專利名稱：一種高抗氧化低致敏性飼用發(fā)酵豆粕的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，以豆粕和麩皮為原料，利用微生物發(fā)酵技術(shù)有效 去除豆粕中的大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子，同時(shí)得到富含分子量低于15KDa的多肽的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵豆粕， 尤其是一種固態(tài)發(fā)酵的制備高抗氧化低致敏性豆粕的微生物發(fā)酵工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界上最大的養(yǎng)殖生產(chǎn)國(guó)之一，同時(shí)也是世界上飼料原料特別是蛋白質(zhì)原 料的需求大國(guó)。飼料糧主要是玉米原料再加魚(yú)粉、豆粕及各種微量元素配制而成。占飼料 比重很大的蛋白質(zhì)、能量飼料接近或超過(guò)70%。我國(guó)飼料工業(yè)生產(chǎn)中蛋白質(zhì)飼料資源的嚴(yán) 重不足已成為事實(shí)，對(duì)國(guó)際原料市場(chǎng)有很深的依賴性，已使我國(guó)配合飼料的生產(chǎn)成本居高 不下，價(jià)格波動(dòng)使生產(chǎn)企業(yè)處于虧損的邊緣，抑制了飼料工業(yè)發(fā)展。飼料蛋白作為是制約中 國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展的第一大權(quán)重因子，主控權(quán)受制于國(guó)外，因此飼料蛋白成為我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展 的第一大原料供給瓶頸和食物供給安全瓶頸，具有重要的國(guó)計(jì)民生和國(guó)民經(jīng)濟(jì)意義，更具 有重要的國(guó)家安全意義。由于動(dòng)物源蛋白資源日益短缺，價(jià)格居高不下，使得植物性蛋白飼 料在動(dòng)物飼料中的應(yīng)用逐漸增加，其中豆粕是用量最大，也是最重要的一類植物性蛋白質(zhì) 飼料。發(fā)酵豆粕指是通過(guò)現(xiàn)代生物發(fā)酵技術(shù)對(duì)原料豆粕進(jìn)行發(fā)酵處理后的產(chǎn)物。發(fā)酵過(guò) 程中可產(chǎn)生蛋白酶、非淀粉多糖酶等多種酶活，消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，消解大豆抗原蛋白實(shí)現(xiàn)大 豆生物脫敏，把大分子量的大豆蛋白質(zhì)分解為多肽、寡肽、甚至小肽，從而增加水溶性，提高 消化率，利于動(dòng)物消化吸收。纖維類物質(zhì)分解為糖，部分糖被轉(zhuǎn)化為乳酸，并產(chǎn)生大量有益 微生物，使豆粕轉(zhuǎn)化成高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的功能性飼料?？勺鳛閿嗄套胸i、幼禽，尤其是高檔經(jīng)濟(jì) 動(dòng)物的優(yōu)良蛋白質(zhì)來(lái)源。飼料原料和全價(jià)飼料的氧化可使自身的飼喂價(jià)值顯著降低。最終 的結(jié)果是營(yíng)養(yǎng)成分的質(zhì)量降低、動(dòng)物的健康受損、動(dòng)物的性能降低以及生產(chǎn)成本增高。本發(fā)明技術(shù)主要針對(duì)上述的提供豆粕營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的關(guān)鍵問(wèn)題，通過(guò)研究米曲霉固體 發(fā)酵的工藝參數(shù)，最終獲得一種飼用高抗氧化低致敏性發(fā)酵豆粕制備方法。為解決優(yōu)質(zhì)飼 料蛋白資源緊缺特別是為幼齡動(dòng)物提供優(yōu)良蛋白原料和發(fā)酵豆粕飼料產(chǎn)品的抗氧化穩(wěn)定 性提供了技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過(guò)米曲霉固態(tài)生物發(fā)酵，提供一種具有高抗氧化低致敏性發(fā) 酵豆粕的制備方法，促進(jìn)豆粕在幼齡動(dòng)物飼喂中的應(yīng)用，解決優(yōu)質(zhì)蛋白飼料資源的緊缺問(wèn)題。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供的一種飼用高抗氧化低致敏性發(fā)酵豆粕制備方法，其步驟如下a.原始出發(fā)菌株米曲霉經(jīng)過(guò)馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基活化，28°C，靜止培養(yǎng) 60h，作為活化孢子。
b.挑取活化孢子一環(huán)劃線接種馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基，28°C，靜止培養(yǎng) 48h后，用含有0. 12%吐溫(Tween)SO的無(wú)菌水制備孢子數(shù)目為106/ml的孢子懸浮液，作 為豆粕發(fā)酵接種液。C.將b中的豆粕發(fā)酵接種液以10%的接種量接種到豆粕發(fā)酵基料中(豆粕粉碎 過(guò)20目，豆粕麩皮=3 1，料水比=1 0.9。)，混合均勻，于28°C發(fā)酵48h。于60°C 烘干，對(duì)發(fā)酵前后的豆粕進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分分析。本發(fā)明步驟a中所述的活化孢子的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基按照馬鈴薯200g提 取液11，葡萄糖20克，瓊脂20克。本發(fā)明步驟a中所述的菌種為米曲霉(Aspergillus oryzae) 1株，該菌株保藏于 中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏中心(CICC 40188)。本發(fā)明步驟b中所述的制備豆粕發(fā)酵接種液 的培養(yǎng)基配方與步驟a相同。本發(fā)明具有以下有益效果與其他化學(xué)和物理方法比較，本發(fā)明所用的微生物發(fā)酵法具有對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)成分的 影響與破壞較小。同時(shí)大大提高了豆粕的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。豆粕發(fā)酵后，蛋白溶解度增加，大分 子蛋白質(zhì)被明顯降解，通過(guò)專用軟件(GlyKo BandScan Version 5.0)針對(duì)豆粕發(fā)酵前后 的蛋白的磷酸緩沖液抽提液(PBS, ρΗ7· 4 =KH2PO4O. 24g/L，Na2HPO4L 44g/L，NaCl 8. Og/L, KCl 0. 2g/L)的十二烷基硫酸鈉一聚丙稀酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)條帶濃度分析表明， 分子量大于45KDa的蛋白質(zhì)在未發(fā)酵豆粕中占40%，發(fā)酵豆粕中為8% ；分子量介于15KDa 和45KDa之間的蛋白質(zhì)在未發(fā)酵豆粕中占55%，發(fā)酵豆粕中為57% ；分子量小于15KDa的 蛋白質(zhì)在未發(fā)酵豆粕中僅占5%，發(fā)酵豆粕中提高為35% .胰蛋白酶抑制劑含量由發(fā)酵前 3. 508mg/g降至發(fā)酵后0. 655mg/g ；發(fā)酵后水解度為21. 72%;從表3和圖1可以看出發(fā)酵 豆粕中主要的抗原蛋白如β-伴球蛋白α亞基(分子量為57_76KDa)和大豆球蛋白的5 個(gè)亞基(分子量均大于58KDa)都得到有效地降解，從而可以降低其抗原性。尤其是抗氧化 活性的提高方面，發(fā)酵后豆粕質(zhì)量濃度為8mg/ml時(shí)，對(duì)二苯代苦味胼基自由基(DPPH)的清 除率達(dá)到55%，為相同濃度未發(fā)酵豆粕的2. 36倍。


圖1豆粕發(fā)酵前后的SDS-PAGE蛋白質(zhì)電泳圖譜下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為豆粕發(fā)酵前后的SDS-PAGE蛋白質(zhì)電泳圖譜，其中泳道1為蛋白質(zhì)分子量標(biāo) 準(zhǔn)，從上至下依次為94. OkDa, 66. 2kDa，45. OkDa, 35. OkDa, 28. 5kDa，20. OkDa, 14. 4kDa ；泳 道2為未發(fā)酵豆粕樣品；泳道3和4為發(fā)酵豆粕樣品。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的一種飼用高抗氧化低致敏性發(fā)酵豆粕制備方法的具體實(shí)施方式
如 下本實(shí)施例所用的菌株為米曲霉(Aspergillus oryzae)，保藏于中國(guó)工業(yè)微生物菌 種保藏中心(CICC 40188)。a.去皮馬鈴薯200g，切成小塊，加入到裝有700ml雙蒸水的燒杯中，沸水煮30min，兩層紗布過(guò)濾，定容至1L，加入20g葡萄糖和20g瓊脂，加熱溶解后，分裝到試管中，蒸汽滅 菌121°C，20min,制成活化孢子和培養(yǎng)孢子的馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基。b.原始出發(fā)菌株米曲霉經(jīng)過(guò)馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基活化，28°C，靜止培養(yǎng) 60h，作為活化孢子。c.挑取活化孢子一環(huán)劃線接種馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基，28°C，靜止培養(yǎng) 48h后，用含有0. 12% TweenSO的無(wú)菌水制備孢子數(shù)目為106/ml的孢子懸浮液，作為豆粕 發(fā)酵接種液。d.豆粕發(fā)酵接種液以10%的接種量接種到豆粕發(fā)酵基料中(豆粕粉碎過(guò)20 目，豆粕麩皮=3 1，料水比=1 0.9。)，混合均勻，于28°C發(fā)酵48h，于60°C烘干.e.對(duì)發(fā)酵前后的豆粕進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分分析。經(jīng)上述實(shí)例中微生物發(fā)酵法制備的高抗氧化低致敏性豆粕與未發(fā)酵豆粕相比，營(yíng) 養(yǎng)特性得到明顯改善。豆粕發(fā)酵后，蛋白溶解度增加，大分子蛋白質(zhì)被明顯降解，通過(guò)專用 軟件(GlyKoBandScan Version 5.0)針對(duì)豆粕發(fā)酵前后的蛋白的PBS抽提液(PBS pH7. 4 KH2PO4O. 24g/L, Na2HPO4L 44g/L, NaCl 8. Og/L, KCl 0. 2g/L)的 SDS-PAGE 電泳條帶(圖 1) 濃度分析表明，分子量大于45KDa的蛋白質(zhì)在未發(fā)酵豆粕中占40%，發(fā)酵豆粕中為8% ；分 子量介于15KDa和45KDa之間的蛋白質(zhì)在未發(fā)酵豆粕中占55 %，發(fā)酵豆粕中為57 % ；分子 量小于15KDa的蛋白質(zhì)在未發(fā)酵豆粕中僅占5%，發(fā)酵豆粕中提高為35% (表3).胰蛋白 酶抑制劑含量由發(fā)酵前3. 508mg/g降至發(fā)酵后0. 655mg/g ；發(fā)酵后水解度為21. 72% ；豆粕 中主要的抗原蛋白如β-伴球蛋白α亞基(分子量為57_76KDa)和大豆球蛋白的5個(gè)亞 基(分子量均大于58KDa)都得到有效地降解(表3和圖1)，從而可以降低其抗原性。尤其 是抗氧化活性的提高方面，發(fā)酵后豆粕質(zhì)量濃度為8mg/ml時(shí)，對(duì)DPPH的清除率達(dá)到55%， 為相同濃度未發(fā)酵豆粕的2. 36倍。通過(guò)米曲霉固態(tài)發(fā)酵豆粕，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到大大提高，其 效果如下表1豆粕發(fā)酵前后成分的比較
權(quán)利要求
1.一種飼用高抗氧化低致敏性發(fā)酵豆粕制備方法，其步驟為a.原始出發(fā)菌株米曲霉經(jīng)過(guò)馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基活化，28°C，靜止培養(yǎng)60h， 作為活化孢子。b.挑取活化孢子一環(huán)劃線接種馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基，280C，靜止培養(yǎng)48h后， 用含有0. 12% Tween 80的無(wú)菌水制備孢子數(shù)目為106/ml的孢子懸浮液，作為豆粕發(fā)酵接 種液。c.將b中的豆粕發(fā)酵接種液以10%的接種量接種到豆粕發(fā)酵基料中(豆粕粉碎過(guò)20 目，豆粕麩皮=3 1，料水比=1 0.9。)，混合均勻，于28°C發(fā)酵48h。于60°C烘干， 對(duì)發(fā)酵前后的豆粕進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗氧化低致敏性發(fā)酵豆粕制備方法，其步驟a所述的活化 孢子和培養(yǎng)孢子的馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基，將去皮馬鈴薯200g，切成小塊，加入到裝 有700ml雙蒸水的燒杯中，沸水煮30min，兩層紗布過(guò)濾，定容至1L，加入20g葡萄糖和20g 瓊脂，加熱溶解后，分裝到試管中，蒸汽滅菌121°C，20min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗氧化低致敏性發(fā)酵豆粕制備方法，其步驟a所述的菌種 為米曲霉(Aspergillus oryzae, CICC 40188) 1 株。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗氧化低致敏性發(fā)酵豆粕制備方法，其步驟b所述的懸浮 孢子制備液為含有0. 12% Tween 80的無(wú)菌水。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，以豆粕和麩皮為原料，利用微生物發(fā)酵技術(shù)有效去除豆粕中的大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子，同時(shí)得到富含分子量低于15KDa的多肽的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵豆粕，尤其是一種固態(tài)發(fā)酵的制備高抗氧化低致敏性豆粕的微生物發(fā)酵工藝。原始出發(fā)菌株米曲霉(Aspergillus oryzae，CICC 40188)1株經(jīng)過(guò)活化，擴(kuò)大培養(yǎng)后，用含有0.12％土溫(Tween)80的無(wú)菌水制備孢子數(shù)目為106/ml的孢子懸浮液，作為豆粕發(fā)酵接種液。以10％的接種量接種到豆粕發(fā)酵基料中(豆粕粉碎過(guò)20目，豆粕∶麩皮＝3∶1，料水比＝1∶0.9)，混合均勻，于28℃發(fā)酵48h。于60℃烘干，對(duì)發(fā)酵前后的豆粕進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分分析。
文檔編號(hào)A23K1/14GK101990984SQ20091016966
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者楊雅麟, 滕達(dá), 王建華, 田子罡, 高美云 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所