[发明专利]一种利用啤酒废酵母制备富硒谷胱甘肽啤酒酵母生物制品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用新鲜的啤酒废酵母进行亚硒酸钠的生物转化合成有机硒，同时转化谷胱甘肽前体氨基酸合成谷胱甘肽，制备富硒谷胱甘肽酵母生物制品的方法。

背景技术

硒是人类及畜禽的必需微量元素之一，硒的生物学功能一般认为主要来自于硒蛋白(selenoprotein)，而硒蛋白的生物合成则是由mRNA上的密码子UGA编码硒半胱氨酸(selenocysteine, Sec)将硒以共价键结合到蛋白质中，因而硒蛋白的生物合成及代谢机理对于分子生物学以及生物化学等学科具有重要的理论价值。大量研究表明，硒蛋白在抗氧化活性、调节氧化还原信号、调节甲状腺激素代谢和免疫反应中具有重要作用。

研究表明，人体每日最低及最适宜摄取硒的安全用量分别是22 μg和50 μg，最大安全摄入量为400~550 μg。有数据显示，全球很多国家居民的硒摄入量低于最适硒摄入量，而我国已调查地区的居民硒摄入量和血硒含量均低于美国和日本。另外，有研究表明，一些特殊患病人群也需要补硒，如糖尿病、心血管疾病、消化道疾病、呼吸道疾病等疾病患者和癌症患者的血硒含量明显低于健康人群。因此，补充硒元素，无论是作为饲料添加剂还是作为膳食或药物补充剂，都具有重要的意义和广阔的前景。

与无机硒相比，有机硒具有高生物吸收率、高利用率及低毒性、环境污染小等特点，因而成为补充硒元素的主要类型。目前有机硒产品多采用生物法转化无机硒，包括动物转化、植物转化和微生物转化。其中微生物有机硒，特别是富硒酵母，作为较为理想的有机硒制剂，已得到广泛的重视和应用。

富硒产品在许多国家已实现工业化生产并进入实用阶段。日本、美国在二十世纪八十年代已有酵母有机硒商品销售，法国、芬兰和德国等欧洲国家均有富硒酵母作为食品添加剂和药物出售。我国的富硒产品正处于广泛的研发及生产阶段。如安徽泰格生物技术股份有限公司提供了一种以啤酒酵母菌株（Saccharomyces sp., ATCC 21135）发酵培养，生产富硒酵母的方法，硒含量可达2000 μg /g以上（CN 102277306 B）；广州格拉姆生物科技有限公司则以沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）为富硒材料，提供了富硒沼泽红假单胞菌制剂的制备方法（CN 103284029 A），硒的转化率达90.2%，菌体富硒量达到75.3 mg /g干菌体。

富硒产品存在的主要问题之一是高成本。目前微生物富硒的生物合成研究中，几乎全部采用纯种发酵法。纯种发酵需要较大规模的前期投入，培养时间较长，消耗大量能量，操作条件要求严格，使得生产成本较高，因此富硒生物制品价格一般较高。

谷胱甘肽分为还原型谷胱甘肽（GSH）和氧化型谷胱甘肽（GSSG），通常所说的谷胱甘肽是还原型谷胱甘肽。谷胱甘肽是机体内的重要活性物质，它具有清除自由基、解毒和维持DNA的生物合成和细胞的正常生长及细胞免疫等多种生理功能，在医学和保健领域具有重要的应用价值。谷胱甘肽也是啤酒酵母中固有的天然成份，通过在酵母发酵培养基中添加谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸可以有效提高啤酒酵母细胞中谷胱甘肽的含量。谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶。硒是GSH-Px酶系的组成成分，它能催化GSH变为GSSG，使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，同时促进H₂O₂的分解，从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害，因此谷胱甘肽是硒元素在人体中发挥生理活性的重要媒介。硒和谷胱甘肽（GSH）系统在氧化防御反应中起着关键性作用，制备富硒谷胱甘肽酵母，不仅可以提供谷胱甘肽的保健功能，同时可以更好的促进硒元素的生理功能，从而发挥更全面的生物活性。例如，将生物硒及谷胱甘肽同时添加于鱼类饲料中，可大大增强鱼类对外界毒物的抵抗及分解排泄能力（CN 101438768A）。苏州大学以产朊假丝酵母为出发菌株，提供了一种提高富硒产朊假丝酵母胞内谷胱甘肽含量的方法（中国 CN 101875958 A）。