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一種菌酶協同發酵制備豆粕的方法.pdf

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一種 協同 發酵 制備 豆粕 方法
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摘要
申請專利號:

CN201811267028.6

申請日:

20181029

公開號:

CN109198162A

公開日:

20190115

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A23K10/12,A23K10/14,A23K10/37,A23K10/33 主分類號: A23K10/12,A23K10/14,A23K10/37,A23K10/33
申請人: 江南大學
發明人: 毛銀,鄧禹,陸春波,李國輝,趙運英
地址: 214000 江蘇省無錫市蠡湖大道1800號
優先權: CN201811267028A
專利代理機構: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 代理人: 張勇
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201811267028.6

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種菌酶協同發酵制備豆粕的方法,屬于發酵工程技術領域。本發明的方法以產酸量大,譜寬的植物乳桿菌作為發酵菌株,中性蛋白酶作為酶解蛋白酶進行協同發酵,通過固態發酵工藝制備得到了可作為飼料使用的發酵豆粕;利用本發明方法方法制備得到的發酵豆粕能很好的去除豆粕中的抗原蛋白且小肽含量多,易于消化,另外富含多種有機酸大大提高了飼料的適口性。

權利要求書

1.一種菌酶協同發酵豆粕的制備方法,其特征在于,將植物乳桿菌和蛋白酶進行協同發酵;所述植物乳桿菌按1×10~5×10CFU/g豆粕進行接種;所述蛋白酶按1000~2000U/g豆粕原料的比例添加。2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述發酵為固態發酵;所述固態發酵在35~45℃溫度下進行。3.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,植物乳桿菌為植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)JUN-DY-6。4.根據權利要求1~3任一所述的方法,其特征在于,蛋白酶包括中性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶或風味蛋白酶。5.根據權利要求1或4所述的方法,其特征在于,所述方法還向發酵體系中加入糖蜜。6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述糖蜜的添加量為豆粕原料總質量的2~4%。7.根據權利要求1~6任一所述的方法,其特征在于,所述發酵是向風干的豆粕中加入豆粕總質量30~60%的水、2~5%的糖蜜原液、1000~2000U/g豆粕的蛋白酶,于30~50℃發酵32~60h,結束后在50~55℃下進行烘干、粉碎。8.應用權利要求1~7任一所述方法制備的發酵豆粕。9.含有權利要求8所述發酵豆粕的飼料。10.權利要求1~7任一所述方法在制備含發酵豆粕的飼料方面的應用。

說明書

技術領域

本發明涉及本發明涉及一種菌酶協同發酵制備豆粕的方法,屬于發酵工程技術領域。

背景技術

近年來我國畜牧業和飼料工業發展迅速,蛋白質飼料資源的缺乏已經成為困擾其持續健康發展的一大問題。一些優質常規蛋白質飼料原料如大豆粕、魚粉等價格逐年高漲,而造成價格上漲的主要原因是由于豆粕中含有大量的抗營養因子,降低了蛋白質的消化利用率,限制了其在動物飼養中的應用。

解決抗營養因子的問題和提高蛋白利用率已成為近年來國內外飼料研究的熱點。生物技術手段(微生物發酵法和酵解法)是目前研究中應用最廣泛的手段。

其中酶解法生產,可以有效降解豆粕中抗原蛋白但不足之處在于易產生苦味肽,影響產品的適口性,影響動物采食量。微生物發酵法在發酵過程會產生大量有機酸及香味物質,對于調節動物腸道健康,改善飼料適口性都具備積極意義,但單純的依靠微生物發酵,其蛋白酶的量不能滿足要求,降解抗原蛋白效果一般。

發明內容

本發明提供了一種菌酶協同發酵豆粕的制備方法,所述方法為將植物乳桿菌和蛋白酶進行協同固態發酵;所述固態發酵在35~45℃溫度下進行。

在本發明的一種實施方式中,所述植物乳桿菌為植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)JUN-DY-6,已于2017年12月08日(公開日)公開于公開號為CN107446852A的專利申請文本中。

在本發明的一種實施方式中,所述蛋白酶按1000~2000U/g豆粕原料的比例添加。

在本發明的一種實施方式中,所述豆粕原料為風干豆粕。

在本發明的一種實施方式中,所述蛋白酶為中性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶或風味蛋白酶,均購自自山東和實集團有限公司。

在本發明的一種實施方式中,所述方法還向發酵體系中加入糖蜜。

在本發明的一種實施方式中,所述糖蜜的添加量為豆粕原料總質量的2~4%。

在本發明的一種實施方式中,所述植物乳桿菌JUN-DY-6按1×107~5×108CFU/g豆粕進行接種。

在本發明的一種實施方式中,所述發酵是向風干的豆粕中加入豆粕總質量30~60%的水、2~5%的糖蜜原液、1000~2000U/g豆粕的蛋白酶,于30~50℃發酵32~60h,結束后在50~55℃下進行烘干、粉碎。

在本發明的一種實施方式中,所述發酵是向風干的豆粕中加入豆粕總質量50%的水、3%的糖蜜原液、1000~2000U/g豆粕的蛋白酶,于40℃發酵48h,結束后在55℃下進行烘干、粉碎。

本發明還要求保護所述方法制備的發酵豆粕,及含有發酵豆粕的飼料。

本發明還要求保護所述方法在制備含發酵豆粕的飼料方面的應用。

本發明有益效果:本發明采用微生物發酵和酶解協同作用處理豆粕,把兩者很好的結合到了一起,一方面使得飼用蛋白降解徹底,有效地提高豆粕小肽的量,提高了約240%,另一方面也降低了抗營養因子并增加飼料的適口性,而發酵過程還能產生各種活性物質,例如檸檬酸,丙酸等,對動物有一定的保健作用,具有極大的應用前景。

附圖說明

圖1是不同乳酸菌發酵后豆粕總酸含量;

圖2是不同乳酸菌發酵后豆粕有機酸含量;A:副干酪乳桿菌DY2;B:鼠李糖乳桿菌DY4;C:乳酸片球菌DY5;D:植物乳桿菌JUN-DY-6。

具體實施方式

粗蛋白含量參照GB/T 5009.5-2003.

蛋白質體外消化率參照任曉靜等《花生粕飼用品質改善的研究》。

總酸含量參照GB/T 12456-2008.

小肽含量參照GB/T 22492-2008。

MRS培養基(g/L):蛋白胨10.0,牛肉膏8.0,酵母粉4.0,葡萄糖20.0,磷酸氫二鉀2.0,檸檬酸三銨2.0,乙酸鈉5.0,七水硫酸鎂0.58,四水硫酸錳0.25,吐溫80 1ml,蒸餾水1L,115℃滅菌20分鐘。

實施例1:菌酶協同發酵菌株的選擇

以副干酪乳桿菌DY2、鼠李糖乳桿菌DY4、乳酸片球菌DY5和植物乳桿菌JUN-DY-6作為豆粕發酵的候選菌株。其中,副干酪乳桿菌DY2已于公開號為CN107227280A的專利申請中公開;鼠李糖乳桿菌DY4已于公開號為CN107217022A的專利申請中公開;乳酸片球菌DY5已于公開號為CN107227279A的專利申請中公開。

1、樣品的活化:將不同乳酸菌按照1%的接種量接種到MRS培養基,37℃活化24h,按照同樣的方式活化2-3代,繼續于MRS培養基中培養,得到乳酸菌的菌液。

2、發酵菌種的篩選:將風干的豆粕、水、糖蜜、及對數期的乳酸菌菌液按(水的加入量占豆粕總質量的50%、糖蜜原液的加入量占豆粕總質量的3%、菌液接種量占豆粕總質量的5%)的配比混合均勻后置于經無菌處理的自封袋中,封口置于37℃培養箱中發酵48h,結束后樣品在55℃進行烘干、粉碎后測定小肽含量,總酸含量。

3、最優菌種的篩選:小肽含量見表1,總酸,有機酸含量見圖1、圖2,可以發現不同菌株發酵后小肽含量差異不大,單純依靠菌株發酵降解豆粕效果一般,總酸含量方面植物乳桿菌JUN-DY-6優于其他菌株,總酸含量達到了2.3%,可以大大減少酸化劑使用,并提高飼料適口性,所以選擇植物乳桿菌JUN-DY-6為發酵菌株。

表1不同乳酸菌發酵豆粕肽含量

A:副干酪乳桿菌DY2;B:鼠李糖乳桿菌DY4;C:乳酸片球菌DY5;D:植物乳桿菌JUN-DY-6

實施例2:菌酶協同發酵蛋白酶的選擇

將風干的豆粕、水、糖蜜、及不同的蛋白酶按:水的加入量占豆粕總質量的50%、糖蜜原液的加入量占豆粕總質量的3%、蛋白酶加入量為1000U/g混合均勻后置于經無菌處理的自封袋中,封口置于37℃培養箱中發酵48h,結束后樣品在55℃下進行烘干、粉碎后測定小肽含量。

結果見表2,比較不同蛋白酶酶解后小肽情況,發現由中性蛋白酶酶解后,小肽含量最高,顯示其優異的酶解能力,所以選擇中性蛋白酶。

表2不同蛋白酶酶解豆粕肽含量

實施例3:不同接種量下的菌酶協同發酵工藝

控制水、糖蜜、及蛋白酶的添加量同實施例2(即水的添加量占豆粕總質量的50%,糖蜜占豆粕總質量的3%,蛋白酶的添加量為1500U/g),分別接種1%、2%、3%、4%、5%的菌液按質量計,菌液濃度為1×109CFU/mL,進行37℃發酵48h,結束后樣品在55℃下進行烘干、粉碎后測定小肽含量。結果如表3所示。接種量超過2%的情況下,肽含量均高于100.07mg/g。

表3不同接種量對發酵豆粕肽含量影響

實施例4:不同蛋白酶添加量下的菌酶協同發酵工藝

控制水、糖蜜、及菌液的添加量不變(即水的添加量占豆粕總質量的50%,糖蜜占豆粕總質量的3%,菌液的添加量占豆粕總質量的1%),分別添加0、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%蛋白酶進行37℃發酵48h,結束后樣品在55℃下進行烘干、粉碎后測定小肽含量。結果如表4所示。

表4不同酶添加量對發酵豆粕肽含量影響

實施例5:不發酵溫度下的菌酶協同發酵工藝

控制水、糖蜜、蛋白酶及菌液的添加量不變(即水的添加量占豆粕總質量的50%,糖蜜占豆粕總質量的3%,菌液的添加量占豆粕總質量的1%,蛋白酶的添加量為1500U/g),分別設定30、35、37、40、45℃的溫度進行發酵,發酵48h,結束后樣品在55℃下進行烘干、粉碎后測定小肽含量。結果如表5所示,40℃發酵時肽含量可達109.78mg/g。

表5不同發酵溫度對發酵豆粕肽含量影響

實施例6:不同發酵工藝比較

分別對原豆粕,乳酸菌單獨發酵工藝、蛋白酶單獨酶解工藝,菌酶協同發酵工藝在40℃溫度發酵48h時間后的樣品進行粗蛋白,蛋白質體外消化率,小肽含量,總酸含量的測定。

乳酸菌單獨發酵工藝:菌液添加量3%,水添加量50%,糖蜜添加量3%;

蛋白酶單獨酶解工藝:酶添加量1.5%,水添加量50%,糖蜜添加量3%;

菌酶協同發酵工藝:菌液添加量為3%,酶添加量1.5%,水添加量50%,糖蜜添加量3%;

結果見表6,菌酶協同發酵工藝在這四項指標方面都優于其他兩種工藝,其中粗蛋白含量由原來的46.87%提高到了52.12%,蛋白質體外消化率提高了15.55%,小肽含量提高了240%,總酸含量提高了1.79%,對發酵后的豆粕中主要有機酸進行檢測,結果如表7所示,有機酸種類豐富,顯示出菌酶協同發酵工藝可以顯著改善飼料品質。

表6不同發酵工藝下發酵豆粕指標

表7菌酶協同發酵豆粕中的有機酸含量

雖然本發明已以較佳實施例公開如上,但其并非用以限定本發明,任何熟悉此技術的人,在不脫離本發明的精神和范圍內,都可做各種的改動與修飾,因此本發明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。

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