專利名稱:富含賴氨酸的發(fā)酵豆粕制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明公開一種發(fā)酵豆柏制備方法,具體地說,是一種富含賴氨酸的發(fā)酵豆柏制備方法;屬于飼料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
賴氨酸是一種堿性氨基酸,是僅次于谷氨酸的第二大氨基酸產(chǎn)品,是谷物蛋白的第一限制性氨基酸,在谷物食料中添加適量的賴氨酸,其蛋白質(zhì)的生物價(jià)大大提高。賴氨酸的應(yīng)用范圍很廣①作為食品強(qiáng)化劑;②作為藥物可用作肝細(xì)胞再生劑,對改善肝功能,治療肝硬化、高氨癥,增進(jìn)食欲、改善營養(yǎng)狀況有明顯的療效;③作為飼料添加劑,在畜、禽類的飼料中添加少許的賴氨酸,對家禽、家畜的日增重、料肉比、家禽的產(chǎn)卵量等方面效果尤為顯著。 目前,賴氨酸的主要生產(chǎn)方法1)水解法(已淘汰);2)合成法以己內(nèi)酰胺、二氫吡喃、環(huán)己酮、呱啶為原料合成L-賴氨酸已有報(bào)道,但還沒有大規(guī)模的生產(chǎn)報(bào)道,主要是合成法制成的中間體DL-賴氨酸進(jìn)一步的分離工藝很復(fù)雜;3)酶法酶法(3種)①合成e-苯甲酰-a -乙酰-DL-賴氨酸,采用消旋酶處理制成e -苯甲酰-L-賴氨酸,經(jīng)酸水解得產(chǎn)品;②合成DL-4-氨基丁基乙內(nèi)酰脲,采用微生物酶使其轉(zhuǎn)變?yōu)長-賴氨酸;③由環(huán)己烯合成DL-氨基己內(nèi)酰胺,采用水解酶和消旋酶共同作用使其變成L-賴氨酸。第三種工藝已用于賴氨酸工業(yè)化生產(chǎn)。該法發(fā)明者富村隆最初找到了可水解L-氨基己內(nèi)酰胺的羅倫隱球酵母,然后發(fā)現(xiàn)了具有DL-氨基己內(nèi)酰胺消旋酶活性的無色桿菌,通過這兩種細(xì)菌的共同作用,DL-氨基己內(nèi)酰胺被轉(zhuǎn)化為L-賴氨酸,且得率高;4)發(fā)酵法原料來源廣泛,且生產(chǎn)的賴氨酸均為L-型,在賴氨酸的生產(chǎn)中占據(jù)了主導(dǎo)地位。生產(chǎn)賴氨酸的主要廠家見表4-1,其中90%以上的企業(yè)采用發(fā)酵法生產(chǎn)。發(fā)酵豆柏是利用現(xiàn)代生物工程發(fā)酵菌種技術(shù)與中國傳統(tǒng)的固體發(fā)酵技術(shù)相結(jié)合,以優(yōu)質(zhì)豆柏為主要原料,接種微生物,通過微生物的發(fā)酵最大限度地消除豆柏中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,有效地降解大豆蛋白為優(yōu)質(zhì)小肽蛋白源,并可產(chǎn)生益生菌、寡肽、谷氨酸、乳酸、維生素、UGF (未知生長因子)等活性物質(zhì)。具有提高適口性,改善營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收,促進(jìn)生長、減少腹瀉的功效。發(fā)酵豆柏兼具了為飼料提供蛋白源和有益微生物及發(fā)酵產(chǎn)物的多重特點(diǎn),是如今炙手可熱的優(yōu)質(zhì)飼料原料之一。經(jīng)過發(fā)酵的豆柏,其蛋白含量可以從發(fā)酵前的43%或46%的豆柏中蛋白含量提高至50%,賴氨酸含量也有所提高一從原始的I. 8^2. 6%,提升至
2.(T3. 0%。但這些成分百分比含量的提高很大程度上是由于發(fā)酵過程中,物料中的碳水化合物以二氧化碳和水蒸氣的形式向環(huán)境中散失而導(dǎo)致物料總質(zhì)量減少引起的,而且其他成分的質(zhì)量增加所致。綜合兩者,對于的賴氨酸生產(chǎn)方法,其生產(chǎn)工藝對設(shè)備的要求較高,過程控制嚴(yán)格,這導(dǎo)致賴氨酸的生產(chǎn)成本較高,無形中,造成飼料中添加賴氨酸成本的增加的問題。對于發(fā)酵豆柏而言,其生產(chǎn)過程本身是就是一個(gè)發(fā)酵過程,如果能夠在此過程中同時(shí)完成賴氨酸的發(fā)酵制備,既省去了制備氨基酸所需的過濾、沉淀、脫色、精制等過程,又可以解決發(fā)酵豆柏中賴氨酸的不足,且降低生產(chǎn)成本,提高效率,減少污染。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題,本發(fā)明公開一種富含賴氨酸的發(fā)酵豆柏制備方法,該制備方法簡單、有效地提高豆柏營養(yǎng)成分含量,尤其是提高了發(fā)酵豆柏中賴氨酸的含量。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,依次包括下述步驟
1)囷種的制備
a、將黃色短桿菌接種至黃色短桿菌液體培養(yǎng)基,于28 37°C,振蕩培養(yǎng),待菌液0D590值在0. 25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得黃色短桿菌一級菌種;
b、將酵母菌接種至酵母菌液體培養(yǎng)基,于28 37°C,振蕩培養(yǎng),待菌液0D590值在0. 25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得酵母菌一級菌種;
C、將乳桿菌接種乳桿菌液體培養(yǎng)基中,在30 37°C,靜置培養(yǎng),待菌液0D590值在0. 25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得乳桿菌一級菌種;
2)發(fā)酵底物的制備
稱取下述質(zhì)量百分比的原料豆柏60 80%、糖蜜20 40%、玉米粉5 10%,硫酸銨0. 5%、磷酸氫二鉀0. 2%、七水合硫酸鎂0. 1%、碳酸鈣0. 1%、酸性蛋白酶0. 04 0. 05%,植酸酶0. 05、. 2%,混合制得發(fā)酵底物;
3)發(fā)酵底物接種
將步驟I)中的制備的黃色短桿菌一級菌種、酵母菌一級菌種和乳桿菌一級菌種以質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為3:2:1混合均勻后,接種至步驟2)所制得的發(fā)酵底物中,接種量為3飛% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù)),并調(diào)節(jié)含水量至45 60% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))混合均勻,在25°C至50°C的條件下,發(fā)酵2 6天后,干燥,粉碎即得成品。進(jìn)一步的,上述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其中,所述的黃色短桿菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨8 10 g/L,酵母膏8 10 g/L,氯化鈉4 6 g/L。進(jìn)一步的,上述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其中,所述的酵母菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨4. 0 5. 5g/L,酵母膏14 16g/L,氯化鈉3. 5 4. 5g/L,葡萄糖9 llg/L。進(jìn)一步的,上述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其中,所述的乳桿菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨3. 5 4. 5g/L,葡萄糖3. 5 4. 5 g/L,氯化鈉2. 5 3. 5g/L,磷酸二氫鉀2. 5 3. 5 g/L,磷酸氫二鉀2. 5 3. 5 g/L,淀粉I. 8 2. 2 g/L,氯化鎂0. 2 g/L,硫酸鈣0. 05g/L。進(jìn)一步的,上述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其中,所述的黃色短桿菌培養(yǎng)基、酵母菌培養(yǎng)基和乳桿菌培養(yǎng)基的PH均為6. 5 7. 5。更進(jìn)一步的,上述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其中,所述的酸性蛋白酶的酶活力為80,000IU/g ;植酸酶的酶活力為5000 IU/g。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)勢
I、本發(fā)明結(jié)合了微生物發(fā)酵、酶制劑的使用,且以廉價(jià)的糖蜜作為主要成分之一,簡單、有效地解決了提高豆柏營養(yǎng)成分含量和彌補(bǔ)發(fā)酵豆柏中賴氨酸不足的兩個(gè)關(guān)鍵問題;
2、整個(gè)制備的過程采用傳統(tǒng)的生物發(fā)酵技術(shù),是豆柏發(fā)酵與賴氨酸發(fā)酵兩者的有機(jī)結(jié)合,最終成品中賴氨酸的含量達(dá)到5. 2%以上,是正常發(fā)酵豆柏中賴氨酸含量的二倍以上,蛋白含量提高4 7%,小肽、氨基酸含量分別在1(T18% ;
3、發(fā)酵豆柏的制備過程本發(fā)明提供的技術(shù)方案未對新鮮豆柏進(jìn)行高溫滅菌處理,而對發(fā)酵可能出現(xiàn)的雜菌問題主要通過對原料雜菌含量的技術(shù)指標(biāo)與大量有益菌的接種相結(jié)合的方式加以控制;這樣既保證了豆柏中營養(yǎng)成分盡可能多的被保留不因高溫滅菌處理而損失,又不影響產(chǎn)品最終的質(zhì)量,且節(jié)約了滅菌所需的設(shè)備、熱能等費(fèi)用支出。4、發(fā)酵過程中,酵母和乳酸菌的使用,增加了發(fā)酵的酸香味,改善飼料的適口性,提高了動(dòng)物的采食量,并且,乳酸菌等有益菌對畜禽的腸道起到一定的調(diào)節(jié)作用。5、發(fā)酵過程中,添加了酸性蛋白酶和植酸酶等酶制劑,不但提高了發(fā)酵效率,而且成品中的抗?fàn)I養(yǎng)因子最大程度的得以降解,從而提高了飼料的吸收、利用率。 6、成品用途廣泛,可作為畜禽及水產(chǎn)動(dòng)物的飼料原料,更重要的,可減少賴氨酸的添加量。7、該制備方法簡單易行,對設(shè)備的要求不高,節(jié)能環(huán)保,便于推廣。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
,對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明,但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制,任何人在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)所作的有限次修改,仍在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。實(shí)施例I I)菌種的制備
a、將黃色短桿菌接種至黃色短桿菌液體培養(yǎng)基,于28 37°C,振蕩培養(yǎng),待菌液0D590值在0. 25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得黃色短桿菌一級菌種;
b、將酵母菌接種至酵母菌液體培養(yǎng)基,于28 37°C,振蕩培養(yǎng),待菌液0D590值在0. 25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得酵母菌一級菌種;
C、將乳桿菌接種乳桿菌液體培養(yǎng)基中,在30 37°C,靜置培養(yǎng),待菌液0D590值在0. 25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得乳桿菌一級菌種;
其中
所述的黃色短桿菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨8 g/L,酵母膏9 g/L,氯化鈉6 g/L, pH7. O0所述的酵母菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨4.0g/L,酵母膏16g/L,氯化鈉4. 5g/L,葡萄糖 9g/L, pH7. O。所述的乳桿菌種子培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨4. 5g/L,葡萄糖4. 5 g/L,氯化鈉2. 5g/L,磷酸二氫鉀3. 0 g/L,磷酸氫二鉀2. 5 g/L,淀粉2. 2 g/L,氯化鎂0. 2 g/L,硫酸鈣 0. 05g/L, pH7. O。2)發(fā)酵底物的制備
稱取下述質(zhì)量百分比的原料豆柏700kg (豆柏的含水量為13%)、糖蜜250kg、玉米粉50kg、硫酸銨5kg、磷酸氫二鉀2kg、七水合硫酸鎂1kg、碳酸|丐1kg、酶活力為80,000IU/g的酸性蛋白酶o. 4kg,酶的酶活力為5000 IU/g的植酸酶0. 5kg,混合制得發(fā)酵底物;
3)發(fā)酵底物接種
將步驟I)中的制備的黃色短桿菌、酵母菌和乳桿菌以質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為3:2:1混合接種至步驟2)所得的發(fā)酵底物中,總接種量為50kg,并調(diào)節(jié)含水量至55%,混合均勻,發(fā)酵3天后,冷風(fēng)干燥,粉碎即得成品。期間需要每隔2 4小時(shí)測定發(fā)酵溫度,當(dāng)所測溫度超過50°C時(shí),需要翻拋。隨機(jī)取樣,測定其理化指標(biāo),按質(zhì)量百分比計(jì)算賴氨酸5. 93%(與發(fā)酵前2. 80%相比,提高了 111. 78%),蛋白50. 16% (與發(fā)酵前相比,提高了 9. 04%),小肽含量10. 18%,氨基酸含量12. 36%o 實(shí)例2
I)菌種的制備
a、將黃色短桿菌接種至黃色短桿菌液體培養(yǎng)基,于28 37°C,振蕩培養(yǎng),待菌液0D590值在0. 25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得黃色短桿菌一級菌種;
b、將酵母菌接種至酵母菌培養(yǎng)基上,于28 37°C,振蕩培養(yǎng),待菌液0D590值在0. 25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得酵母菌一級菌種;
C、將乳桿菌接種乳桿菌液體培養(yǎng)基中,在30 37°C,靜置培養(yǎng),待菌液0D590值在
0.25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得乳桿菌一級菌種;
其中
所述的黃色短桿菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨10 g/L,酵母膏8 g/L,氯化鈉5g/L, pH7. O。所述的酵母菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨5.5g/L,酵母膏15g/L,氯化鈉4g/L,葡萄糖 llg/L, pH7. O。所述的乳桿菌種子培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨3. 5g/L,葡萄糖4. Og/L,氯化鈉3.58/1,磷酸二氫鉀3.(^/1,磷酸氫二鉀3.5 8/1,淀粉1.8 g/L,氯化鎂0.2 g/L,硫酸鈣 0. 05g/L, pH7. O。2)發(fā)酵底物的制備
稱取下述質(zhì)量百分比的原料豆柏630kg(豆柏的含水量9%)、糖蜜300kg、玉米粉70kg、硫酸銨5kg、磷酸氫二鉀2kg、七水合硫酸鎂1kg、碳酸|丐1kg、酶活力為80,000IU/g的酸性蛋白酶0. 4kg,酶的酶活力為5000 IU/g的植酸酶0. 5kg,混合制得發(fā)酵底物;
3)發(fā)酵底物接種
將步驟I)中的制備的黃色短桿菌、酵母菌和乳桿菌以質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為3:2:1混合接種至步驟2)所得的發(fā)酵底物中,總接種量為45kg,并調(diào)節(jié)含水量至60%,混合均勻,發(fā)酵5天后,冷風(fēng)干燥,粉碎即得成品。期間需要每隔2 4小時(shí)測定發(fā)酵溫度,當(dāng)所測溫度超過50°C時(shí),需要翻拋。隨機(jī)取樣,測定其理化指標(biāo),按質(zhì)量百分比計(jì)算賴氨酸含量6. 14% (比發(fā)酵前提高115. 44%),蛋白51. 19% (與發(fā)酵前相比,提高了 11. 28%),小肽含量10. 98%,氨基酸含量
11.52%。實(shí)例3
I)菌種的制備a、將黃色短桿菌接種至黃色短桿菌液體培養(yǎng)基,于28 37°C,振蕩培養(yǎng),待菌液0D590值在0. 25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得黃色短桿菌一級菌種;
b、將酵母菌接種至酵母菌液體培養(yǎng)基,于28 37°C,振蕩培養(yǎng),待菌液0D590值在
0.25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得酵母菌一級菌種;
C、將乳桿菌接種乳桿菌液體培養(yǎng)基中,在30 37°C,靜置培養(yǎng),待菌液0D590值在
0.25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得乳桿菌一級菌種;
所述的黃色短桿菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨9 g/L,酵母膏10 g/L,氯化鈉4g/L, pH7. O。所述的酵母菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨4.0g/L,酵母膏14g/L,氯化鈉4. 5g/L,葡萄糖 10g/L, pH7. O。所述的乳桿菌種子培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨4. Og/L,葡萄糖3. 5 g/L,氯 化鈉3. Og/L,磷酸二氫鉀3. 0 g/L,磷酸氫二鉀3. 5 g/L,淀粉2. 0 g/L,氯化鎂0. 2 g/L,硫酸鈣 0. 05g/L, pH7. O。2)發(fā)酵底物的制備
稱取下述質(zhì)量百分比的原料豆柏720kg (豆柏的含水量為11%)、糖蜜220kg、玉米粉60kg、硫酸銨5kg、磷酸氫二鉀2kg、七水合硫酸鎂1kg、碳酸|丐1kg、酶活力為80,000IU/g的酸性蛋白酶0. 4kg,酶的酶活力為5000 IU/g的植酸酶0. 5kg,混合制得發(fā)酵底物;
3)發(fā)酵底物接種
將步驟I)中的制備的黃色短桿菌、酵母菌和乳桿菌以質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為3:2:1混合接種至步驟2)所得的發(fā)酵底物中,總接種量為60kg,并調(diào)節(jié)含水量至50%,混合均勻,發(fā)酵3天后,冷風(fēng)干燥,粉碎即得成品。期間需要每隔2 4小時(shí)測定發(fā)酵溫度,當(dāng)所測溫度超過50°C時(shí),需要翻拋。隨機(jī)取樣,測定其理化指標(biāo),按質(zhì)量百分比計(jì)算賴氨酸含量5. 61% (與發(fā)酵前相比,增加了 96. 84%),蛋白51.03% (與發(fā)酵前相比,提高了 10. 93%),小肽含量12. 23%,氨基酸含量14. 12%。本發(fā)明提供的技術(shù)方案制備方法簡單、有效地提高豆柏營養(yǎng)成分含量,尤其是提高了發(fā)酵豆柏中賴氨酸的含量。
權(quán)利要求
1.一種高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其特征在于,依次包括下述步驟 1)囷種的制備 a、將黃色短桿菌接種至黃色短桿菌液體培養(yǎng)基,于28 37°C,振蕩培養(yǎng),待菌液0D590值在O. 25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得黃色短桿菌一級菌種; b、將酵母菌接種至酵母菌液體培養(yǎng)基,于28 37°C,振蕩培養(yǎng),待菌液0D590值在O.25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得酵母菌一級菌種; C、將乳桿菌接種乳桿菌液體培養(yǎng)基中,在30 37°C,靜置培養(yǎng),待菌液0D590值在O.25、. 30時(shí),停止培養(yǎng),制得乳桿菌一級菌種; 2)發(fā)酵底物的制備 稱取下述質(zhì)量百分比的原料豆柏60 80%、糖蜜20 40%、玉米粉5 10%,硫酸銨O.5%、磷酸氫二鉀O. 2%、七水合硫酸鎂O. 1%、碳酸鈣O. 1%、酸性蛋白酶O. 04 O. 05%,植酸酶O. 05、. 2%,混合制得發(fā)酵底物; 3)發(fā)酵底物接種 將步驟I)中的制備的黃色短桿菌一級菌種、酵母菌一級菌種和乳桿菌一級菌種以質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為3:2:1混合均勻后,接種至步驟2)所制得的發(fā)酵底物中,接種量為3飛%,并調(diào)節(jié)含水量至45 60%合均勻,在25°C至50°C的條件下,發(fā)酵2 6天后,干燥,粉碎即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其特征在于,所述的黃色短桿菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨8 10 g/L,酵母膏8 10 g/L,氯化鈉4 6 g/L0
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其特征在于,所述的酵母菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨4. O 5. 5g/L,酵母膏14 16g/L,氯化鈉3. 5 4. 5g/L,葡萄糖9 llg/Lo
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其特征在于,所述的乳桿菌培養(yǎng)基中各成分的濃度為蛋白胨3. 5 4. 5g/L,葡萄糖3. 5 4. 5 g/L,氯化鈉2. 5 3.5g/L,磷酸二氫鉀2. 5 3. 5 g/L,磷酸氫二鉀2. 5 3. 5 g/L,淀粉I. 8 2. 2 g/L,氯化鎂 O. 2 g/L,硫酸鈣 O. 05g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其特征在于,所述的黃色短桿菌培養(yǎng)基、酵母菌培養(yǎng)基和乳桿菌培養(yǎng)基的PH均為6. 5 7. 5。
6.據(jù)權(quán)利要求I所述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其特征在于,所述的酸性蛋白酶的酶活力為80,000IU/g。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高賴氨酸發(fā)酵豆柏的制備方法,其特征在于,所述的植酸酶的酶活力為5000 IU/g。
全文摘要
本發(fā)明公開一種富含賴氨酸的發(fā)酵豆粕制備方法,旨在提供一種制備方法簡單、有效地提高豆粕營養(yǎng)成分含量的發(fā)酵豆粕制備方法;其技術(shù)要點(diǎn)是1)菌種的制備a、將黃色短桿菌接種至黃色短桿菌液體培養(yǎng)基,于28~37℃,振蕩培養(yǎng),待菌液OD590值在0.25~0.30時(shí),制得黃色短桿菌一級菌種;b、將酵母菌接種至酵母菌液體培養(yǎng)基,于28~37℃,振蕩培養(yǎng),待菌液OD590值在0.25~0.30時(shí),制得酵母菌一級菌種;c、將乳桿菌接種乳桿菌液體培養(yǎng)基中,在30~37℃,靜置培養(yǎng),待菌液OD590值在0.25~0.30時(shí),制得乳桿菌一級菌種;2)發(fā)酵底物的制備;3)發(fā)酵底物接種;屬于飼料制備技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)A23K1/14GK102763769SQ20121027678
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者余忠麗, 惲輝, 王華榮, 程林春, 趙大偉 申請人:廣東希普生物科技股份有限公司