有高生物量和高铬含量的酵母铬产品,每克干酵母细胞的有机铬含量达3200微克。

方法二:

步,有机铬母液制备:在1700ml净水中加入烟酸,搅拌溶解后,按摩尔比2∶1∶1的比例加入甘氨酸和醋酸铬,边搅拌边升温至90℃,调节pH值5.0~6.0,待反应液由绿色转变为紫蓝色后,保温搅拌反应1小时,即制得有机铬络合物母液,备用;

第二步,酵母铬粉的制备:取白砂糖520.0g,硫酸镁1.3g,磷酸二氢铵6.0g,净水14.0L,加入到50L的发酵罐中,开搅拌,在温度100℃条件下灭菌20min;冷却至30℃时,通入无菌空气,并接入活性干酵母1.0kg,加入前一步备用的已灭菌的有机铬络合物母液1.7L,控制pH值5.0~6.0,温度30~34℃及在搅拌条件下进行发酵,经过20小时发酵培养后,离心分离,除去液相;用水洗涤固相,洗净后用60℃的热风进行干燥,最后用常规方法进行粉碎筛分,过100目筛的物料再经检测铬含量符合≥1000μg/g标准之后,即制得酵母铬粉约0.5kg,包装入库。

第三步,将第二步制备的酵母铬与普通酿酒干酵母按一定的比例混合均匀,制备每1g混合物含三价有机铬约200μg。

主要参考资料

[1] 刘彩霓, & 呙于明. (1997). 酵母铬对肉仔鸡脂类代谢及生产性能影响的研究. 动物营养学报, 9(4), 24-30.

[2] 王盛良, 黄杰, 黄薇, & 孙桂菊. (2001). 富铬酵母的研制. 食品科学, 22(2), 32-35.

[3] 张彩虹, 姜建阳, 任慧英, 朱风华, & 李文立. (2009). 酵母铬对热应激肉鸡抗氧化性能的影响. 动物营养学报, 21(5), 741-746.

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