CN101513257A - 功能性小麦麸皮的发酵生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其步骤为：(1)黑曲霉经过斜面、摇瓶一级和二级培养后获得黑曲霉二级种子液；(2)酵母菌经过斜面、摇瓶一级和二级培养后获得酵母菌二级种子液；(3)将黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液接入由小麦麸皮制成的发酵培养基发酵，最后干燥得到功能性小麦麸皮。本发明所制备的功能性小麦麸皮去除了植物蛋白原料中的多种抗营养因子，富含高活性麦麸膳食纤维、高活性蛋白，使用同时产生小肽和乳酸，容易被机体吸收，是一种高品质的保健产品，本发明在为人们提供健康食品的同时，实现了麸皮的有效增值和利用，社会效益和经济均十分显著。

Description

功能性小麦麸皮的发酵生产方法

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种功能性小麦麸皮的发酵生产方法。

背景技术

小麦麸皮是小麦加工的副产物，全国每年小麦麸皮的产量在2000万吨以上，是一项很大的资源，其含有丰富的维生素B₁和蛋白质等，有较高的营养价值，但其成分不易被机体吸收，且口感差，功能性不突出。据测定，在小麦麸皮中，蛋白质含量为15.8％、脂肪为21.4％、糖类为41.5％、纤维素为18％，维生素和矿物质的含量比面粉高出几十倍。但是植物蛋白原料中含有的多种抗营养因子，不易被吸收，影响了小麦麸皮食用和添加剂的价值。目前在我国，麸皮主要用作畜禽饲料、发酵培养基等，价格低廉，如果能实现麸皮的有效增值和利用，将具有十分重要的经济效益和社会效益。

随着技术的进步，目前在小麦麸皮的应用上已有多种方式，有使用小麦麸皮制备合醇甘油的，也有从麸皮中提取糊粉的，也有用麦麸做保健酒或饲料添加剂的，但这些应用的实施时的过程较为复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种功能性小麦麸皮的发酵生产方法，所的产品的营养丰富，容易被机体吸收。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：功能性小麦麸皮的发酵生产方法，包括以下步骤：(1)黑曲霉经过斜面培养后获得黑曲霉孢子；用无菌生理盐水洗下黑曲霉孢子得到黑曲霉孢子悬浊液；将黑曲霉孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，在22～40℃下培养8～30小时，得到黑曲霉一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，在22～40℃下培养10～50小时，得到黑曲霉二级种子液；

(2)酵母菌经过斜面培养后获得酵母菌孢子；用无菌生理盐水洗下酵母菌孢子得到酵母菌孢子悬浊液；将酵母菌孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，在22～40℃下培养8～30小时，得到酵母菌一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，在22～40℃下培养10～50小时，得到酵母菌二级种子液；

(3)将步骤(1)和(2)得到的黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液接入由原料小麦麸皮制成发酵培养基，在22～40℃下发酵1～30小时后，添加卵磷脂酶，加入后卵磷脂酶的质量浓度为100～800ppm，保持PH值为6.0～8.0，在22～40℃下培养10～98小时，然后烘干得到功能性小麦麸皮。

所述发酵培养基的组分为：小麦麸皮10～70％、无机盐0.05～2％，其余为无菌水。

所述步骤(3)中黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的接入量为发酵培养基重量的0.1～10％，黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的重量比为1∶1～10。

所述步骤(1)和步骤(2)中斜面培养时在20～40℃下培养24～72小时。

所述步骤(1)和步骤(2)中斜面培养时采用的培养基为麸皮水解液制成的斜面培养基，该培养基采用如下方法制备：向小麦麸皮中加入其重量4～10倍的水，打碎成浆，加入浆重量0.01～0.05％的卵磷脂酶，在40～80℃下糖化1～4小时，煮沸20～40分钟后离心得上清液，每100ml上清液加入1～2g琼脂即成。

所述步骤(1)和(2)中一级培养基的组分为：小麦麸皮5～40％、无机盐0.05～5％，其余为无菌水；所述步骤(1)和(2)中二级培养基的组分为：小麦麸皮10～70％、无机盐0.05～2％，其余为无菌水。

所述步骤(1)中黑曲霉孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的0.1～1％，一级种子液的接入量为二级培养基重量的0.1～10％。

所述步骤(2)中酵母菌孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的0.1～1％，一级种子液的接入量为二级培养基重量的0.1～10％。

所述无机盐为氯化钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、硫酸镁中的一种或多种。

所述烘干时采用气流干燥法，进风温度为125～140℃，出风温度为40～60℃。

本发明以小麦麸皮为原料，经复合菌种固体发酵，利用黑曲霉分泌的纤维素酶和酵母菌分泌的蛋白酶，并添加卵磷脂酶，分解麸质中的脂肪，得到一种含有多种活性成分的功能性(高活性)小麦麸皮。本发明所制备的功能性小麦麸皮去除了植物蛋白原料中的多种抗营养因子，富含高活性麦麸膳食纤维、高活性蛋白，使用同时产生小肽和乳酸，容易被机体吸收，是一种高品质的保健产品，该产品可提高机体蛋白的合成速度，发酵香味可促进采食，增强机体免疫功能，促进机体对矿物元素的吸收，调节机体生理活动及改善机体的营养状况。本发明在为人们提供健康食品的同时，实现了麸皮的有效增值和利用，社会效益和经济均十分显著。

具体实施方式

实施例1：

包括以下步骤：(1)黑曲霉经过在28℃下斜面培养65小时后获得黑曲霉孢子；用无菌生理盐水洗下黑曲霉孢子得到黑曲霉孢子悬浊液；将黑曲霉孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，黑曲霉孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的6％，一级培养基的组分为：小麦麸皮15％、磷酸二氢钾3％，其余为无菌水，在28℃下培养26小时，得到黑曲霉一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，一级种子液的接入量为二级培养基重量的0.1％，二级培养基的组分为：小麦麸皮30％、氯化钾1.5％，其余为无菌水，在28℃下培养40小时，得到黑曲霉二级种子液；

(2)酵母菌经过在28℃下斜面培养60小时后获得酵母菌孢子，所用斜面培养基为麸皮水解液制成的斜面培养基；用无菌生理盐水洗下酵母菌孢子得到酵母菌孢子悬浊液；将酵母菌孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，酵母菌孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的5.5％，一级培养基的组分为：小麦麸皮22％、磷酸二氢钾3％，其余为无菌水，在28℃下培养24小时，得到酵母菌一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，一级种子液的接入量为二级培养基重量的6％，二级培养基的组分为：小麦麸皮70％、磷酸二氢钾2％，其余为无菌水，在28℃下培养45小时，得到酵母菌二级种子液；

(3)将步骤(1)和(2)得到的黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液接入发酵培养基，黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的接入量为发酵培养基重量的6％，黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的重量比为1∶4，发酵培养基的组分为：小麦麸皮60％、磷酸二氢钾1.5％，其余为无菌水，在28℃下发酵18小时后，添加卵磷脂酶，加入后卵磷脂酶的质量浓度为600ppm，保持PH值为7.5，在28℃下培养60小时，然后烘干得到功能性小麦麸皮，烘干时采用气流干燥法，进风温度为135℃，出风温度为55℃。

步骤(1)和步骤(2)中斜面培养时采用菌种培养常用的斜面培养基。

实施例2：

包括以下步骤：(1)黑曲霉经过在20℃下斜面培养72小时后获得黑曲霉孢子，所用斜面培养基为麸皮水解液制成的斜面培养基；用无菌生理盐水洗下黑曲霉孢子得到黑曲霉孢子悬浊液；将黑曲霉孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，黑曲霉孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的0.1％，一级培养基的组分为：小麦麸皮40％、氯化钾0.05％，其余为无菌水，在22℃下培养30小时，得到黑曲霉一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，一级种子液的接入量为二级培养基重量的0.1％，二级培养基的组分为：小麦麸皮70％、氯化钾0.05％，其余为无菌水，在22℃下培养50小时，得到黑曲霉二级种子液；

(2)酵母菌经过在20℃下斜面培养72小时后获得酵母菌孢子，所用斜面培养基为麸皮水解液制成的斜面培养基；用无菌生理盐水洗下酵母菌孢子得到酵母菌孢子悬浊液；将酵母菌孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，酵母菌孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的0.1％，一级培养基的组分为：小麦麸皮40％、氯化钾5％，其余为无菌水，在22℃下培养30小时，得到酵母菌一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，一级种子液的接入量为二级培养基重量的0.1％，二级培养基的组分为：小麦麸皮70％、氯化钾2％，其余为无菌水，在22℃下培养50小时，得到酵母菌二级种子液；

(3)将步骤(1)和(2)得到的黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液接入发酵培养基，黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的接入量为发酵培养基重量的0.1％，黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的重量比为1∶1，发酵培养基的组分为：小麦麸皮70％、氯化钾2％，其余为无菌水，在22℃下发酵30小时后，添加卵磷脂酶，加入后卵磷脂酶的质量浓度为800ppm，保持PH值为6.0，在22℃下培养98小时，然后烘干得到功能性小麦麸皮，烘干时采用气流干燥法，进风温度为125℃，出风温度为40℃。

步骤(1)和步骤(2)中的麸皮水解液制成的斜面培养基采用如下方法制备：向小麦麸皮中加入其重量4倍的水，打碎成浆，加入浆重量0.05％的卵磷脂酶，在40℃下糖化4小时，煮沸20分钟后离心得上清液，每100ml上清液加入1g琼脂即成。

实施例3：

包括以下步骤：(1)黑曲霉经过在30℃下斜面培养40小时后获得黑曲霉孢子，所用斜面培养基为麸皮水解液制成的斜面培养基；用无菌生理盐水洗下黑曲霉孢子得到黑曲霉孢子悬浊液；将黑曲霉孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，黑曲霉孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的0.5％，一级培养基的组分为：小麦麸皮20％、磷酸氢二钠2％，其余为无菌水，在30℃下培养20小时，得到黑曲霉一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，一级种子液的接入量为二级培养基重量的5％，二级培养基的组分为：小麦麸皮40％、磷酸氢二钠1％，其余为无菌水，在30℃下培养30小时，得到黑曲霉二级种子液；

(2)酵母菌经过在30℃下斜面培养40小时后获得酵母菌孢子，所用斜面培养基为麸皮水解液制成的斜面培养基；用无菌生理盐水洗下酵母菌孢子得到酵母菌孢子悬浊液；将酵母菌孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，酵母菌孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的0.5％，一级培养基的组分为：小麦麸皮20％、磷酸氢二钠2％，其余为无菌水，在30℃下培养20小时，得到酵母菌一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，一级种子液的接入量为二级培养基重量的5％，二级培养基的组分为：小麦麸皮40％、磷酸氢二钠1％，其余为无菌水，在30℃下培养30小时，得到酵母菌二级种子液；

(3)将步骤(1)和(2)得到的黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液接入发酵培养基，黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的接入量为发酵培养基重量的5％，黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的重量比为1∶5，发酵培养基的组分为：小麦麸皮35％、磷酸氢二钠和磷酸二氢钾1.5％，其余为无菌水，在35℃下发酵15小时后，添加卵磷脂酶，加入后卵磷脂酶的质量浓度为400ppm，保持PH值为7.0，在32℃下培养52小时，然后烘干得到功能性小麦麸皮，烘干时采用气流干燥法，进风温度为130℃，出风温度为55℃。

步骤(1)和步骤(2)中的麸皮水解液制成的斜面培养基采用如下方法制备：向小麦麸皮中加入其重量8倍的水，打碎成浆，加入浆重量0.03％的卵磷脂酶，在60℃下糖化3小时，煮沸30分钟后离心得上清液，每100ml上清液加入1.5g琼脂即成。

实施例4：

包括以下步骤：(1)黑曲霉经过在40℃下斜面培养24小时后获得黑曲霉孢子，所用斜面培养基为麸皮水解液制成的斜面培养基；用无菌生理盐水洗下黑曲霉孢子得到黑曲霉孢子悬浊液；将黑曲霉孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，黑曲霉孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的1％，一级培养基的组分为：小麦麸皮5％、硫酸镁5％，其余为无菌水，在40℃下培养8小时，得到黑曲霉一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，一级种子液的接入量为二级培养基重量的10％，二级培养基的组分为：小麦麸皮10％、硫酸镁0.05％，其余为无菌水，在40℃下培养10小时，得到黑曲霉二级种子液；

(2)酵母菌经过在40℃下斜面培养24小时后获得酵母菌孢子，所用斜面培养基为麸皮水解液制成的斜面培养基；用无菌生理盐水洗下酵母菌孢子得到酵母菌孢子悬浊液；将酵母菌孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，酵母菌孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的1％，一级培养基的组分为：小麦麸皮5％、硫酸镁0.05％，其余为无菌水，在40℃下培养8小时，得到酵母菌一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，一级种子液的接入量为二级培养基重量的10％，二级培养基的组分为：小麦麸皮10％、硫酸镁0.05％，其余为无菌水，在40℃下培养10小时，得到酵母菌二级种子液；

(3)将步骤(1)和(2)得到的黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液接入发酵培养基，黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的接入量为发酵培养基重量的10％，黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的重量比为1∶10，发酵培养基的组分为：小麦麸皮10％、硫酸镁0.05％，其余为无菌水，在40℃下发酵1小时后，添加卵磷脂酶，加入后卵磷脂酶的质量浓度为100ppm，保持PH值为8.0，在40℃下培养10小时，然后烘干得到功能性小麦麸皮，烘干时采用气流干燥法，进风温度为140℃，出风温度为60℃。

步骤(1)和步骤(2)中的麸皮水解液制成的斜面培养基采用如下方法制备：向小麦麸皮中加入其重量10倍的水，打碎成浆，加入浆重量0.01％的卵磷脂酶，在80℃下糖化1小时，煮沸40分钟后离心得上清液，每100ml上清液加入2g琼脂即成。

功能性小麦麸皮的成分测定：

蛋白含量测定：微量凯氏(Kjeldahl)定氮法，样品与浓硫酸共热。含氮有机物即分解产生氨(消化)，氨又与硫酸作用，变成硫酸氨。经强碱碱化使之分解放出氨，借蒸汽将氨蒸至酸液中，根据此酸液被中和的程度可计算得样品之氮含量。

小肽含量测定：GB/T6682分析实验室用水规格和实验方法，先将试样中可溶性蛋白质、游离氨基酸和氨在水中提取出来，部分提取液在110℃，6mol/L盐酸中水解24h成单个氨基酸，经茚三酮显色反应在570nm处测定总氨基酸氮含量，以提取液直接与茚三酮显色反应在570nm处测定的游离氨基酸氮含量为空白，水溶性肽含量即是总氨基酸氮含量减去游离氨基酸氮含量后再乘以转换系数。

本方法中样品在酸水解过程产生的游离氨所带来的误差忽略。

脂肪含量测定：采用传统的方法的是用索氏提取法，抽取油脂后，再用抽取的油脂来测定过氧化值。

纤维素含量测定：引用标准GB/T 601化学试剂滴定分析(容量分析)用标准溶液的制备，用浓度准确的酸和碱，在特定条件下消煮样品，再用乙醇除去可溶物，经高温灼烧扣除矿物质的量，所余量为粗纤维，它不是一个确切的化学实体，只是在公认强制规定的条件下测出的概略成分，其中以纤维素为主，还有少量半纤维素和木质素。

测定结果见下表1：

表1不同实施例产品中蛋白和脂肪情况

结论：小麦麸皮在经过本发明的发酵生产后得到功能性小麦麸皮，功能性小麦麸皮中的蛋白含量升高100％，小肽含量升高30％，脂肪含量降30％，纤维素含量降20％。小肽占蛋白量＝小肽占总物料的量/蛋白含量。

本发明中所使用的卵磷脂酶由美国杰能科公司生产，黑曲霉和酵母菌可直接由市场购得。

Claims (10)

1、功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其特征在于包括以下步骤：(1)黑曲霉经过斜面培养后获得黑曲霉孢子；用无菌生理盐水洗下黑曲霉孢子得到黑曲霉孢子悬浊液；将黑曲霉孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，在22～40℃下培养8～30小时，得到黑曲霉一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，在22～40℃下培养10～50小时，得到黑曲霉二级种子液；

(2)酵母菌经过斜面培养后获得酵母菌孢子；用无菌生理盐水洗下酵母菌孢子得到酵母菌孢子悬浊液；将酵母菌孢子悬浊液接入一级培养基进行摇瓶一级种子培养，在22～40℃下培养8～30小时，得到酵母菌一级种子液；将一级种子液接入二级培养基进行摇瓶二级培养，在22～40℃下培养10～50小时，得到酵母菌二级种子液；

(3)将步骤(1)和(2)得到的黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液接入由原料小麦麸皮制成的发酵培养基，在22～40℃下发酵1～30小时后，添加卵磷脂酶，加入后卵磷脂酶的质量浓度为100～800ppm，保持PH值为6.0～8.0，在22～40℃下培养10～98小时，然后烘干得到功能性小麦麸皮。

2、如权利要求1所述的功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其特征在于：所述发酵培养基的组分为：小麦麸皮10～70％、无机盐0.05～2％，其余为无菌水。

3、如权利要求2所述的功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其特征在于：所述步骤(3)中黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的接入量为发酵培养基重量的0.1～10％，黑曲霉二级种子液和酵母菌二级种子液的重量比为1∶1～10。

4、如权利要求1至3任一项所述的功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其特征在于：所述步骤(1)和步骤(2)中斜面培养时在20～40℃下培养24～72小时。

5、如权利要求4所述的功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其特征在于：所述步骤(1)和步骤(2)中斜面培养时采用的培养基为麸皮水解液制成的斜面培养基，该培养基采用如下方法制备：向小麦麸皮中加入其重量4～10倍的水，打碎成浆，加入浆重量0.01～0.05％的卵磷脂酶，在40～80℃下糖化1～4小时，煮沸20～40分钟后离心得上清液，每100ml上清液加入1～2g琼脂即成。

6、如权利要求4所述的功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其特征在于：所述步骤(1)和(2)中一级培养基的组分为：小麦麸皮5～40％、无机盐0.05～5％，其余为无菌水；所述步骤(1)和(2)中二级培养基的组分为：小麦麸皮10～70％、无机盐0.05～2％，其余为无菌水。

7、如权利要求6所述的功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其特征在于：所述步骤(1)中黑曲霉孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的0.1～1％，一级种子液的接入量为二级培养基重量的0.1～10％。

8、如权利要求6所述的功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其特征在于：所述步骤(2)中酵母菌孢子悬浊液的接入量为一级培养基重量的0.1～1％，一级种子液的接入量为二级培养基重量的0.1～10％。

9、如权利要求6所述的功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其特征在于：所述无机盐为氯化钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、硫酸镁中的一种或多种。

10、如权利要求6所述的功能性小麦麸皮的发酵生产方法，其特征在于：所述烘干时采用气流干燥法，进风温度为125～140℃，出风温度为40～60℃。