CN103960462B - 利用酿酒酵母制备多肽饲料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物制品领域，特别涉及一种利用酿酒酵母制备多肽饲料的方法，其制备工艺包括取酿酒酵母原料，配制成质量浓度为15％的酵母溶液，向酵母溶液中加入氯化钠、蛋氨酸、苏氨酸、玉米蛋白粉、谷朊粉、胰酶和中性蛋白酶，经灭酶处理、离心分离、树脂柱吸附与解吸等工序处理得到不同分子量分布的多肽饲料产品。本发明的多肽饲料能显著提高饲料的利用率，降低饲料成本，而且将酿酒酵母蛋白酶解成易于吸收的小分子多肽，更加利于对其吸收，能够显著提高养殖效益。本产品生产过程简单，易于工业上规模化推广应用。
Description
技术领域
本发明属于生物制品领域，特别涉及一种利用酿酒酵母制备多肽饲料的方法。
背景技术
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，又称面包酵母或者出芽酵母，是发酵中最常用的生物种类。酿酒酵母是单细胞生物体的一种微生物真菌，是与人类关系最广泛的一种酵母，不仅可用于酿酒，传统上它还常用于制作面包、馒头等食品。酿酒酵母在现代分子和细胞生物学中作为真核模式生物，具有典型的细胞结构，其细胞为球形或者卵形，直径5–10μm，繁殖的方式为出芽生殖。
酿酒酵母中蛋白的营养价值很高，酵母中蛋白质含量约占50％，其营养成分十分丰富，含有各种氨基酸、维生素、矿物质和食物纤维，是非常好的蛋白质和氨基酸来源。酿酒酵母中所含必需氨基酸之间的比例与动物体内的比例非常接近，其赖氨酸含量比大豆还高，接近动物蛋白；其色氨酸含量比大豆高7倍以上，有利于弥补谷物类饲料中赖氨酸含量的不足。
在畜牧养殖中应用酵母源生物饲料已经有多年的历史，但以前畜牧行业应用的都是一些诸如酵母单细胞蛋白或一些酒糟类酵母加工的初级产品或工业副产品，虽然其效果已经得到认可，但这些产品还远未发挥出酵母生物饲料的应有价值。例如某些饲料生产厂家将之简单的干燥成饲料蛋白，但由于其含有的细胞壁在牲畜体内不易被消化，限制了酿酒酵母的发展和运用，并没有实现较高的利用价值。同时，由于饲料生产企业和养殖单位对饲料粗蛋白和氨基酸平衡方面的认识不足，一般的饲料配方没有全面考虑氨基酸之间的平衡，粗蛋白含量的设定偏高，从而阻碍了饲料成本的降低。尤其是一些养殖单位受到饲料生产企业的片面性宣传，对氨基酸平衡的理解仅建立在粗蛋白的基础上，缺乏对具体的必需氨基酸和氨基酸整体平衡的认识。因此，利用酿酒酵母制备饲料的途径还没有被充分挖掘和运用。
发明内容
本发明人在研究过程中发现，将酿酒酵母蛋白与其他植物蛋白搭配，能显著提高饲料的利用率，降低饲料成本。同时，将酿酒酵母蛋白酶解成易于吸收的小分子多肽，更有利于动物的吸收，以及有利于提高养殖效益。
本发明是基于发明人的上述研究发现而完成的，其目的在于提供一种利用酿酒酵母制备多肽饲料的方法，通过如下步骤制得：
(a)按重量份计，取15份酿酒酵母原料，配制成质量浓度为15％的酵母溶液，加入3份氯化钠后在自然pH条件下自溶3小时，然后加入4-10份谷朊粉、3-16份玉米蛋白粉、0.1-0.3份蛋氨酸和0.1-0.3份苏氨酸；
(b)向步骤(a)所得物料中加入0.1-0.5份胰酶和0.1-0.5份中性蛋白酶，调节pH为6.5-7.5，在55℃条件下水解20小时；
(c)将步骤(b)所得物料在85-95℃灭酶处理，然后冷却至55℃离心分离；
(d)将步骤(c)所得的离心上清液以1.0-5.0BV/h的流速自上端进入树脂吸附柱，至流出吸附柱的溶液浓度不变时，树脂吸附达到饱和，再用去离子水以1.0-5.0BV/h的流速对树脂吸附柱进行漂洗1-2次，以除去杂质；
(e)向步骤(d)所得的吸附树脂从上端以0.5-4.0BV/h的流速通入质量浓度为0-80％乙醇溶液解吸脱附，将收集所得的解吸液浓缩至质量浓度为40％时喷雾干燥，即得不同分子量分布的多肽饲料产品。
进一步，所述步骤(b)中胰酶的酶活力为4000U/g，中性蛋白酶的酶活力为20万U/g。
进一步，所述步骤(c)的灭酶处理在90℃条件下灭酶20min。
进一步，所述步骤(d)的吸附温度为25-45℃，吸附时间为1-4h。
进一步，所述步骤(e)的解吸温度为25-45℃，解吸时间为1-4h。
本发明的有益效果在于：本发明建立在酿酒酵母中含有丰富的氨基酸，以及所含必需氨基酸之间的比例与动物体内的比例非常接近的基础上，利用酿酒酵母制备多肽饲料。经研究发现，本发明的多肽饲料能显著提高饲料的利用率，降低饲料成本，而且赖氨酸的含量较高，有利于弥补谷物饲料中赖氨酸量的不足。将酿酒酵母蛋白酶解成易于吸收的小分子多肽，更加利于对其吸收，能够显著提高养殖效益。本产品生产过程简单，易于工业上规模化推广应用。
具体实施方式
以下所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1多肽饲料的制备
一种利用酿酒酵母制备多肽饲料的方法，包括以下步骤：
(a)取15kg酿酒酵母原料，加入水中配制成质量浓度为15％的酵母溶液，加入3kg氯化钠后在自然pH条件下自溶3小时，然后加入4kg谷朊粉、3kg玉米蛋白粉、0.1kg蛋氨酸和0.1kg苏氨酸；
(b)向步骤(a)所得物料中加入0.1kg4000U/g的胰酶和0.1kg 20万U/g的中性蛋白酶，调节pH为6.5，在55℃条件下水解20小时；
(c)将步骤(b)所得物料在85℃灭酶处理20min，然后冷却至55℃离心分离；
(d)将步骤(c)所得的离心上清液以1.0BV/h的流速自上端进入树脂吸附柱，离心上清液加料量约为柱体积的2倍，在25℃条件下吸附1h，至流出吸附柱的溶液浓度不变，此时树脂吸附达饱和，使用去离子水以1.0BV/h的流速对树脂吸附柱进行漂洗1次，以除去杂质；
(e)向步骤(d)所得的吸附树脂从上端以0.5BV/h的流速通入质量浓度为10％的乙醇溶液解吸脱附，在25℃条件下解吸1h，以收集器收集0.5-1h时间段的解吸液，将解吸液浓缩至质量浓度为40％时喷雾干燥，即得不同分子量分布的多肽饲料产品。
实施例2多肽饲料的制备
一种利用酿酒酵母制备多肽饲料的方法，包括以下步骤：
(a)取15kg酿酒酵母原料，加入水中配制成质量浓度为15％的酵母溶液，加入3kg氯化钠后在自然pH条件下自溶3小时，然后加入6kg谷朊粉、10kg玉米蛋白粉、0.2kg蛋氨酸和0.2kg苏氨酸；
(b)向步骤(a)所得物料中加入0.3kg4000U/g的胰酶和0.3kg 20万U/g的中性蛋白酶，调节pH至酸碱平衡状态，在55℃条件下水解20小时；
(c)将步骤(b)所得物料在90℃灭酶处理20min，然后冷却至55℃离心分离；
(d)将步骤(c)所得的离心上清液以3.0BV/h的流速自上端进入树脂吸附柱，离心上清液加料量约为柱体积的4倍，在35℃条件下吸附2.5h，至流出吸附柱的溶液浓度不变，此时树脂吸附达饱和，使用去离子水以3.0BV/h的流速对树脂吸附柱进行漂洗2次，以除去杂质；
(e)向步骤(d)所得的吸附树脂从上端以3.0BV/h的流速通入质量浓度为50％的乙醇溶液解吸脱附，在35℃条件下解吸2.5h，以收集器收集0.5-2.5h时间段的解吸液，将解吸液浓缩至质量浓度为40％时喷雾干燥，即得不同分子量分布的多肽饲料产品。
实施例3多肽饲料的制备
一种利用酿酒酵母制备多肽饲料的方法，包括以下步骤：
(a)取15kg酿酒酵母原料，加入水中配制成质量浓度为15％的酵母溶液，加入3kg氯化钠后在自然pH条件下自溶3小时，然后加入10kg谷朊粉、16kg玉米蛋白粉、0.3kg蛋氨酸和0.3kg苏氨酸；
(b)向步骤(a)所得物料中加入0.5kg4000U/g的胰酶和0.5kg 20万U/g的中性蛋白酶，调节pH为7.5，在55℃条件下水解20小时；
(c)将步骤(b)所得的物料在95℃灭酶处理20min，然后冷却至55℃离心分离；
(d)将步骤(c)所得的离心上清液以5.0BV/h的流速自上端进入树脂吸附柱，离心上清液加料量约为柱体积的6倍，在45℃条件下吸附4h，至流出吸附柱的溶液浓度不变，此时树脂吸附达饱和，使用去离子水以5.0BV/h的流速对树脂吸附柱进行漂洗2次，以除去杂质；
(e)向步骤(d)所得的吸附树脂从上端以4.0BV/h的流速通入质量浓度为80％的乙醇溶液解吸脱附，在45℃条件下解吸4h，以收集器收集0.5-4h时间段的解吸液，将解吸液浓缩至质量浓度为40％时喷雾干燥，即得不同分子量分布的多肽饲料产品。
实施例4多肽饲料的制备
一种利用酿酒酵母制备多肽饲料的方法，包括以下步骤：
(a)取15kg酿酒酵母原料，加入水中配制成质量浓度为15％的酵母溶液，加入3kg氯化钠后在自然pH条件下自溶3小时，然后加入10kg谷朊粉、16kg玉米蛋白粉、0.15kg蛋氨酸和0.1kg苏氨酸；
(b)向步骤(a)所得物料中加入0.5kg4000U/g的胰酶和0.5kg 20万U/g的中性蛋白酶，调节pH为7.5，在55℃条件下水解20小时；
(c)将步骤(b)所得的物料在95℃灭酶处理20min，然后冷却至55℃离心分离；
(d)将步骤(c)所得的离心上清液以5.0BV/h的流速自上端进入树脂吸附柱，离心上清液加料量约为柱体积的6倍，在45℃条件下吸附4h，至流出吸附柱的溶液浓度不变，此时树脂吸附达饱和，使用去离子水以5.0BV/h的流速对树脂吸附柱进行漂洗2次，以除去杂质；
(e)向步骤(d)所得的吸附树脂从上端以4.0BV/h的流速通入质量浓度为80％的乙醇溶液解吸脱附，在45℃条件下解吸4h，以收集器收集0.5-4h的解吸液，将解吸液浓缩至质量浓度为40％时喷雾干燥，即得酵母多肽饲料产品。
实施例5多肽饲料在家畜饲养中的应用
为了进一步测试本发明所得产品在家畜饲养中的实际应用效果，结合上述实施例1-3所得的多肽饲料进行如下实验：
选用出生日期相近、体重相近的6周龄左右的健壮三元杂交商品仔猪120头，公母各半，将其随机平均分为四组，每组三个平行，在前三组的猪食料中添加上述3个实施例所得的多肽饲料产品进行试验，添加量为6kg/t；另外一组为猪食料中不添加酵母多肽饲料的空白组。
所述仔猪均饲养于封闭、全漏缝式保育猪舍，每个处理组仔猪养于一栏，自由采食、饮水。饲养环境、防疫、保健等各项管理按猪场常规操作进行，四个处理组饲养条件力求保持稳定和一致。实验结果见下表(表1)：
表1
注：表中数字上标大小写字母不同表示显著差异(P<0.05)，大写字母不同表示极显著差异(P<0.01)。
实验表明：相对于未添加酵母多肽饲料的空白组，添加有酵母多肽饲料的处理组的仔猪在平均日采食量、日增重方面都有显著提高(P<0.01)；添加酵母多肽饲料对仔猪免疫机能有显著影响(P<0.05)。
由上述实验可知，添加酵母多肽饲料对仔猪具有强烈的诱食效果，能显著起到提高采食量和促生长的作用，不但能提高仔猪日均增重，还能调节仔猪免疫机制，增强其免疫能力。
实施例6多肽饲料在家禽饲养中的应用
为了进一步测试本发明所得产品在家禽饲养中的实际应用效果，结合上述实施例4所得的多肽饲料进行如下实验：
选用体重相近的1日龄三黄肉仔鸡，随机分成2个处理组，每组约1000羽，分别用基础日粮(对照组)和基础日粮添加1000g/t酵母多肽饲料(试验组)喂养，试验周期为47天。对照组饲喂基础日粮，试验组在基础日粮中再添加0.1％的酵母多肽饲料产品。两个处理组的饲养条件保持稳定和一致，在试验末期(47日龄)统计并计算的实验结果见下表(表2)：
表2
| 项目 | 对照组 | 试验组 |
| 肉鸡数(只) | 1036 | 1011 |
| 死淘数(只) | 94 | 86 |
| 肉鸡均重(kg) | 1.467 | 1.542 |
| 日均增重(g/天·只) | 30.79 | 32.63 |
| 料肉比 | 1.996 | 1.817 |
| 死淘率(％) | 9.07 | 8.51 |
试验结果表明：随着肉鸡日龄的增加，酵母多肽饲料对肉鸡的日增重有明显的提高，而且试验末期(47日龄)试验组肉鸡增重率提高5.98％。
由上述实验可知，添加酵母多肽饲料对家禽具有明显的诱食效果，能显著起到提高采食量和促生长的作用，能提高仔鸡日均增重，而且还能调节其免疫机制，降低死淘率。
实施例7多肽饲料在水产养殖中的应用
为了进一步测试本发明所得产品在水产养殖中的实际应用效果，结合上述实施例4所得的多肽饲料进行如下实验：
选取300尾罗非鱼苗于密闭式养殖系统中暂养7d，得到210尾平均体重为5.1g的健康鱼苗，将其随机分为2个处理组进行实验，每个处理组配备3个养殖桶，每个养殖桶放入35尾作为1个重复,每个处理组3个重复。对照组和试验组分别用基础饲料(对照组)和基础饲料添加5000g/t酵母多肽饲料(试验组)投喂。
实验期每天按照6％体质量投喂饲料,投喂时间为7:00、11:00、15:00、19:00。每次投料前观察鱼的活动和残饵情况，及时调整投喂量。实验期56d，持续供氧，每2天换1次水，水温为27～30℃。两个处理组的饲养条件保持稳定和一致，实验结束时统计并计算的实验结果见下表(表3)：
表3
| 项目 | 对照组 | 试验组 |
| 平均末重(g/尾) | 39.33 | 41.46 |
| 成活率(％) | 97.14 | 98.10 |
| 饲料系数 | 1.733 | 1.596 |
| 增重率(％) | 671.12 | 712.94 |
由上述实验可知，在饲料中添加酵母多肽饲料，罗非鱼的特定生长率、增重率、蛋白质效率、成活率均有增加的趋势。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种利用酿酒酵母制备多肽饲料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)按重量份计，取15份酿酒酵母原料，配制成质量浓度为15％的酵母溶液，加入3份氯化钠后在自然pH条件下自溶3小时，然后加入4-10份谷朊粉、3-16份玉米蛋白粉、0.1-0.3份蛋氨酸和0.1-0.3份苏氨酸；
(b)向步骤(a)所得物料中加入0.1-0.5份胰酶和0.1-0.5份中性蛋白酶，调节pH为6.5-7.5，在55℃条件下水解20小时；
(c)将步骤(b)所得物料在85-95℃灭酶处理，然后冷却至55℃离心分离；
(d)将步骤(c)所得的离心上清液以1.0-5.0BV/h的流速自上端进入树脂吸附柱，至流出吸附柱的溶液浓度不变时再用去离子水以1.0-5.0BV/h的流速对树脂吸附柱进行漂洗1-2次，以除去杂质；
(e)向步骤(d)所得的吸附树脂从上端以0.5-4.0BV/h的流速通入质量浓度为0-80％乙醇溶液解吸脱附，将收集所得的解吸液浓缩至质量浓度为40％时喷雾干燥，即得不同分子量分布的多肽饲料产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)中胰酶的酶活力为4000U/g，中性蛋白酶的酶活力为20万U/g。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)的灭酶处理在90℃条件下灭酶20min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)的吸附温度为25-45℃，吸附时间为1-4h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(e)的解吸温度为25-45℃，解吸时间为1-4h。
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