液態(tài)同步發(fā)酵酶解植物蛋白的方法及制得的蛋白水解物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及酶解植物蛋白的方法，具體設(shè)及一種液態(tài)同步發(fā)酵酶解植物蛋白的方 法及制得的蛋白水解物。
【背景技術(shù)】
[0002] 小膚一般含有2~3個氨基酸殘基，可W被機(jī)體直接和完整的吸收，吸收速率快、消 耗能量低、吸收效率高。小膚作為飼料添加劑，具有多種生物活性功能，可W促進(jìn)腸粘膜結(jié) 構(gòu)和功能發(fā)育;可W促進(jìn)氨基酸吸收和蛋白質(zhì)合成;可W促進(jìn)免疫器官發(fā)育，可W提高機(jī)體 免疫力;可W促進(jìn)礦物會吸收;可W提高機(jī)體抗氧化水平等。
[0003] 小膚的生產(chǎn)可W通過化學(xué)合成法、酸水解法、蛋白酶酶解法來實(shí)現(xiàn)?；瘜W(xué)合成法成 本高，不適合應(yīng)用于飼料領(lǐng)域;酸水解法水解過程不易控制，小膚易被水解成氨基酸。蛋白 酶酶解法條件溫和，過程可控，得到的產(chǎn)物小膚含量高。關(guān)于蛋白酶酶解的專利有 化01823124.1、21^201110164075.乂、化00805272.7等，運(yùn)些專利介紹了直接用蛋白酶酶解蛋 白源獲取目的產(chǎn)物的工藝，將植物蛋白配制成植物蛋白水溶液或含水漿狀物后，加入成品 蛋白酶進(jìn)行酶解后，經(jīng)干燥得到富含小膚的蛋白水解物。而運(yùn)些酶解法中使用都是成品蛋 白酶，一般由菌體發(fā)酵培養(yǎng)而來，需要經(jīng)過發(fā)酵、酶的提取濃縮、酶的保藏等步驟，使用時(shí)再 將其加入到植物蛋白水溶液或含水漿狀物中，工藝流程繁冗，生產(chǎn)周期較長，生產(chǎn)成本較 高。而且現(xiàn)有工藝主要使用固態(tài)發(fā)酵的方式來實(shí)現(xiàn)酶的同步制取和酶解，但固態(tài)發(fā)酵面臨 一些弊端:如發(fā)酵周期長、酶解效果差、所得產(chǎn)物小膚含量低、生產(chǎn)過程勞動強(qiáng)度大、過程不 易控制、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種液態(tài)同步發(fā)酵酶解植物蛋白的方法，一是可W解決現(xiàn)有的酶水解 蛋白方法中，需要先制備成品蛋白酶、保藏酶等，導(dǎo)致工藝流程繁冗，生產(chǎn)周期較長，生產(chǎn)成 本較高的問題;二是避免固態(tài)發(fā)酵所帶來的弊端。
[000引本發(fā)明還提供一種由上述方法制得的蛋白水解物。
[0006] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種液態(tài)同步發(fā)酵酶解植物蛋白的方法，包括W下步驟： 取能夠產(chǎn)生對應(yīng)植物蛋白酶的菌種，經(jīng)活化、種子液培養(yǎng)W及種子液擴(kuò)大培養(yǎng)后，將種 子液接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng);將植物蛋白與水按重量比為1:(1.7~3)的比例混合， 得到植物蛋白溶液;在發(fā)酵培養(yǎng)至20~40h時(shí)，添加植物蛋白溶液進(jìn)行同步酶解，再經(jīng)過升 溫酶解后，干燥。
[0007] 本發(fā)明提供了一種將酶的發(fā)酵制取與酶解植物蛋白同步進(jìn)行的新工藝，省去了酶 的提取、濃縮干燥、儲藏、添加等步驟，簡化了工藝，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)約了生產(chǎn)成本，且在 酶的發(fā)酵過程中添加植物蛋白，既是酶底物又能作為菌體氮源，可W誘導(dǎo)酶的大量生成，進(jìn) 一步提高酶解效率。且本發(fā)明通過在發(fā)酵至20~40h時(shí)大量加入待酶解的植物蛋白溶液，使 發(fā)酵罐中的料水比增加，大大降低了用水量，使后期的干燥過程更易實(shí)現(xiàn)，并最大程度的降 低生產(chǎn)成本。
[0008] 本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，蛋白酶多來源于微生物，廣泛存在于細(xì)菌(含古細(xì)菌）、酵母 菌和真菌中。本申請中所需酶解的植物蛋白為能夠用于制備飼用小膚的植物蛋白，包括但 不限于豆巧、大豆蛋白、棉巧蛋白、玉米蛋白W及大米蛋白，對應(yīng)的蛋白酶多存在于地衣芽 抱桿菌和/或枯草芽抱桿菌中。
[0009] 其中，所述活化步驟具體可W為：將菌種接種于LB培養(yǎng)基中，35~37°C培養(yǎng)12~ 2地。
[0010] 其中，所述種子液培養(yǎng)步驟具體可W為:將活化的菌種接種于種子培養(yǎng)基，于35~ 37°C、200~250轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，震蕩培養(yǎng)12~24h;其中，所述種子培養(yǎng)基的配方為:蛋白 腺6~12g/L、酵母粉3~5g/L、葡萄糖5~lOg/L、硫酸錠2~4g/L、氯化鋼5~lOg/L、憐酸氨二 鐘2~5g/L、憐酸二氨鐘2~3g/L。
[0011] 其中，在所述種子液培養(yǎng)步驟中，在接種活化的菌種前，所述種子培養(yǎng)基于121°C 滅菌20~30min后，冷卻至30~37°C。
[0012] 其中，所述種子液擴(kuò)大培養(yǎng)步驟具體可W為:將經(jīng)過上述種子液培養(yǎng)得到的種子 液按原液:新液為（1~5) :50的體積比接種于新的種子培養(yǎng)基，在溫度為35~37°C的條件 下，W150~300轉(zhuǎn)/分鐘的速度攬拌，并通無菌空氣，培養(yǎng)12~2地。
[0013] 其中，所述發(fā)酵培養(yǎng)步驟具體可W為:將經(jīng)過上述種子液擴(kuò)大培養(yǎng)得到的種子液 按原液:新液為（1~10): 100的體積比接種于發(fā)酵培養(yǎng)基，在溫度為35~37°C的條件下，W 150~300轉(zhuǎn)/分鐘的速度攬拌并通無菌空氣培養(yǎng)20~40h;其中，發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為:植物 蛋白30~200g/L、酵母粉3~5g/L、葡萄糖5~lOg/L、硫酸錠2~4g/L、氯化鋼5~lOg/L、憐酸 氨二鐘2~5g/L、憐酸二氨鐘2~3g/L、氯化巧0.1~Ig/L、硫酸儀0.1~Ig/L。
[0014] 其中，在所述發(fā)酵培養(yǎng)步驟中，在接種經(jīng)過上述種子液擴(kuò)大培養(yǎng)得到的種子液前， 所述發(fā)酵培養(yǎng)基于121°C滅菌20~30min后，冷卻至30~37°C。
[0015] 其中，所述植物蛋白與水按重量比為1:(1.7~3)的比例混合后，于121°C的溫度下 滅菌20~30min，冷卻至35~40°C。
[0016] 其中，所述植物蛋白與水混合的重量比進(jìn)一步優(yōu)選為1: (1.7~2.2)，W進(jìn)一步減 少用水量，降低后續(xù)的干燥成本。
[0017] 其中，所述同步酶解步驟具體可W為:在發(fā)酵培養(yǎng)至20~40h時(shí)，采用分批補(bǔ)加或 連續(xù)流加的方法向發(fā)酵罐中添加滅菌的植物蛋白溶液，植物蛋白溶液的總添加體積為發(fā)酵 液體積(即，添加植物蛋白溶液之前的發(fā)酵液體積)的0.3~2倍。
[0018] 其中，所述升溫酶解步驟具體可W為:在發(fā)酵培養(yǎng)至36~60h時(shí)，將發(fā)酵溫度提高 至50~60°C，并保持2~化。
[0019] 其中，所述干燥步驟具體可W為:將經(jīng)過升溫酶解步驟得到的酶解液在65°C的溫 度下熱風(fēng)干燥，得到粉狀的富含小膚的蛋白水解物。
[0020] 本發(fā)明還提供一種由上述方法制得的蛋白水解物。該蛋白水解物中，酸溶蛋白含 量約為27.6-31.5%。該蛋白水解物可用作飼料添加劑，可W提高動物生產(chǎn)性能；提高免疫 力；降低腹瀉率和死亡率等。
[0021] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果： 1.節(jié)約成本:本發(fā)明將蛋白酶的發(fā)酵制取和酶對蛋白的酶解過程同步結(jié)合起來，省去 了酶的提取濃縮、保藏、添加等步驟，大大縮短了操作時(shí)間，節(jié)約了時(shí)間成本和生產(chǎn)成本，且 利用蛋白原料對菌體產(chǎn)酶的誘導(dǎo)作用，使酶解效率進(jìn)一步提高。本發(fā)明雖為液態(tài)發(fā)酵，但在 發(fā)酵至20~40h時(shí)添加了大量待酶解植物蛋白，使含水量降低，大大節(jié)約了產(chǎn)品的干燥成 本。
[0022] 2.小膚含量高：前期發(fā)酵和后期植物蛋白的誘導(dǎo)使菌體產(chǎn)生大量的蛋白酶，酶解 效率大為提高，產(chǎn)品中酸溶蛋白占干物質(zhì)的量達(dá)到27.6% W上。
[0023] 3.富含益生菌:發(fā)酵過程中產(chǎn)酶所使用的地衣芽抱桿菌或枯草芽抱桿菌均是益生 菌，可W促進(jìn)動物的消化吸收，增加采食量。
[0024] 4.本發(fā)明制得的蛋白水解物作為飼料添加劑，可W提高動物生產(chǎn)性能;提高免疫 力；降低腹瀉率和死亡率等。
【附圖說明】
[0025] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部 分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中： 圖1為本發(fā)明液態(tài)同步發(fā)酵酶解植物蛋白的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作 為對本發(fā)明的限定。
[0027] 如圖1所示，為本申請液態(tài)同步發(fā)酵酶解植物蛋白的工藝流程圖，從圖中可W看 出，本申請制備蛋白水解物的步驟主要包括： 菌種活化、搖瓶種子培養(yǎng)(即，種子液培養(yǎng)）、種子罐種子培養(yǎng)(即，種子液擴(kuò)大培養(yǎng)）、發(fā) 酵培養(yǎng)、同步酶解、升溫酶解、熱風(fēng)干燥W及成品包裝。結(jié)合W下同步發(fā)酵酶解不同的植物 蛋白，對本申請作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0028] 實(shí)施例1同步液態(tài)發(fā)酵酶解豆巧制取蛋白水解物a (1)菌種活化:將冰箱保藏的地衣芽抱菌種接種于LB培養(yǎng)基的平皿，37°C培養(yǎng)24h。
[0029] (2)搖瓶種子培養(yǎng)基配制：按W下比例配制種子培養(yǎng)基:膜蛋白腺12g/L，酵母粉 4g/L，葡萄糖lOg/L，硫酸錠4g/L，氯化鋼6g/L，憐酸氨二鐘5g/L，憐酸二氨鐘2g/L，裝液量 200mL/瓶，搖瓶容量lOOOmL共3瓶。121°C滅菌20min，冷卻至30~37°C。
[0030] (3)種子液培養(yǎng):將經(jīng)過步驟（1)活化后的菌體接種于上述步驟(2)得到的種子培 養(yǎng)基，于搖床37°C、250巧m震蕩培養(yǎng)15h。
[0031] (4巧化種子罐種子培養(yǎng)基的配置:按W下比例配制種子培養(yǎng)基：蛋白腺12g/L，酵 母粉4g/L，葡萄糖lOg/L，硫酸錠4g/L，氯化鋼6g/L，憐酸氨二鐘5g/L，憐酸二氨鐘2g/L，裝液 量30L<J2rC滅菌20min，通無菌空氣冷卻至30~37°C。
[0032] (5)種子液的擴(kuò)大培養(yǎng):將步驟(3)培養(yǎng)得到的種子液合并后接種于步驟(4)得到 的種子培養(yǎng)基中，在溫度37°