安琪活性干酵母的富硒研究

培养 30 h，实验不同的培养时间对酵母生物量及富硒能力的影响。结果见图 3。 实验结果表明，在 20～40 h 的培养时间范围内，生物量整体趋于缓慢增加，
但不显著，在 25～35 h 这段时间内，基本保持平稳，40 h 时达到最大，但此时
的硒含量却最低；培养 30 h 硒含量及硒总含量均为最高，培养时间延长或缩短， 硒含量都明显减小；综合硒含量及硒总含量进行分析，确定 30 h 为最佳培养时 间。
30 ℃培养 30 h，结果见图 2。 从图 2 可看出，当接种量在 5%～10%之间时，生物量的变化不是很显著，
继续增大接种量至 20%时，在这个范围内生物量的增幅较大，之后增幅平缓， 说明接种量在 10%～20%范围内，对酵母的生长影响较大。接种量对酵母硒含量 的影响是：随着接种量的增加，硒含量逐渐减少，但这种影响可分为两个明显 的阶段，接种量较小时（5%），硒含量最高，当增加接种量至 10%时，硒含量出 现大幅度的减少，此后，接种量在 10%～25%的范围内变化时，硒含量的减少非 常平缓。可见，接种量对酵母的生物量和硒含量的影响趋势是不同的，综合接 种量对二者的影响，即以硒总含量为指标进行分析，接种量为 20%之后硒总含 量趋于平稳，故接种量选取 20%为佳。
培养时间
1 2 3 2 3 1 3 1 2 8.46 9.47 9.05 1.01 580.07 487.71 647.11 159.40 4774.81 4549.51 5655.71 1106.20
装液量
1 2 3 3 1 2 2 3 1 9.20 9.13 8.66 0.54 529.66 587.27 597.97 68.31 4896.16 5115.72 4968.16 219.56
硒（Selenium, Se）是人体内必需的微量元素之一，具有诸多的生物学功 能，缺硒则会导致多种疾病的发生[1，2]。人体内的硒大多来源于食物，但食物中 硒含量通常很低，难以满足机体的需要[3]。以无机硒作为硒源补充硒营养不足， 储存在一定的毒性外，其生物利用率也低。而利用生物转化法，将无机硒转化 成有机硒，则可以提高硒的利用率，是开发新型硒源的一条安全有效的途径。
安琪活性干酵母的富硒研究
Studies on selenium rich ability of angel active dry yeast
柴丽红
苗丹
CHAI Li-hong MIAO-Dan
（长安大学环境科学与工程学院，陕西 西安 710064）
（Environmental Science and Engineering College of Chang’an University,
酵母对多种微量元素都具有较强的富集作用，同时其还具有易生长，发酵 周期短，自身含有丰富的营养成分等优点，是将无机硒转化为有机硒的理想载 体[4～6]。关于富硒酵母的研制，国内外均有报导，所用菌种大多局限于啤酒酵母， 对其它酵母菌的富硒性能及发酵条件则缺少较深入的研究。
1 材料与方法
1.1 实验材料及试剂 安琪活性干酵母：湖北安琪酵母股份有限公司； 活化培养基：蔗糖 1 g，蒸馏水 80 mL； 发酵培养基：YEPS 培养基，即酵母粉（YE）10 g/L，蛋白胨（P）10 g/L，
9.86
8.42
K2
8.85
8.81
K3
8.26
9.75
R
1.60
1.33
K1
345.26
608.42
K2
601.47
580.20
K3
768.17
526.28
R
422.91
82.14
K1
3405.82
5024.25
K2
5327.93
4848.33
K3
6246.28
5107.45
R
2840.46
259.12
蔗糖（S）40 g/L，pH 自然； 亚硒酸钠、DAB（3，3´- 二氨基联苯胺）、已二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）
等。 1.2 实验仪器
721 可见分光光度计, HHSyZI-Ni4 电恒温水浴锅, HY-2 调速多用振荡器 等。
———————————— 作者简介：柴丽红（1975-），女，长安大学环境科学与工程学院讲师。 E-mail: lhchaiwhy@yahoo.com.cn 收稿日期：2005-08-01
硒含量（μg/g） 硒总含量（10μg/L）
生物量（g/L）
1200 1000
800 600 400 200
0 10
20
30
40
硒添加量（mg/L）
8 6 4 2 0 50
硒 含 量（μg/g） 生 物 量（g/L）
硒总含量（10μg/L）
图 1 不同硒添加量对酵母生物量和硒含量的影响
2.2 接种量对酵母生物量和硒含量的影响 采用硒添加量 20 mg/L，装液量 50 mL/250 mL 三角瓶，选取不同的接种量，
1.3 实验方法 1.3.1 干酵母活化方法 称取 2 g 活性干酵母，加入到预先灭菌过的活化培养 基中，30 ℃静置活化 2 h。 1.3.2 培养方法 将活化后的菌种按试验要求接种到发酵培养基中，30 ℃， 200 r/min 摇床培养，其它条件由发酵实验具体而定。 1.3.3 培养条件初步优化 分析不同硒添加量、接种量、培养时间及装液量对 活性干酵母生物量和硒含量的影响，确定合适的发酵条件。 1.3.4 正交试验设计 选取 L9 （34） 正交试验表，进一步确认各影响因素的 显著性及多因素对实验结果的综合影响。 1.3.5 酵母生物量的测定 将发酵液 5000 r/min 离心 10 min，收集菌体，蒸 馏水洗涤 2 次，收集新鲜酵母，60～70 ℃烘干至恒重即可得酵母生物量，以 g/L 表示。 1.3.6 酵母中硒含量的测定 可见分光光度法[7] 。
yeast and its initial optimized cultivation condition were studied by
orthogonal experiment.
关键词：活性干酵母；硒；发酵条件
Keywords:Active dry yeast；Selenium；Cultivation condition
硒含量（μg/g） 硒总含量（10μg/L）
生物量（g/L）
1200 1000
800 600 400 200
0
5
10
15
20
接种量(%)
10 8 6 4 2 0 25
硒 含 量（μg/g） 生 物 量（g/L）
硒总含量（10μg/L）
图 2 不同接种量对酵母生物量和硒含量的影响
2.3 培养时间对酵母生物量和硒含量的影响 硒添加量为 20 mg/L，装液量 50 mL/250 mL 三角瓶，接种量为 20%，30 ℃
Xi’an, Shaanxi 710064, China）
摘要：以安琪活性干酵母为菌种，分析了硒添加量、培养时间、接种量等发酵条
件对其生长及富硒性能的影响，并通过正交试验初步确定了发酵条件的最优方
案。
Abstract: In this research, the selenium rich ability of angel active dry
硒含量（μg/g） 硒总含量（10μg/L）
生物量(g/L)
1200 1000
800 600 400 200
0 20
25
30
35
培养时间(h)
12 10 8 6 4 2 0 40
硒含量（μg/g） 生物量（g/L）
硒总含量（10μg/L）
图 3 不同培养时间对酵母生物量及硒含量的影响
2.4 装液量对酵母生物量和硒含量的影响 硒添加量为 20 mg/L，接种量为 20%，装液量不同，30 ℃培养 30 h，实
交试验表，以确定各因素对活性干酵母的富硒性能影响的显著性，从而初步确 定最佳的发酵条件。正交试验因素及水平选择见表 1，正交试验设计及结果分 析见表 2。
由表 2 可以看出，四种因素在所选水平范围内，对各项指标的影响是不同 的。对生物量影响最为显著的因素是硒添加量，其次是接种量，装液量对生物 量的影响最小。对酵母硒含量、硒总含量影响最大的因素均为硒添加量，然后 依次是培养时间、接种量和装液量。可见，硒添加量对活性干酵母的生长和富 硒性能影响最大，而装液量的影响最小。对生物量而言，最优条件组合为 A1B3C2D1，而最优条件组合对硒含量和硒总含量来说基本是一致的，差别只在 于装液量水平的不同，但是由于装液量对各项指标而言均是影响最小的因素， 因此，最终选定 A3B3C3D2 为最优条件组合,结果见表 3。
母中硒含量及硒总含量均呈上升趋势。说明安琪活性干酵母具有较强的耐硒和 富硒能力，但随着硒添加量的增加会抑制酵母的生长，而在一定范围内，酵母 的硒含量与发酵液中的硒浓度成正相关关系。当发酵培养基中的硒添加量≤20 mg/L 时，对酵母生长的抑制作用较小，同时硒含量也较低；硒添加量≥30 mg/L 时，对酵母生长产生强烈的抑制作用，硒含量仍比较平缓的增加。但在实验中 发现，当硒添加量大于 20 mg/L 时，硒酵母已呈现明显的红色，这是因为在代 谢过程中，酵母能把亚硒酸钠还原成红色单质 Se，而且培养基中亚硒酸钠的浓 度越大，它被还原而生成单质硒也就越多，说明酵母将无机硒转化为有机硒的 能力是有一定限度的，当达到这一限度后，随着培养基中亚硒酸钠浓度的增加， 有机硒的含量不再增加反而会下降，而单质硒的量却增加了[8]，这种单质硒与 硒酵母混在一起，很难用物理方法分开，当硒添加量大于 20 mg/L 时，虽然酵 母的硒含量较高，但因其中混有较多的单质硒，因此实际转化无机硒的量并不 高，可见在硒酵母的生产中，选择适合的硒添加量，控制单质硒的生成，是十 分必要的。为避免红 Se 析出和降低有机硒的转化，摇瓶发酵结果表明培养基中 无机硒（Na2SeO3）的添加量不应超过 20 mg/L。
生物量/
（g. L-1）
硒含量/
（μg.g-1）
8.955 10.294 10.348 8.421 8.932 9.214 7.881 7.218 9.749
348.52 285.54 401.73 580.67 643.54 580.19 896.07 811.52 596.92
硒总含量/
（μg.L-1）
3121.00 2939.35 4157.10 4889.82 5748.10 5345.87 7061.93 5857.55 5819.37
硒总含量（μg/L）=硒含量（μg/g）×生物量（g/L）
2 结果与讨论
2.1 硒添加量对酵母生物量和硒含量的影响 配制硒添加量不同的培养基，采用接种量 10%，装液量 50 mL/250 mL 三角
瓶，于 30 ℃，200 r/min 培养 30 h。结果见图 1。 实验结果表明，随着硒添加量的增加，富硒酵母的生物量呈下降趋势，酵
硒含量（μg/g） 硒总含量（10μg/L）
生物量(g/L)
1200 1000
800 600 400 200
0
30
50
70
90
装液量(mL)
12 10 8 6 4 2 0
110
硒含量（μg/g） 生物量（g/L）
硒总含量（10μg/L）
图 4 不同装液量对酵母生物量及硒含量的影响 2.5 正交试验
单因素实验表明，硒添加量、接种量、培养时间及装液量对酵母的生物量、 硒含量都有不同程度的影响。选取以上四个因素的三个水平，利用 L9 （34）正
验不同的装液量对酵母生物量及硒含量的影响，结果见图 4。实验发现，随着 培养基装液量的增大，酵母生物量逐渐减少。由于培养基装液量越大，其内的 溶解氧就越少，导致了菌体的正常生长受到抑制，但影响不是很显著。而装液 量的大小（溶氧的高低）对酵母硒含量的影响，却表明装液量为 50 mL 时的硒 含量最低，大于或小于此装液量，硒含量均增大，但在装液量为 90 mL 和 110 mL 时酵母出现了红硒现象，说明装液量过大时则超过了酵母对硒转化能力的限度。 在不出现红硒现象的情况下，综合装液量对生物量和硒含量的影响，装液量为 70 mL/250 mL 三角瓶时，酵母的硒总含量达到最高，故在进一步的实验中均采 用 70 mL/250 mL 三角瓶的装液量。
表 1 正交试验因素水平表
水平
1 2 3
A 硒添加量/（mg. L-1） B 接种量/%
10
15
15
20
20
25
C 培养Байду номын сангаас间/h
25 30 35
D 装液量/mL
60 70 80
表 2 正交实验设计与结果及均值分析表
试验 硒添加量 序号
接种量
1
1
1
2
1
2
3
1
3
4
2
1
5
2
2
6
2
3
7
3
1
8
3
2
9
3
3
K1