硒是一种氧族元素，是人体及动物必需的微量元素，在过氧化物的分解、机体免疫力的调节等方面发挥着重要作用。过量食用硒对身体不利，但缺硒同样会引起许多疾病，如克山病等，而且硒还是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的组成成分，对维持该酶的抗氧化活性起着重要的作用。因此，世界卫生组织于1973年将硒定为人和动物必需的微量元素，同年，美国FDA（美国食品药品监督管理局）也批准亚硒酸钠和硒酸钠可作为饲料添加剂应用于动物养殖业。
虽然无机硒也能参与肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶的合成，对缺硒引起的疾病起到预防和治疗作用，但有机硒因具有硒利用率高、毒性低、对环境污染小等优点，更适宜作为补硒添加剂。
通过生物富硒将无机硒转化为有机硒，是生产富硒食品的一种安全有效的方法，而富硒酵母是很常用且简便的一种生物富硒途径。富硒酵母一般含硒500-1500微克/克，其中有机硒占95%左右，主要以硒代氨基酸和硒蛋白的形式存在，少部分形成硒多糖和硒tRNA（转运RNA）。
美国FDA（2007）对饲用富硒酵母是这样定义的：富硒酵母是指通过补料分批发酵方式培养的无活性干酵母，在发酵过程中逐渐加入甘蔗糖蜜与亚硒酸盐，以使亚硒酸盐对酵母生长速度的不利效应降到最低，并保证无机硒以最佳方式结合到酵母细胞的有机质中。残留的无机硒经冲洗程序去除，使其含量不超过富硒酵母终产品总硒量的2%。
培养基中硒浓度对富硒酵母生产的影响
培养基中硒的浓度对酵母的生长和硒的吸收有很大的影响，在酵母菌的培养过程中，一般会经历适应期、对数生长期、稳定期和衰亡期四个阶段。由于硒是在酵母生长繁殖的过程中渗入到初级代谢产物中，因此对数生长期是硒元素吸收富集的最佳时期，到了稳定期以后，酵母的生长基本停止，代谢降低，乙醇等发酵产物开始积累，硒很难再渗入到细胞内。由于酵母细胞在对数生长期吸收硒的能力显著高于其他生长阶段，故在进入对数生长期前应添加无机硒。但是，高浓度的无机硒对酵母细胞具有一定毒性，特别是在适应期，由于酵母细胞数量少，对外界环境的变化比较敏感，添加的硒量不能太多，一般认为30微克/毫升的无机硒可对酵母的生长起强烈的抑制作用，因此加硒以分批添加为好。虽然酵母菌种不同，对硒的耐受性也不同，但起始硒浓度一般不应高于25微克/毫升。在发酵中期硒的添加量可适当增加以利于硒的富集。当然，有条件的最好采取流加的方式，缓慢、不断地流加低浓度无机硒。
有研究表明，在发酵初期，控制培养基中硒浓度应在10微克/毫升水平，在对数生长期来临时，硒浓度提高至25微克/毫升，不仅能使硒酵母产量提高15.2%，而且还能有效地提高酵母细胞对硒的利用率，减少单质红硒沉淀的形成，使成品酵母有机硒含量达90%以上。同时也发现，先将啤酒酵母培养2小时，使其处于对数生长期，在以后的8-9小时中采用流加的方法逐渐加入亚硒酸钠，酵母细胞中硒浓度可达1200-1900微克/克。
培养基成分对富硒酵母生产的影响
培养基成分对富硒酵母的生长和硒的转化也有很大的影响。麦芽汁是酵母菌生长繁殖的理想培养基，但麦芽汁的浓度过高会显著影响富硒酵母的得率。因为在含糖量较高的情况下（40克/升，根据酵母菌种而异），即使在有氧的条件下培养，酵母的呼吸作用也会被部分抑制，从而促使可发酵性糖发酵生成乙醇（克拉勃脱效应）。因此在常规培养时，最好将麦芽汁稀释至糖浓度在4糖锤度（甜高粱茎秆汁液中所含的可溶性固形物的百分率，即糖分含量值）左右，并适当补充氮源以利于蛋白质合成。若要进行高密度酵母培养，最好用流加培养基的办法进行连续发酵或补料分批发酵。
除了麦芽汁外，富硒酵母还可以用各种合成或半合成培养基来进行培养。在（硒代）甲硫氨酸和半胱氨酸的合成过程中，硒的掺入相对于硫来说无任何优势，因此在设计培养基时，在保证酵母不被抑制的前提下应适当增加硒的浓度，同时还应尽可能减少硫的含量，使硒在代谢过程中具有竞争优势，以增加硒代氨基酸的合成比例。在碳源的选择上，各地可因地制宜，选择一些廉价的糖类，如甘蔗糖蜜、淀粉水解液等。
通气搅拌对富硒酵母生产的影响
由于酵母菌是一类兼性厌氧微生物，在有氧条件下生长繁殖，而在缺氧条件下进行发酵。为了得到大量的富硒酵母菌体，培养时必须提供充足的氧气，最好在发酵罐内进行通气搅拌培养。实验室条件下，小规模制备硒酵母时也可用摇瓶培养，此时培养基装量以不超过1/5为宜（500毫升三角瓶中装100毫升培养基），摇床转速以200转/分钟为好。
培养时间对富硒酵母生产的影响
在富硒酵母的生产过程中，培养时间太短会导致酵母数量过低，时间太长则会导致菌体的死亡及自溶，而且还会降低设备利用率，增加成本。对于富硒酵母这类以菌体为主要培养目标的发酵，以稳定期的初期收获比较好。因此在进行正式发酵之前，有必要对所用酵母菌在选定的培养基中进行生长曲线的测定，以确定适宜的培养时间。
（刘杰 徐林 吴根福）
