利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法
【專利說明】
[0001](— )
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于微生物領(lǐng)域，特別涉及一種利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法。
[0002](二)
【背景技術(shù)】
目前國內(nèi)外蝦青素主要生產(chǎn)工藝有4種，分別為化學(xué)合成工藝、水產(chǎn)加工廢棄物提取工藝、藻類提取工藝、紅法夫酵母發(fā)酵生產(chǎn)工藝。目前最流行的為紅法夫酵母發(fā)酵生產(chǎn)工藝，國外紅法夫酵母變異株的蝦青素生產(chǎn)水平已經(jīng)達到細胞干重的1%左右，已經(jīng)接近水產(chǎn)加工廢棄物提取和藻類提取兩種工藝路線的水平。在美國，ADM公司已經(jīng)利用該項技術(shù)進行飼料用蝦青素酵母粉了。在我國，由于酵母菌種誘變技術(shù)尚未實現(xiàn)根本性的突破，多年來一直徘徊在2000-3000微克/克干細胞的水平，從而限制了該項技術(shù)的應(yīng)用和推廣。由于蝦青素合成路線長，調(diào)控復(fù)雜，未來在發(fā)酵法蝦青素生產(chǎn)領(lǐng)域可能還要長期借助傳統(tǒng)的菌種選育技術(shù)，只要能夠突破復(fù)雜次級代謝產(chǎn)物變異株的高通量篩選技術(shù)，必將使得蝦青素菌種的發(fā)酵水平產(chǎn)生實質(zhì)性的飛躍。
[0003]蝦青素目前正在被廣泛開發(fā)應(yīng)用于保健品、藥品、高檔化妝品、食品以及飲料等生產(chǎn)。近年來，國內(nèi)外對蝦青素的需求量越來越大，具有廣闊的市場前景。目前美國、加拿大、歐盟等國的許多生物技術(shù)公司正致力于開發(fā)生產(chǎn)這類產(chǎn)品，但遠不能滿足市場需求，故價格較高。因此加緊對蝦青素產(chǎn)品的研制開發(fā)，對于增強國際競爭力，有十分重要的意義。由于微生物繁殖速度快，生長周期短，發(fā)酵工藝也較為成熟，易于掌握，且酵母本身就是一種良好的保健原料，營養(yǎng)價值較高，因此利用酵母發(fā)酵生產(chǎn)蝦青素目前是較為理想的方法，也具有較廣闊的市場前景。
[0004](三)

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種步驟簡單、產(chǎn)品收率高的利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法，以發(fā)酵培養(yǎng)的紅發(fā)夫酵母菌種為原料，包括如下步驟:
(1)按照I: 10的接種比，將紅發(fā)夫酵母菌種經(jīng)過二級種子罐逐步放大到生產(chǎn)罐，在無菌條件下，保持20-22°C，通入無菌空氣結(jié)合生產(chǎn)罐的攪拌使發(fā)酵液的溶解氧不低于30%，發(fā)酵時間為60h;
(2)將生產(chǎn)罐中的紅發(fā)夫酵母菌液用栗打入酵母離心機，分離上清液，由重料嘴流出的酵母乳排入調(diào)漿罐，加入清水漂洗后經(jīng)酵母分離機再次分離洗滌后的酵母乳；
(3)將離心獲得的酵母乳用廂式壓濾機壓榨到固形物含量為30%，移入噴霧干燥塔中將水分降至5%以下，粉碎過篩后得到蝦青素含量0.5%的蝦青素粉；
(4)將蝦青素粉加入到溶劑浸提罐中，加入3倍體積的質(zhì)量分數(shù)95%的食用酒精，攪拌、靜置后排出上清液，在殘余菌渣中加入3倍體積的質(zhì)量分數(shù)95%的食用酒精，同樣條件下浸提一次，合并浸提液；
(5)殘余菌渣經(jīng)過濾后干燥得到蛋白飼料產(chǎn)品，浸提液加入大豆油后打入酒精回收罐中，將酒精蒸出，罐底殘留物加入油用助濾劑過濾，得到清澈透的蝦青素乳油。
[0006]本發(fā)明以淀粉糖、玉米漿等為主要原料，進行特種酵母菌種的深層發(fā)酵培養(yǎng);發(fā)酵成熟后的蝦青素酵母菌液用栗打入酵母離心機，分離上清液，酵母乳加入清水漂洗，水洗后經(jīng)酵母離心機再次分離洗滌后的酵母乳;將離心獲得的蝦青素酵母菌渣懸液壓榨為固形物后移入噴霧干燥塔中，然后經(jīng)粉碎過篩得到蝦青素粉。將蝦青素粉加入溶劑浸提罐中，采用酒精萃取浸提，浸提殘渣經(jīng)過濾后烘干制成蛋白飼料產(chǎn)品，浸出液加入大豆油后，打入酒精回收罐中，升溫將酒精蒸出，罐底殘留物過濾得到蝦青素乳油產(chǎn)品。
[0007]本發(fā)明的更優(yōu)技術(shù)方案為:
所述紅發(fā)夫酵母菌種的產(chǎn)量超過6000微克蝦青素/克干細胞。
[0008]步驟(I)中，生產(chǎn)罐中發(fā)酵液的還原糖降低至0.5%以下時，開始連續(xù)從補料罐中流加發(fā)酵液到生產(chǎn)管中，控制還原糖含量不高于1%，酒精含量不高于0.5%。
[0009]步驟(2)中，清水的溫度不高于30°C。
[0010]步驟(4)中，浸提時，加入食用酒精后，室溫下攪拌2小時，然后靜置。
[0011]步驟(5)中，所述蝦青素乳油的質(zhì)量分數(shù)為1-10%。
[0012]
①酵母菌種蝦青素含量:6000微克/克(干基)；
②酵母產(chǎn)率:25%;
③發(fā)酵周期:60h左右；
④屯下青素提取率:80%；
⑤生產(chǎn)規(guī)模:120噸蝦青素乳油/年、3000噸蛋白飼料/年；
⑥主要設(shè)備規(guī)模:300立方發(fā)酵罐5個；
⑦完成酵母源蝦青素的新資源食品的報批。
[0013]⑧蝦青素乳油技術(shù)指標包括:3R，3’R-蝦青素I5%;
⑨飼料蛋白技術(shù)指標包括:粗蛋白之30%、灰分〈9%、粗纖維<0.5%-1%。
[0014]本發(fā)明步驟簡單，可實現(xiàn)我國蝦青素產(chǎn)業(yè)技術(shù)提升，對于我國蝦青素產(chǎn)業(yè)的科技進步將起到非常重要的推動作用，可顯著降低蝦青素產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，有效改變我國蝦青素長期依賴進口的局面，促使我國蝦青素生產(chǎn)技術(shù)的推廣，同時促進其應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)進步，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級，對經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。
[0015]本發(fā)明利用中性醇溶液進行高效蝦青素萃取，避免了酸化破壁造成的不良影響，大大降低了酸堿等化學(xué)品對環(huán)境的污染，對環(huán)境保護具有極大意義。
[0016](四)【具體實施方式】實施例:工藝流程說明:
(I)接種和發(fā)酵
按照1:10的接種比，將蝦青素酵母種子經(jīng)過二級種子罐逐步放大到生產(chǎn)罐，發(fā)酵移種在無菌條件下進行。各級種子罐保持溫度為20?22度，通入無菌空氣結(jié)合發(fā)酵罐的攪拌使得發(fā)酵液的溶解氧不低于30%。
[0017]生產(chǎn)罐主發(fā)酵:在接入上級成熟種子后，保持溫度為20-22度，通入無菌空氣，結(jié)合發(fā)酵罐的攪拌使得發(fā)酵液的溶解氧不低于30%。待基礎(chǔ)料中的還原糖降低至0.5%以下時，開始連續(xù)從補料罐流加補料到發(fā)酵罐中，控制還原糖不高于1%，酒精不高于0.5%，料液達到放罐指標后發(fā)酵結(jié)束。總發(fā)酵時間為60小時左右。
[0018](2)提取
①離心、洗滌
儲料罐中的蝦青素酵母菌液用栗打入酵母離心機，調(diào)整轉(zhuǎn)速，分離上清液。由重料咀流出的酵母乳排入調(diào)漿罐，加入30度以下的清水漂洗后經(jīng)酵母離心機再次分離洗滌后的酵母乳。
[0019]②制備蝦青素酵母粉
將離心獲得的蝦青素酵母菌渣懸液用廂式壓濾機壓榨到固形物含量為30%左右，移入噴霧干燥塔中將水分降至5%以下，粉碎過篩后得到蝦青素含量0.5%的蝦青素粉。
[0020]③蝦青素乳油的制備
將蝦青素粉加入溶劑浸提罐中，加入3倍體積的95%食用酒精，室溫下攪拌2小時，靜置后排出澄清的上清液。在殘余菌渣中加入3倍體積的酒精，同樣條件下浸提一次，合并浸提液。殘渣經(jīng)過濾后干燥進入包裝車間進行包裝制成蛋白飼料產(chǎn)品。
[0021]浸出液加入適量的大豆油后，打入酒精回收罐中，升溫將酒精蒸出，罐底殘留物加入適量的油用助濾劑過濾，可以得到清澈透明的1%?10%含量的蝦青素乳油。
[0022](3)包裝
對蝦青素乳油產(chǎn)品及蛋白飼料產(chǎn)品進行檢測、包裝入庫。
[0023]項目建成投產(chǎn)后，按正常年份生產(chǎn)蝦青素乳油(含蝦青素5%)120噸，產(chǎn)品價格按125萬元/噸計算；蛋白飼料3000噸，產(chǎn)品價格按0.4萬元/噸計算，全年營業(yè)收入估算為16200萬元，利潤總額3628.12萬元，利稅總額4454.62萬元(含增值稅758.26萬元)，投資回收期(稅后)4.3年，投資利潤率33.33%，投資利稅率40.92%。
[0024]本發(fā)明實現(xiàn)了利用中性醇溶液進行高效蝦青素萃取的工藝路線，避免了酸化破壁造成的不良影響，大大降低了酸堿等化學(xué)品對環(huán)境的污染，對環(huán)境保護具有極大意義。
[0025]發(fā)酵法提取蝦青素的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢菌渣，干燥制成蛋白飼料，符合國家清潔生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保的發(fā)展策略。
[0026]本發(fā)明的實施，可實現(xiàn)我國蝦青素產(chǎn)業(yè)技術(shù)提升，對于我國蝦青素產(chǎn)業(yè)的科技進步將起到非常重要的推動作用。項目實施可顯著降低蝦青素產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，有效改變我國蝦青素長期依賴進口的局面，促使我國蝦青素生產(chǎn)技術(shù)的推廣，同時促進其應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)進步，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級，對經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。
【主權(quán)項】
1.一種利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法，以發(fā)酵培養(yǎng)的紅發(fā)夫酵母菌種為原料，其特征為，包括如下步驟:(I)按照1:10的接種比，將紅發(fā)夫酵母菌種經(jīng)過二級種子罐逐步放大到生產(chǎn)罐，在無菌條件下，保持20-22Γ，通入無菌空氣結(jié)合生產(chǎn)罐的攪拌使發(fā)酵液的溶解氧不低于30%，發(fā)酵時間為60h; (2)將生產(chǎn)罐中的紅發(fā)夫酵母菌液用栗打入酵母離心機，分離上清液，由重料嘴流出的酵母乳排入調(diào)漿罐，加入清水漂洗后經(jīng)酵母分離機再次分離洗滌后的酵母乳；(3)將離心獲得的酵母乳用廂式壓濾機壓榨到固形物含量為30%，移入噴霧干燥塔中將水分降至5%以下，粉碎過篩后得到蝦青素含量0.5%的蝦青素粉;(4)將蝦青素粉加入到溶劑浸提罐中，加入3倍體積的質(zhì)量分數(shù)95%的食用酒精，攪拌、靜置后排出上清液，在殘余菌渣中加入3倍體積的質(zhì)量分數(shù)95%的食用酒精，同樣條件下浸提一次，合并浸提液；(5)殘余菌渣經(jīng)過濾后干燥得到蛋白飼料產(chǎn)品，浸提液加入大豆油后打入酒精回收罐中，將酒精蒸出，罐底殘留物加入油用助濾劑過濾，得到清澈透的蝦青素乳油。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法，其特征在于:所述紅發(fā)夫酵母菌種的產(chǎn)量超過6000微克蝦青素/克干細胞。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法，其特征在于:步驟(I)中，生產(chǎn)罐中發(fā)酵液的還原糖降低至0.5%以下時，開始連續(xù)從補料罐中流加發(fā)酵液到生產(chǎn)管中，控制還原糖含量不高于1%，酒精含量不高于0.5%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法，其特征在于:步驟(2)中，清水的溫度不高于30 °C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法，其特征在于:步驟(4)中，浸提時，加入食用酒精后，室溫下攪拌2小時，然后靜置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法，其特征在于:步驟(5)中，所述蝦青素乳油的質(zhì)量分數(shù)為1-10%。
【專利摘要】本發(fā)明屬于微生物領(lǐng)域，特別公開了一種利用酵母菌生產(chǎn)蝦青素乳油的方法。本發(fā)明以淀粉糖、玉米漿等為主要原料，進行特種酵母菌種的深層發(fā)酵培養(yǎng)；蝦青素酵母菌液打入酵母離心機，分離上清液，經(jīng)酵母離心機分離洗滌后的酵母乳；將離心獲得的蝦青素酵母菌渣壓榨為固形物后移入噴霧干燥塔中，然后經(jīng)粉碎過篩得到蝦青素粉；將蝦青素粉采用酒精萃取浸提，浸提殘渣經(jīng)過濾后烘干制成蛋白飼料產(chǎn)品，浸出液加入大豆油后升溫將酒精蒸出，罐底殘留物過濾得到蝦青素乳油產(chǎn)品。本發(fā)明步驟簡單，可實現(xiàn)我國蝦青素產(chǎn)業(yè)技術(shù)提升，可顯著降低蝦青素產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，有效改變我國蝦青素長期依賴進口的局面。
【IPC分類】C12P23/00
【公開號】CN105624256
【申請?zhí)枴緾N201610062059
【發(fā)明人】張繼紅, 竇寶德, 竇光朋
【申請人】山東百龍創(chuàng)園生物科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月29日