CN102533703B - 一种利用酱油酿造中的头油渣制备的蛋白酶制剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用酱油酿造中的头油渣制备的蛋白酶制剂，由以下方法制备而成：(1) 以干头油渣为培养基的主料，加水混匀，然后将菌种接种至培养基上，混合均匀成发酵原料；(2) 发酵原料在35~39℃下发酵24~72小时，得到蛋白酶制剂。本发明所得的酶制剂具有较强的酶活力，其中，酸性蛋白酶活750~1000U/g干基，中性蛋白酶活90~130U/g干基。本发明还公开了该蛋白酶制剂的制备方法。

Description

一种利用酱油酿造中的头油渣制备的蛋白酶制剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种蛋白酶制剂，尤其涉及一种利用酱油酿造中的头油渣制备的蛋白酶制剂，本发明还涉及了该蛋白酶制剂的制备方法。

背景技术

在广式酱油的行业内的现行酿造工艺里，酱油都是采用晒露发酵生产的，通常产出的生酱油分为头抽酱油(又称头油)和二抽酱油(又称二油)。其中，头油为由酱油大曲和盐水的稀态混合物，即酱醪，在经晒露发酵半年后所直接抽出的生酱油，故名为头抽酱油，简称头抽或头油，由于酱油大曲中含有大量可分解黄豆和面粉等大曲原料的酶系，该酶系在酱醪中继续发挥分解作用，将大豆蛋白质分解成小分子氨基酸，将面粉中的淀粉分解成糖类，从而赋予头油的鲜味和甜味。而酱醪抽出头油后剩下的酱渣，又称头油渣，通常用于二油的制备。

盐水对于可分解大曲原料的酶系有着抑制作用，且随浸泡时间的延长酶系的酶活力衰退，故虽经过半年以上的晒露发酵，酱油大曲原料的分解是有限。经检测，头油渣中的粗蛋白指标含量的检测结果一般为干基干重的29~37%，头油渣中的中性蛋白酶和酸性蛋白酶却已衰退殆尽，已不能再分解头油渣中的蛋白质，可见酱油大曲原料的蛋白质利用率仍然存在大幅度提升的空间。但是，大豆中的蛋白质种类较多，易被大曲中的酶系所分解的蛋白质已在头油的浸泡阶段中被降解成为头油中的氨基酸态氮。而在头油渣中残存的蛋白质则为难以被大曲中的酶系所分解的部分。

目前，围绕酱油渣的再利用报道多为蛋白质饲料方向、肥料、种曲、食用菌、提取营养成分、再发酵酱油等方面。在酶制剂方面，只有使用枯草芽孢杆菌和液态发酵对皮革进行发酵制备蛋白酶、以木霉和酵母为菌种制备饲用酶制剂等相关报道，而利用酱油渣制备酶制剂的报道较少。

发明内容

本发明的目的之一旨在一种利用酱油酿造中的头油渣制备的蛋白酶制剂，该酶制剂具有较高的酶活，不仅可以用于二抽酱油的生产，还可以应用于饲料等领域中。

本发明的目的之二旨在提供上述蛋白酶制剂的制备方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现：一种利用酱油酿造中的头油渣制备的蛋白酶制剂，其由以下方法制备而成：

(1)以干头油渣为培养基的主料，加水混匀，然后将菌种接种至培养基上，混合均匀成发酵原料；

(2)发酵原料在35~39℃下发酵24~72小时，得到蛋白酶制剂。

本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的：一种利用酱油酿造中的头油渣制备的蛋白酶制剂的制备方法，其包括以下步骤：

(1)以干头油渣为培养基主料，加水混匀，然后将菌种接种至培养基，混合均匀成发酵原料；

(2)发酵原料在35~39℃下发酵24~72小时，得到蛋白酶制剂。

微生物产酶的主要目的是为了将其所处环境中的大分子营养物质降解成小分子，而后才能将营养吸收和利用，达到自身生长和繁殖的终极目的。故在不同环境下，同种微生物所产出的酶系及比例是不同的。例如单以面粉为培养基，其主要成分为淀粉，另含少量蛋白质，则菌种主要分泌用于分解淀粉的液化酶和糖化酶，因环境中蛋白质较少而致蛋白酶产量低；若单以豆粕为培养基，主要成分为蛋白质，另含少量碳水化合物，则菌种主要分泌用于分解蛋白质的蛋白酶，因环境中淀粉较少而致液化酶和糖化酶产量低。同理，在不同的蛋白质环境下，菌种所分泌的蛋白酶系的种类和比例也将依据所处环境中蛋白质的特性而在一定范围内自行调整。由于在头油发酵制备中蛋白质的利用率仅为29~37%，则干头油渣中还含有丰富的未被利用的蛋白质，且均是酱油大曲原料的酶系难以分解的蛋白质。故以干头油渣为主要原料制备酶制剂，则因菌种所接触的蛋白质为酱油大曲蛋白酶系难以分解的部分，故菌种将分泌能较好的分解头油渣残存蛋白质的酶系，因而该酶系更加适合用于头油渣发酵制备二抽酱油，可以充分地分解头油渣中的蛋白质，提高了二抽酱油中的全氮浓度，提高了制备酱油的原材料利用率。

本发明所述步骤(1)中的干头油渣为酱油酿造工艺中的酱醪抽出头油后经过脱盐干燥处理的酱渣。该干头油渣中含有12~15wt%的水分，8~10g/100g的盐分。

本发明的步骤(1)中所述的菌种的接种量为培养基总重量的0.1~1‰。

尽管干头油渣经过脱盐处理，但其中仍含有少量的盐，盐分过高抑制菌种的生长，菌种无法正常代谢产酶，而且会对菌种的发酵所得的酶产生抑制作用，降低酶活力，故所述步骤(1)所述的培养基还包括辅料，所述水的添加量为培养基总重量的50~60%，使干酱渣中的盐分降低于5g/100g，让菌种能够正常代谢产酶，且所得的酶的活性较高。

作为本发明的实施方式，所述的辅料包括麦麸、玉米粉、土豆粉、面粉和豆饼粉中的一种或两种以上的混合，可以为菌种的发酵提供更加充足的碳源、氮源以及其他养分。

本发明中，当培养基中包括辅料时，所述的干头油渣的重量百分比含量为50~60%，所述的辅料的重量百分比含量为40~50%。

而作为本发明的其中一种实施方式：当培养基中包括麦麸时，所述的步骤(1)具体操作如下：麦麸与菌种拌匀后，加水拌匀，然后再加入干头油渣或者干头油渣和其余辅料中，拌匀得到发酵原料。由于麦麸在吸水后仍可保持较好的松散程度，故最先将麦麸和菌种拌匀可让用量较少的菌种得到均匀的分布。而干头油渣和其它辅料直接与水接触后将形成大量团块，水分不均匀现象严重，菌种会分布不均匀，故干头油渣和其它辅料需最后添加。

本发明所述的步骤(1)中所述的菌种采用黑曲霉、米曲霉、酱油曲霉以及适用于酱油生产的其他霉菌中的一种或两种以上的混合。干头油渣的pH偏酸性，即本发明的酶制剂是将要添加到酸性环境中的，黑曲霉所分泌的蛋白酶系以酸性蛋白酶为主，米曲霉和酱油曲霉所分泌的蛋白酶系以中性蛋白酶为主，因此，所述菌种优选至少要包括黑曲霉，这样所制备的酶制剂在头油渣中的使用效果更佳。

本发明所述的步骤(2)的发酵在厚层通风制曲池进行，发酵原料在制曲池中的铺料厚度在0.1~1.0m范围之间，在此厚度下，不仅培养基的透风性合适，在发酵期间能为发酵提供充足的氧气，而且还能将培养基的热量控制在合适的菌种生长的温度范围内。

本发明所述的发酵可以采用常规的发酵工艺。本发明还可以采用以下发酵工艺进行处理：

发酵时间是24~48h，则所述的步骤(2)的发酵工艺为：

①发酵的0～8h时间段，控制发酵原料的料温在37~39℃之间；

②发酵的9～20h时间段，控制料温在35~36℃之间，且在10~11h的时间段和18~20h时间段各翻曲一次；

③发酵的20~48h时间段，控制料温36~38℃，在24~48h时出曲，得到用于酱油酿造中二抽酱油制备用的酶制剂。采用该工艺耗能低，但所得的酶制剂水分较高，但不利于存放，需要立即使用或在2天内使用。

若发酵时间在49~72h范围内，则所述的步骤(2)的发酵工艺为：

①发酵的0～8h时间段，控制发酵原料的料温在37~39℃之间；

②发酵的9～20h时间段，控制料温在35~36℃之间，且在10~11h时间段和18~20h时间段各翻曲一次；

③发酵的20~48h时间段，控制料温在36~38℃之间；

④发酵的48~72h时间段，控制料温在38~39℃之间，在第49~72h时出曲，得到用于酱油酿造中二抽酱油制备用的酶制剂。采用该工艺虽能耗高，但是所得的酶制剂不仅酶活力高，且存放时间较长，室温下可存放3天，最多5天。

本发明所得的酶制剂的水分18~25%，酸性蛋白酶活750~1000U/g干基，中性蛋白酶活90~130U/g干基。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的蛋白酶制剂具有较强的酶活力，其中酸性蛋白酶活750~1000U/g干基，中性蛋白酶活90~130U/g干基，可以分解头油渣中的剩余的大豆蛋白质，可用于二抽酱油的生产，使二抽酱油的生产亦如头油一样进行了酶解过程，提高二抽酱油中的氮含量，也提高头油渣中的蛋白质的利用率及淀粉质原料的利用率。

(2)本发明针对头油渣中所含成分的种类及其偏酸性的性质，选择既可以产酶，又可以在头油渣环境中生长的菌种，使之在头油渣发酵中的使用效果更佳。

(3)本发明蛋白酶制剂的制备中，接种时采用分步混合，使菌种能够均匀地分布在培养基中，菌种在发酵期间可以充分地利用培养基中的营养成分。

(4)本发明为用于食品方向酶制剂，是以酱油渣为原料，添加黑曲霉、酱油曲霉以及米曲霉等进行固体发酵所得，不含有枯草芽孢杆菌和木霉等未通过食品安全验证的菌种。

(5)本发明的蛋白酶制剂的酶活强，开可以应用至动物饲料等领域中。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步描述，但不作为对本发明的限定。

实施例一

(1)以干头油渣为培养基，将酱油曲霉As.3495按干头油渣重量的0.6‰进行添加，拌匀后加水，加水量为干头油渣重量的55%，混匀成发酵原料；

(2)发酵原料下料至厚层通风制曲池中，铺料厚度0.2m，在37℃下发酵55小时，得到蛋白酶制剂，所得的酶制剂的水分25%，酸性蛋白酶活750U/g干基，中性蛋白酶活130U/g干基。

实施例二

(1)发酵原料制备：

①培养基配方：干头油渣50%，麦麸50%，菌种采用黑曲霉AS.3350。

②麦麸和黑曲霉拌匀，黑曲霉AS.3350的接种量为干头油渣和麸皮总重的0.5‰。

③在麦麸和黑曲霉的混合料中加水拌匀，水的用量为干头油渣和麸皮总重的60%。

④麸皮、黑曲霉和水的混合料与干头油渣拌匀成发酵原料。

(2)发酵：发酵原料下料至厚层通风制曲池中，铺料厚度1.0m。按以下发酵工艺进行发酵:

①发酵的0～8h时间段，控制发酵原料的料温在37~39℃之间；

②发酵的9～20h时间段，控制料温在35~36℃之间，且在10~11h时间段和18~20h时间段各翻曲一次；

③发酵的20~48h时间段，控制料温在36~38℃之间，在第48h时出曲，得到蛋白酶制剂，所得的酶制剂的水分25%，酸性蛋白酶活900U/g干基，中性蛋白酶活90U/g干基。

实施例三

(1)发酵原料制备：

①培养基配方：干头油渣60%，麦麸40%，菌种采用黑曲霉AS.3350。

②麦麸和黑曲霉拌匀，黑曲霉AS.3350的接种量为干头油渣和麸皮总重的0.4‰。

③在麦麸和黑曲霉的混合料中加水拌匀，水的用量为干头油渣和麸皮总重的57%。

④麸皮、黑曲霉和水的混合料与干头油渣拌匀成发酵原料。

(2)发酵：发酵原料下料至厚层通风制曲池中，铺料厚度0.6m。按以下发酵工艺进行发酵：

①发酵的0～8h时间段，控制发酵原料的料温在37~39℃之间；

②发酵的9～20h时间段，控制料温在35~36℃之间，且在10~11h时间段和18~20h时间段各翻曲一次；

③发酵的20~48h时间段，控制料温在36~38℃之间，在第48h时出曲，得到蛋白酶制剂，所得的酶制剂的水分24%，酸性蛋白酶活1000U/g干基，中性蛋白酶活90U/g干基。

实施例四

(1)发酵原料制备：

①培养基配方：干头油渣55%，麦麸45%，菌种采用黑曲霉AS.3350。

②麦麸和黑曲霉拌匀，黑曲霉AS.3350的接种量为干头油渣和麸皮总重的0.3‰。

③在麦麸和黑曲霉的混合料中加水拌匀，水的用量为干头油渣和麸皮总重的50%。

④麸皮、黑曲霉和水的混合料与干头油渣拌匀成发酵原料。

(2)发酵：发酵原料下料至厚层通风制曲池中，铺料厚度0.9m。按以下发酵工艺进行发酵：

①发酵的0～8h时间段，控制发酵原料的料温在37~39℃之间；

②发酵的9～20h时间段，控制料温在35~36℃之间，且在10~11h时间段和18~20h时间段各翻曲一次；

③发酵的20~48h时间段，控制料温在36~38℃之间，

④发酵的48~72h时间段，控制料温39℃，在第72h时出曲，得到蛋白酶制剂，所得的酶制剂的水分18%，酸性蛋白酶活900U/g干基，中性蛋白酶活95U/g干基。

实施例五

(1)发酵原料制备：

①培养基配方：干头油渣53%，麦麸47%，菌种采用黑曲霉AS.3350。

②麦麸和黑曲霉拌匀，黑曲霉AS.3350的接种量为干头油渣和麸皮总重的0.35‰。

③在麦麸和黑曲霉的混合料中加水拌匀，水的用量为干头油渣和麸皮总重的60%。

④麸皮、黑曲霉和水的混合料与干头油渣拌匀成发酵原料。

(2)发酵：发酵原料下料至厚层通风制曲池中，铺料厚度0.85m。按以下发酵工艺进行发酵，

①发酵的0～8h时间段，控制发酵原料的料温在37~39℃之间；

②发酵的9～20h时间段，控制料温在35~36℃之间，且在10~11h时间段和18~20h时间段各翻曲一次；

③发酵的20~48h时间段，控制料温在36~38℃之间，在第48h时出曲，得到蛋白酶制剂，所得的酶制剂的水分25%，酸性蛋白酶活930U/g干基，中性蛋白酶活90U/g干基。

实施例六

(1)发酵原料制备：

①培养基配方：干头油渣53%，麦麸47%，菌种采用米曲霉As.3951。

②麦麸和米曲霉As.3951拌匀，米曲霉As.3951的接种量为干头油渣和麸皮总重的0.3‰。

③在麦麸和米曲霉As.3951的混合料中加水拌匀，水的用量为干头油渣和麸皮总重的60%。

④麸皮、米曲霉As.3951和水的混合料与干头油渣拌匀成发酵原料。

(2)发酵：发酵原料下料至厚层通风制曲池中，铺料厚度0.4m。按以下发酵工艺进行发酵，

①发酵的0～8h时间段，控制发酵原料的料温在37~39℃之间；

②发酵的9～20h时间段，控制料温在35~36℃之间，且在10~11h时间段和18~20h时间段各翻曲一次；

③发酵的20~48h时间段，控制料温在36~38℃之间，在第48h时出曲，得到蛋白酶制剂，所得的酶制剂的水分24%，酸性蛋白酶活750U/g干基，中性蛋白酶活130U/g干基。

实施例七

(1)发酵原料制备：

①培养基配方：干头油渣50%，麦麸35%，豆饼粉5%，面粉10%，菌种采用米曲霉As.3951。

②麦麸和米曲霉As.3951拌匀，米曲霉As.3951的接种量为干头油渣和麸皮总重的0.3‰。

③在麦麸和米曲霉As.3951的混合料中加水拌匀，水的用量为干头油渣、麸皮、豆饼粉和面粉总重的60%。

④麸皮、米曲霉As.3951和水的混合料与干头油渣、豆饼粉及面粉拌匀成发酵原料。

(2)发酵：发酵原料下料至厚层通风制曲池中，铺料厚度0.3m。按以下发酵工艺进行发酵，

①发酵的0～8h时间段，控制发酵原料的料温在32~34℃之间；

②发酵的8～16h时间段，控制料温在34~36℃之间，且在10~11h时间段和18~20h时间段各翻曲一次；

③发酵的16~24h时间段，控制料温在36~37℃之间，在第25h时出曲，得到蛋白酶制剂，所得的酶制剂的水分25%，酸性蛋白酶活760U/g干基，中性蛋白酶活130U/g干基。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本发明的上述实施例都只能认为是对本发明的说明而不是限制，因此凡是依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种利用大豆酿造酱油中的头油渣制备可用于二抽酱油生产的蛋白酶制剂，其特征在于，由以下方法制备而成：

(1)以干头油渣为培养基的主料，以麦麸为辅料，将菌种接种至培养基上，然后加水混合均匀成发酵原料，其中，所述的培养基中干头油渣的重量百分比含量为50~60%，辅料的重量百分比含量为40~50%，所述水的添加量为培养基总重量的50~60%，菌种按培养基总重量的0.1~1‰的接种量接种至培养基中，所述菌种采用黑曲霉或酱油曲霉，所述干头油渣为酱油酿造工艺中的大豆酱醪抽出头油后经过脱盐干燥处理的酱渣，该干头油渣中含有12~15wt%的水分，8~10g/100g的盐分；

(2)发酵原料下料至厚层通风制曲池中，铺料厚度0.1~1.0m，在35~39℃下发酵24~72小时，得到蛋白酶制剂。

2.根据权利要求1所述的利用大豆酿造酱油中的头油渣制备可用于二抽酱油生产的蛋白酶制剂，其特征在于，所述步骤(1)的辅料还包括有玉米粉、土豆粉、面粉和豆饼粉中的一种或两种以上的混合。

3.一种制备权利要求1或2所述的利用大豆酿造酱油中的头油渣制备可用于二抽酱油生产的蛋白酶制剂的工艺方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)将菌种接种至所述的培养基上，然后加重量为培养基总重量的50~60%的水混合均匀成发酵原料；

(2)发酵原料下料至厚层通风制曲池中，铺料厚度0.1~1.0m，在35~39℃下发酵24~72小时，得到蛋白酶制剂。

4.根据权利要求3所述的制备利用大豆酿造酱油中的头油渣制备可用于二抽酱油生产的蛋白酶制剂的工艺方法，其特征在于，步骤(1)所述的培养基还包括辅料麦麸时，具体操作如下：先将麦麸与菌种拌匀后，加水拌匀，然后再加入干头油渣或者干头油渣和其余辅料中，拌匀得到发酵原料。