CN104489263A

CN104489263A - 一种以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物及其制备方法

Info

Publication number: CN104489263A
Application number: CN201410701032.4A
Authority: CN
Inventors: 葛向阳; 李俊
Original assignee: HUBEI BROAD LIVE-STOCK TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HUBEI BROAD LIVE-STOCK TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-04-08

Abstract

本发明涉及一种以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物及其制备方法。破壁酿酒酵母培养物是以豆粕为基料，并添加营养辅料和接种活性干酵母，再经过发酵培养，获得高密度酿酒酵母培养物；再调整pH值，加入复合酵素和助溶剂及水，再保温酶解破壁；经干燥得到破壁酿酒酵母培养物其小肽含量为10%～30%，氨基酸态氮含量为0.5%～2% 。方法步骤包括：高密度酿酒酵母培养物制备和酶解及破壁，半成品的干燥及成品的测定。本发明优点是：产品兼具大豆多肽和酵母培养物的优点，免疫活性高，适口性好，蛋白消化吸收率高；是一种优质的植物性蛋白饲料，可取代鱼粉、血浆蛋白等动物性蛋白饲料；制备方法工艺简易稳定，容易操作控制，适合大工业生产，成本低。

Description

一种以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种富含多肽的酿酒酵母培养物及其制备方法，具体涉及一种以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物及其制备方法，属于固态发酵酶解技术领域。

背景技术

酵母培养物作为一种微生态制剂，是由酵母菌，主要是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，在现代发酵工艺控制下采用液、固态相结合或直接在固体培养基上发酵后连同固体基质一起加工制得的产品。该产品不含大量的活性酵母，酵母菌只是酵母培养物产品生产中的一种工具，在终产品中的存活与否不会影响产品的使用效果。其主要作用成分是酵母发酵固体基质产生的细胞外代谢产物、发酵后变性的固体基质、酵母细胞内容物以及酵母细胞壁。产品成分复杂，含有矿物质、B族维生素、增味物质、消化酶、甘露寡糖、β- 葡聚糖和氨基酸以及“未知促生长因子”等，这些物质对于动物胃肠道中的微生物而言是绝好的营养底物，可以促进微生物的生长，进而提高动物的生产性能。是集保健和营养等多重功效为一体的微生态饲料添加剂。

酵母培养物的研究始于二十世纪二十年代中期。最早的报道是Williams和Eckles将其作为蛋白质补充饲料添加到奶牛日粮中，结果显著提高了奶牛的生产性能。从此酵母培养物的研究开始走进人们的视线。

二十世纪40-50年代,“不明促生长因子”的研究开始兴起。许多抗生素厂家依赖于养殖业来处理废弃的发酵培养液，将这些培养液与饲料混同使用比仅以饲料喂养的效果好，瘤胃试验证明其中所含“不明促生长因子”可提高瘤胃的消化功能。后来，人们又发现了含“不明促生长因子”的其它类型物质—酵母类产品。研究者在奶牛饲料中添加较低水平的YC，结果显著的提高了奶牛的产奶量和阉牛的增重量。将活酵母添加到煮沸的泔水里喂猪，可改善猪的生产性能。于是人们将日粮及抗生素发酵的废弃培养液与酵母培养物混合使用，酵母培养物的应用开始普及。

六十至七十年代，为缓解饲料蛋白资源短缺的问题，世界各国均把单细胞蛋白的开发作为一项重要措施。酵母作为一种稳定性高、经济优质的单细胞蛋白饲料开始被大量使用。

70年代和80年代，发酵技术日趋成熟，酵母培养物的研究也得到飞速发展。人们利用深层发酵技术得到了高效浓缩的产品。Huber报道，向奶牛日粮中添加YC，标准乳（FCM）产量和产奶量分别提高0.8升/日和1.2升/日。Gunther将少量的活酵母添加到奶牛日粮中可使其FCM产量提高4.9kg/日。向精粮中添加YC对标准乳产量影响也相当显著。Dawson发现接种于瘤胃的酵母仍可存活，他认为，只有活酵母才能提高瘤胃的消化功能。

90年代以来，由于人们对化学类生长促进剂的安全性的担忧。酵母培养物用作微生态饲料添加剂开始成为研究热点。国外Diamond V Mill，Alltech等大公司都相继开发了一系列YC产品，国内一些酵母培养物厂家也陆续出现，在美国酵母培养物已得到了普遍使用。人们对酵母培养物的概念也有了新的进一步的认识。

目前从国内外研究较多的酵母培养物产品来看，主要分为两大类：一类产品的主要功效组分是酵母细胞外代谢产物，如达农威公司的益康系列酵母培养物，该产品是一个包含了少数酵母菌、变性的培养基和酵母胞外代谢物的混合物，酵母菌仅作为产品生产的工具，在终产品中是否存活不会影响产品效果；另一类产品的主要功效组分是活酵母细胞，如Alltech公司生产的酵母培养物产品，该产品能够耐受反刍动物瘤胃酸性环境和饲料制粒时的升温。

目前研发的酵母及其培养物产品，价格较高，通常在饲料中作为添加剂使用，而非常规原料，用量仅为1%以下，所以效果较弱。豆粕的粗蛋白含量高，氨基酸组成平衡，富含多种矿物质和维生素，作为一种优质植物性饲料原料被广泛的应用于饲料工业和畜牧养殖中。但将豆粕作为制备酵母培养物的基料，从而得到酵母高密度发酵豆粕，再对其进行进一步的酶解自溶获得富含多肽的酵母培养物产品，还未见到有效的现有技术方案；人们期望有此酵母培养物兼具大豆多肽和酵母培养物的优点，是发酵豆粕的升级产品，包括具有免疫活性高，适口性好，蛋白消化吸收率高，同时生产成本低，使用量可以达到10%，的是一种优质的饲用植物蛋白常规原料，效果更显著。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物，是以豆粕代替碳水化合物为基料。该酿酒酵母培养物兼备了大豆多肽和酵母培养物的优点，同时具有较高的免疫活性；产品适口性好，蛋白消化吸收率高，是一种优质的植物性蛋白饲料，可用于取代鱼粉，血浆蛋白的等动物性蛋白饲料。

本发明的另一个目的是提供一种以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，该方法采用复合酵素结合助融剂对酵母进行破壁处理，效率高，工艺简易稳定，容易操作控制，适合大工业生产，且成本低。

本发明以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物技术方案是：

一种以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物，它是以豆粕为基料，并添加营养辅料和接种活性干酵母，再经过发酵培养，获得高密度酿酒酵母培养物；再调整pH值，加入复合酵素和助溶剂及水，维持一定的温度下酶解破壁，高密度酿酒酵母破壁率为80%～90%；最后经干燥得到破壁酿酒酵母培养物成品，其小肽含量为10%～30%，氨基酸态氮含量为0.5%～2% 。

进一步的技术方案是：

所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物，破壁酿酒酵母培养物经凝胶过滤后对其不同分子量蛋白质分布进行定量分析，分子量在2000Da以下的小分子蛋白质和小肽占总蛋白的50%～85%。

所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物，高密度酿酒酵母破壁率为85%～90%；破壁酿酒酵母培养物小肽含量为15%～30%，氨基酸态氮含量为1%～2%。

所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物，破壁酿酒酵母培养物经凝胶过滤后对其不同分子量蛋白质分布进行定量分析，分子量在2000Da以下的小分子蛋白质和小肽占总蛋白的70%～85%。

本发明以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法技术方案是：

一种本发明的以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，包括如下步骤：

A.高密度酿酒酵母培养物制备：以豆粕为基料，并添加辅料和营养混合物，再调节物料含水量，并接种酿酒活性干酵母，经发酵培养获得高密度酿酒酵母培养物；

B. 高密度酿酒酵母培养物酶解破壁：在A步骤的高密度酿酒酵母培养物中添加复合酵素和助溶剂，调节料水比和pH值，在保温条件下进行酶解破壁；

C. 干燥B步骤的半成品，即得到破壁酿酒酵母培养物成品；

D.测定破壁酿酒酵母培养物成品的小肽和氨基酸态氮含量以及不同分子量蛋白质分布。

进一步的技术方案是：

所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其A步骤中以重量计，添加辅料的量为豆粕基料的5%～12%，添加营养混合物的量为豆粕基料的0.3%～0.5%。

所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其辅料是混合物，其组成物包括麸皮、大米蛋白和玉米粉；所述营养混合物的组成物包括玉米浆、硫酸氨、磷酸二氢钾和复合维生素。

所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其B步骤中破壁是通过复合酵素和助溶剂协同完成；所述复合酵素的组成物包括中性蛋白酶、黑曲霉和枯草芽孢杆菌；所述助溶剂的组成物包括酒精、氯化钠和乙酸乙酯。

所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其B步骤中所述酶解破壁的温度为40～50℃。

所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其B步骤中所述调节料水比是以高密度酿酒酵母培养物湿重计算料水比，料:水＝1:1～5；调节pH值为6.5～7.5。

本发明的主要优点：

1.本发明以豆粕为基质制备酵母培养物产品，兼备了大豆多肽和酵母培养物的优点，小肽含量高达30%，氨基态氮含量1.5%以上，同时具有较高的免疫活性；

2.适口性好，蛋白消化吸收率高。是一种优质的植物性蛋白饲料，可用于取代鱼粉，血浆蛋白的等动物性蛋白饲料，具有广阔的应用前景；

3.本发明采用复合酵素结合助融剂对酵母进行破壁处理，效率高，工艺简易稳定，容易操作控制，适合大工业生产，成本低。

具体实施方式

结合实施例，对本发明以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物及其制备方法作进一步说明如下：

实施例1：是本发明以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物基本实施例。一种以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物，它是以豆粕为基料，并添加营养辅料和接种活性干酵母，再经过发酵培养，获得高密度酿酒酵母培养物；再调整pH值，加入复合酵素和助溶剂及水，维持一定的温度下酶解破壁，高密度酿酒酵母破壁率为80%～90%；最后经干燥得到破壁酿酒酵母培养物成品，其小肽含量为10%～30%，氨基酸态氮含量为0.5%～2%。

实施例2：是在实施例1基础上的进一步实施例。所述破壁酿酒酵母培养物经凝胶过滤后对其不同分子量蛋白质分布进行定量分析，分子量在2000Da以下的小分子蛋白质和小肽占总蛋白的50%～85%。

实施例3：是在实施例1基础上的进一步实施例。所述高密度酿酒酵母破壁率为85%～90%；破壁酿酒酵母培养物小肽含量为15%～30%，氨基酸态氮含量为1%～2%。

实施例4：是在实施例1基础上的进一步实施例。所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物经凝胶过滤后对其不同分子量蛋白质分布进行定量分析，分子量在2000Da以下的小分子蛋白质和小肽占总蛋白的70%～85%。

实施例5：是本发明以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法基本实施例，包括如下步骤：

C. 干燥B步骤的半成品，即得到破壁酿酒酵母培养物成品；

实施例6：是在实施例5基础上的进一步实施例。所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其A步骤中以重量计，添加辅料的量为豆粕基料的5%～12%，添加营养混合物的量为豆粕基料的0.3%～0.5%。所述辅料是混合物，其组成物包括麸皮、大米蛋白和玉米粉；所述营养混合物的组成物包括玉米浆、硫酸氨、磷酸二氢钾和复合维生素。所述B步骤中破壁是通过复合酵素和助溶剂协同完成；所述复合酵素的组成物包括中性蛋白酶、黑曲霉和枯草芽孢杆菌；所述助溶剂的组成物包括酒精、氯化钠和乙酸乙酯。B步骤中所述酶解破壁的温度为40～50℃，保温作用时间为24h～48h。B步骤中所述调节料水比是以高密度酿酒酵母培养物湿重计算料水比，料:水＝1:1～5，调节pH值为6.5～7.5。

实施例7：是本发明以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物及其制备方法的一个优选的实施例。

A.高密度酿酒酵母培养物制备：

（1）配料：基料为豆粕9kg；辅料：麸皮0.5kg、大米蛋白0.2kg、玉米粉0.3kg；

在上述配料中加入营养混合物：玉米浆20g、硫酸氨5g、磷酸二氢钾10g和复合维生素1g；

（2）调节物料含水量：对上述混合配料加水调节基质水分含量为45％～55%，本实施例加水10L；

（3）接种酿酒活性干酵母：接种量为3×10⁷个/g干料，混合均匀；

（4）发酵培养：置于塑料盘中，堆料厚度不超过5cm,于28～32℃保温培养36～48小时，本实施例30℃下保温培养36小时，期间翻料两次；

（5）获得高密度酿酒酵母培养物：平板计数，酿酒酵母菌数达到20～40×10⁸个/g干料；

B.高密度酿酒酵母培养物酶解破壁：

（1）在A步骤的高密度酿酒酵母培养物中添加复合酵素：复合酵素以高密度酿酒酵母培养物的湿重计算，添加量为：50000U/g的中性蛋白酶0.01%，黑曲霉0.02%，2000亿/g枯草芽孢杆菌0.015%；

（2）添加助溶剂：助溶剂以高密度酿酒酵母培养物的湿重计算，添加量为：酒精1%、氯化钠1.5%和乙酸乙酯0.5%；

（3）调节料水比和pH值：以高密度酿酒酵母培养物湿重计算，料水比为1:2.5，调节pH值为7.0；

（4）酶解破壁：混合物置于50℃下酶解破壁24h；

C.干燥B步骤的半成品：在50℃以下干燥致含水量小于10%，即得到破壁酿酒酵母培养物成品；

D.产品测定：破壁酿酒酵母培养物成品的小肽和氨基酸态氮含量以及不同分子量蛋白质分布：

小肽含量占干物质10%以上；高密度酿酒酵母破壁率大于80%；氨基酸态氮含量为1.5%；还包含有酿酒酵母自溶后的释放出的核苷酸、维生素、细胞壁多糖等；

用高效凝胶过滤色谱进行分子量的测定：

将Superdex 75 10/300 GL凝胶过滤柱用0.1mol/L的磷酸盐缓冲液平衡1h，样品和缓冲液均要过0.2μm微孔滤膜，在超声波清洗器中脱气30min，上样量为200μml，洗脱速度为0.4 mL/ min；

分子量标准品为牛血清白蛋白（Mr 67000），卵清蛋白（Mr 43000），核糖核酸酶A（Mr 13700），蛋白酶抑制剂（Mr 6512），维生素B12（Mr 1355），胞嘧啶核苷（Mr 243）；

凝胶过滤完毕后使用脱气处理的20%乙醇溶液清洗凝胶柱。

下表是以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的肽分子量分布：

酶解液洗脱体积	分子量/Da	峰面积（%）	氨基酸残基数
				8.91	251517	3.09	2287
18.06	1977	30.90	18
				18.46	1600	17.24	15
20.56	526	17.78	5
				22.17	224	20.02	2
25.27	43	7.02	0
				26.65	21	1.31	0
28.12	10	2.64	0

高密度酵母培养物经过酶解破壁后，破壁酿酒酵母培养物经凝胶过滤后对其不同分子量蛋白质分布进行定量分析：分子量在224～1977Da，即氨基酸分子数为2～18的小分子多肽和小肽所占蛋白质的比例达到85%以上。

本发明权利要求保护范围不限于上述实施例。

Claims

1.一种以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物，其特征在于，以豆粕为基料，并添加营养辅料和接种活性干酵母，再经过发酵培养，获得高密度酿酒酵母培养物；再调整pH值，加入复合酵素和助溶剂及水，维持一定的温度下酶解破壁，高密度酿酒酵母破壁率为80%～90%；最后经干燥得到破壁酿酒酵母培养物成品，其小肽含量为10%～30%，氨基酸态氮含量为0.5%～2% 。

2.根据权利要求1所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物，其特征在于，破壁酿酒酵母培养物经凝胶过滤后对其不同分子量蛋白质分布进行定量分析，分子量在2000Da以下的小分子蛋白质和小肽占总蛋白的50%～85%。

3.根据权利要求1所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物，其特征在于，高密度酿酒酵母破壁率为85%～90%；破壁酿酒酵母培养物小肽含量为15%～30%，氨基酸态氮含量为1%～2%。

4.根据权利要求1所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物，破壁酿酒酵母培养物经凝胶过滤后对其不同分子量蛋白质分布进行定量分析，分子量在2000Da以下的小分子蛋白质和小肽占总蛋白的70%～85%。

5.一种权利要求1所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

C. 干燥B步骤的半成品，即得到破壁酿酒酵母培养物成品；

6.根据权利要求5所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其特征在于，A步骤中以重量计，添加辅料的量为豆粕基料的5%～12%，添加营养混合物的量为豆粕基料的0.3%～0.5%。

7.根据权利要求5或6所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述辅料是混合物，其组成物包括麸皮、大米蛋白和玉米粉；所述营养混合物的组成物包括玉米浆、硫酸氨、磷酸二氢钾和复合维生素。

8.根据权利要求5所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其特征在于，B步骤中破壁是通过复合酵素和助溶剂协同完成；所述复合酵素的组成物包括中性蛋白酶、黑曲霉和枯草芽孢杆菌；所述助溶剂的组成物包括酒精、氯化钠和乙酸乙酯。

9.根据权利要求5所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其特征在于，B步骤中所述酶解破壁的温度为40～50℃。

10.根据权利要求5所述以豆粕为基料的破壁酿酒酵母培养物的制备方法，其特征在于，B步骤中所述调节料水比是以高密度酿酒酵母培养物湿重计算料水比，料:水＝1:1～5；调节pH值为6.5～7.5。