【陈雄】酵母源生物饲料研究进展与应用展望

活性干酵母品质控制
活性干酵母品质控制
细胞计数：我国国家标准规定饲用酵母活细胞数≥150亿个/克
温水搅拌：发酵良好的饲料酵母放入水中搅拌后．易于悬浮并有大 量的白色气泡．泡沫消失速度较慢；劣质饲料酵母粉放入温水中搅 拌，形成很少泡沫，并且泡沫消失迅速，或者无泡沫，同时劣质酵 母放入水中有较多沉淀物或者有漂浮物
传统意义上的饲料酵母
1910年，德国M.德尔布吕克最先用啤酒酵母泥作为补充饲料，并定名为饲料酵母。 1967年，在美国举行的第一次国际单细胞蛋白会议上，决定所有用单细胞微生物生产 的蛋白质统称为单细胞蛋白。菌种除酵母外，还有细菌、放射菌、藻类和丝状真菌等 饲料酵母亦称为单细胞蛋白。饲料酵母按照来源和生产工艺可分为石油酵母、糖蜜酵 母、纸浆酵母、酒精酵母和啤酒酵母等
公司名称
产能 35万吨 28万吨 18.5万吨
全球占有率 >26% >19% 10%
（折干估计） （估计）
10万吨
7%
酵母工业
酵母是当代唯一年产量过百万吨的微生物制品
食品
酿 酒 新 能 源 饲料 发 酵
酵母
酿 造
保健食品
酵母源生物饲料
以酵母为原料或载体，利用现代生物技术和生产工艺，并结合微生物发酵而获得的一系 列与酵母相关的具有特定营养或功能的天然、安全的饲料原料及饲料添加剂产品。
2.5
Trehalose content (%)
2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
350
酵母水解物产品开发
高蛋白、高核酸酵母菌种选育
生理生化特征 葡萄糖 麦芽糖 筛选菌 + + 对照 + + 生理生化特征 核糖醇 肌醇 筛选菌 对照 -
商品 酵母储罐
IW IW
IW IW
罗茨风机
酵母分离机
活性干酵母的生产工艺
生产工艺流程（后期干燥）
旋风分离器
引风机
真空转鼓
尾粉
干燥床 干酵母储罐 造粒机
震荡筛
均质器
干燥热空气 干燥冷空气
包装车间
活性干酵母的生产工艺
生产工艺
发酵（逐级发酵） 7 L15 m3 -17 – 24 h 15 m3 70 m3 – 120 m3 -16 – 24 h 70 m3 – 120 m3 200 m3 – 500 m3 -16 h
酵母源生物饲料优势
活性干酵母产品与其他益生菌相比
活性干酵母耐受pH范围较广，在pH 2-7都能够生长 活性干酵母是兼性厌氧菌，在有氧和无氧环境都能够繁殖和代谢 酵母代谢产生有机酸，可降低胃肠道pH值，提高饲料消化率 酵母具有较强蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，促进营养物质消化吸收 活性干酵母通过特殊工艺干燥得到，产品本身是质壁分离休眠状态， 遇到水能迅速复活。芽孢杆菌到肠道复活时间相对较长，而一般活菌 要成为和活性干酵母一样的休眠状态，生产成本很高 活性干酵母是真菌，能够耐受一定剂量的抗生素。而其他微生态制剂 都是细菌制剂，对抗生素特别敏感
碘反应：碘反应不得呈蓝色（排除玉米蛋白粉加锯末、稻糠加香味
剂等生产的外观、气味类似的假酵母粉） 粗纤维：饲用酵母粗纤维含量≤1.5%（排除植物性物质）
蛋白质和氨基酸：粗蛋白≥40％，饲用酵母真蛋白≥26％（排出尿素
等非蛋白氮） 沙门氏茵：基料在发酵前灭菌不彻底，很容易引起病原菌污染
酵母水解物产品开发
菌种
饲料添加剂品种目录（2013）(中华人民共和国农业部公告第2045号)，
2014-02-01实施，2008年12月公布《饲料添加剂品种目录》同时废止
类 别
微生物 着色剂 矿元素及其 络(螯)合物
通用名称
产朊假丝酵母、酿酒酵母 红法夫酵母 酵母铜、酵母铁、酵母锰、酵母硒 酵母铬 β-1，3-D-葡聚糖（源自酿酒酵母）
适用范围 养殖动物
水产养殖动物、 观赏鱼 养殖动物 猪 水产养殖动物
多糖和寡糖
菌种
考虑工业生产效率，根据应用需要，筛选不同的酵母菌种
菌种 产气能力(ml)
A 450
B 590
C 660
菌种
考虑工业生产效率，根据应用需要，筛选不同的酵母菌种
菌株 A B C D E F G H I J K L 蛋白质% 糖蜜利用率% 59.53 85.60 60.77 85.49 60.38 93.39 52.49 81.73 62.43 83.90 57.75 72.64 59.62 86.77 61.30 75.91 58.47 79.80 58.49 77.12 56.80 67.33 51.57 87.52 N源利用率% 62.17 59.25 56.43 47.16 66.65 58.03 61.08 56.72 41.20 56.72 38.85 49.99 最终湿重g/L 243 231 206 220 244 213 225 209 177 226 154 224
特别说明
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复旦大学
酵母源生物饲料研究进展与应用展望
陈 雄
湖北工业大学生物工程与食品学院
2017年01月15日
复旦大学
提 纲 CONTECT
新型功能性酵母源生物饲料
活性干酵母(Active Dry Yeast，ADY)
酵母培养物(Yeast Culture，YC) 酵母细胞壁多糖（Yeast cell wall） 酵母水解物(Yeast Autolysate) 酵母硒（Yeast Selenium）
海洋红酵母
酵母复合菌 霉菌毒素吸附剂（Mould toxin binder） 利用酵母发酵而得到的酵母饲料 酵母菌相关衍生物 ……
菌种筛选和优化 发酵参数与控制：温度、溶氧通风、乙醇、碳氮磷浓度 流加设置（种类、时间、速率）等
发酵数据记录
发酵数据记录
活性干酵母生产关键工艺控制点
清洗和卫生指标
• 严格的灭菌程序
– 经常检查微生物
• 自动定位清洗系统(CIP)
– – – – CIP站 配备高速清洁助剂 高温(>85℃) 时间长 每次操作前均定位清洗
高蛋白、高核酸酵母菌种选育
45 40 35 30
DCW (g/L)
J-5 B3.3(control)
25 20 15 10 0 2
625 600
4
6
8
10
12
14
16
3.5 3.0
Fermentation activity (ml CO2/HR)
Fermentation time (h)
575 550 525 500 475 450 425 400 375
乳清
纤维素原料 泥炭等
活性干酵母的生产工艺
生产工艺流程（前期发酵）
糖蜜 来源糖处工艺
板框散热器
碱 PW 旁 氏 罐 PW PC 种子酵母 发酵罐 碱 PW IW IW
板框散热器
IW IW
洗涤罐
酵母分离机
碱 PW
碱 罗茨风机 PW IW IW
酵母分离机
商品 酵母发酵罐 种子 酵母储罐 PW
一 二 三 四 前言 酵母源生物饲料系列产品开发 酵母源生物饲料产品作用机理 酵母源生物饲料产品应用
酵母
酵母是一类单细胞真核生物，是人类“第一种家养微生物”，3500 年前，中国人用酒曲酿造美酒。酵母在日常生活中无处不在。 酵母细胞内容物含丰富的蛋白质、核苷酸、氨基酸、各种消化酶以 及多种维生素（尤其是B族维生素）。细胞壁主要成分是多糖（葡聚 糖和甘露寡糖），动物体内缺乏多糖酶，所以未破壁的酵母细胞内 容物难以被动物有效利用。
酵母工业
国际酵母工业的发展已经有200年的历史 我国酵母工业有90年历史（1922年） 全球酵母行业专业性强，产业集中度高
1868年第一代商品酵母--鲜酵母 Yeast Cake 取得专利 1900年第二代商品酵母--活性干酵 母 Active dry yeast 取得专利 1984年第三代商品酵母--速效酵母 Quick-Rise Yeast 取得专利 1993年第四代商品酵母--面包机酵 母 Bread Machine Yeast取得专利
菌种
液氮保存
不同菌种
平皿培养
斜面培养
不同菌种
原料
糖蜜：甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜。4吨糖蜜可生产1吨糖蜜酵母
味精废液：50吨废液可生产1吨酵母
酒精废液： 8吨酒精所产生的废液可生产1吨酒精酵母 盐硫酸盐纸浆废液：100吨纸浆废液可生产1吨纸浆酵母 豆制品废水：收率1.2% 生产面包酵母的离心废液：菌体干物质得率4-5%
酵母细胞壁 作为免疫增强剂、脱霉
富微量元素酵母 酵母硒、酵母铜、酵母铁、
类酵母用于畜牧养殖
剂应用于饲料工业中
酵母锌、酵母铬、酵母锰
酵母源生物饲料主要作用
优质蛋白源。饲用高活性干酵母、酵母水解物、啤酒酵母粉。蛋白质含量一 般40-60%，氨基酸平衡性好，维生素A、D、E、K和B族维生素丰富 提供酶类。除含胃蛋白酶、淀粉酶外，尚含羧态酶、氨态酶、纤维素酶等。 消化率可达80-90%，提高饲料转化率。 极佳适口性。酵母在发酵过程中，伴随产生多种有益代谢物，如有机酸类、 芳香脂类、核苷酸类、未知发酵因子等。 提供有机微量元素。酵母铜、酵母铁、酵母锌、酵母铬、酵母锰 免疫调节剂。酵母细胞壁 肠道微生态调节剂。饲用高活性干酵母 品质改良剂。酵母硒等
活性干酵母生产关键工艺控制点
节能减排和环保
农 业 种 植 【 甘 蔗 、 甜 菜 】 沼气 锅炉 燃烧 中水 回用 冷凝水 脱 盐 生物有机肥 饲料添加剂
糖 厂
糖 蜜
酵 母 生 产
生 化 酵 低浓度 物 化 母 处 废 理 水 蒸 高浓度 发 浓 缩
蒸汽
来自百度文库
达标 排放
节能：热量回收，废热发电 水回收：冷凝水回收，糖蜜稀释水的分离，发酵填充水的分离 废水处理：生物处理（生产沼气），蒸发（生物肥）
旁氏罐
发酵罐
自动控制
自动计量
活性干酵母的生产工艺
分离与酵母乳贮存 真空抽滤
分离
真空 转鼓
酵母乳 贮存
鲜酵 母块
活性干酵母的生产工艺
造粒和干燥
造粒
沸腾干燥床
圆柱状小颗粒
1-出风口 2-进料口 3-清洗喷头 4-视镜 5-灯孔 6-出料口 7-人孔 8-进风口 9-排污口
活性干酵母生产关键工艺控制点
肠道内较广泛的的酸碱度（pH 2~7.5）
菌种
中华人民共和国轻工行业标准（QB/T 1940-1994）规定：饲料酵母专指 以淀粉、糖蜜以及味精、酒精等高浓度有机废液等碳水化合物为主要原 料，经液态通风培养酵母菌，并从其发酵醪中分离酵母菌体（不添加其 他物质）经干燥后制得的产品，属单细胞蛋白质饲料之一。并指明主要 酵母菌有产朊假丝酵母菌 （ Candida utilis ）、热带假丝酵母菌（ Candida tropicalis ）、圆拟酵母菌（ Torula utilis ）、球拟酵母菌（ Torulopsis utilis ）、酿酒酵母菌（ Saccharomyces cerevisiae ）。 中华人民共和国国家标准（GB／T 22547-2008）饲料添加剂 饲用活性 干酵母（酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae ）规定：饲用活性干酵母 （酿酒酵母）以糖蜜、淀粉质为主要原料，经液态发酵通风培养酿酒酵 母并从其发酵醪中分离酵母活菌体，经脱水干燥后制得的可直接添加于 饲料中的活菌产品。 工业生产用菌种因原料而异，在用糖质原料，以及亚硫酸纸浆废液、酒 精和味精废液作原料时，多用产朊假丝酵母（又名食用球拟酵母）；在 以正烷烃作原料中用热带假丝酵母；以糖蜜为原料时，多用酿酒酵母等
提 纲 CONTECT
一 二 三 四 前言 酵母源生物饲料系列产品开发 酵母源生物饲料产品作用机理 酵母源生物饲料产品应用
菌种
理想的酵母菌株应具备如下特征 安全性（菌种的安全有效性通过了试验认可），对动物和人的
健康无害
具有促进消化道中某种有益微生物活性的作用 可大量培养生产 耐高温，耐受动物体温，且生产过程中具有理想的活性 耐酸（用于单胃动物的酵母菌必须具有这一特性），适应胃及
酵母微量元素螯合物；酵母铜、酵母铁、酵母锌、酵母铬、酵母锰等
酵母源生物饲料的发展历程
酵母培养物 反刍动物中使用，提高 增重和产奶量
1950s~1960s
饲用高活性干酵母 适用于不同动物的 活性酵母产品
1990s~2000s 2002
酵母水解物 功能性蛋白原料 应对全球蛋白资源紧缺
2006
啤酒酵母粉 酵母单细胞蛋白或酒糟