CN104711310A - 一种用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法。通过选用高产蛋白酶的硫色黑曲霉为发酵菌株，以棉籽粕为主要原料，经过固态发酵 浸提超滤

Description

一种用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域。具体说，本发明涉及一种利用微生物发酵制备低分子活性肽技术领域。

背景技术

肽是蛋白质分解成氨基酸过程中的中间产物。通常把含氨基酸残基 50 个以上的称为蛋白质，低于 50 个氨基酸残基的则称为肽。一般认为组成中少于20个氨基酸的肽称为“寡肽”，含20-50个氨基酸的肽称为“多肽”。蛋白质在消化道中的消化终产物大部分是寡肽，而且有些寡肽可以直接被吸收进入血液循环。

研究表明，寡肽的吸收具有速度快、耗能低、不易饱和，且各种肽之间运转无竞争性与抑制性的特点。寡肽和氨基酸具有相互独立的吸收机制，二者互不干扰，而且部分游离氨基酸可能主要依靠寡肽的形式吸收进入体内，并在血液循环中直接参与蛋白质的合成。在日常生产中发现，有些寡肽具有与金属结合的特性从而促进Ca^{2 ＋}、Cu^{2 ＋}、Zn^{2 ＋}、Fe^{2 ＋}等的被动转运过程及在体内的储存。寡肽除了作为营养元素之外，某些寡肽还具有生物活性。①寡肽首先能起到传递神经信息的作用。②寡肽能促进肠道消化功能、增强养分的消化吸收、调控物质代谢。③寡肽还具有参与机体免疫调节等作用。④寡肽具有阿片肽活性。⑤寡肽还具有降血压功能。⑥寡肽的其他生理活性作用有抗凝血、抗氧化性、促进DNA合成以及抗菌等作用。

生物活性肽的制备主要有三种途径：一是从自然界的生物体中直接提取其本身固有的天然活性肽；二是化学合成法；三是通过蛋白质降解获得；直接提取法主要是从富含肽的动植物、微生物中提取，或应用基因重组技术改造生物体，使其能大量合成目标肽，并通过一定工艺提取纯化。早期多用此法获得天然活性肽，其缺点是产量低，成本高，而且可能引发某些资源的匾乏，相关提取工艺会产生化学物质的残留。化学合成法是根据目标肽的氨基酸排列顺序，用人工方法采用氨基酸进行化学合成。化学合成法缺点是生产过程复杂，成本高，污染大。蛋白质的降解通常采用化学水解法、酶水解法和微生物发酵降解三种方法。化学水解法主要是酸水解法，是利用酸使蛋白质中的肽链断裂，由于不同的氨基酸其肽键结合力有差异，所以蛋白质中结合力小的键先断开，形成长短不同的肽链。此方法简单，成本低，但无法对水解过程进行有效控制，氨基酸会受到损害，降低蛋白营养价值，而且必须除酸并防止污染。酶解法是通过酶的作用如Alcalase碱性蛋白酶、Flavourzyme复合风味酶、Protease A和Peptidase R、胃胰蛋白酶等，在最适条件下酶解蛋白得到活性肽，这种方法反应条件比较温和，能较好地控制反应，并且保存氨基酸的营养价值，但成本高，反应条件难以控制。微生物发酵法是直接利用微生物生长过程中产生的各种酶类，主要是蛋白酶，对蛋白质进行发酵水解生产需要的肽。微生物发酵法的优势在于可以直接采用原料进行生产，工艺简单，成本低，环境污染小且后期处理方便。目前采用的微生物主要有：乳酸菌、芽孢菌、酵母菌、曲霉菌等。常用的曲霉菌主要有米曲霉和黑曲霉，应用硫色曲霉目前还没有报道。

棉籽粕是棉籽经脱壳、加热、压扁成薄片用溶剂浸出油后，所剩余的副产品。棉籽粕中含粗蛋白40%以上，还含有丰富的赖氨酸、精氨酸，是一种极具开发潜力的植物蛋白资源，营养价值远比谷类蛋白高，近似豆类蛋白质。我国不仅是全球最大的棉花种植国和原棉消费国，也是世界上最大的棉籽生产国，每年有1100万吨以上的棉籽，年可产棉籽饼粕600万吨以上，资源量全球第一。因此，开发利用棉籽粕蛋白质资源具有很高的经济价值和社会价值。

发明内容

本发明的目的在于利用新疆丰富的棉粕资源，通过微生物发酵，提供一种高附加值的棉粕寡肽产品及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：菌种的活化培养、固态发酵培养基的配制、固态发酵，然后通过对发酵产物中棉粕寡肽的提取，获得本发明最终的棉粕寡肽产品。

具体地，本发明提供了一种利用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法，详细如下。

1、一种利用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法，其发酵菌种为硫色黑曲霉。

2、一种利用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法，其固态发酵培养基组成为棉籽粕90-100%，麸皮0-10%，玉米面0-1%,糖蜜0-3%，磷酸氢二钾0-0.2%，水45-60%。

3、一种利用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法，制备的棉粕寡肽蛋白质含量（干基）≥90%，灰分含量≤5%，糖含量≤3%，水分含量≤6.5%，脂肪含量≤1%，15%TCA可溶蛋白（干基）≥80%，寡肽（分子量≤2000Da）≥80%，游离氨基酸总量≤15%，总氨基酸含量≥80%。

4、一种利用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法，其生产工艺流程包括如下步骤：

(1) 种子液的制备：将斜面保存菌种用5mL无菌水洗下，制成含孢子数为1×10⁵个/mL的孢悬液；

(2) 固态培养基的制备：按权利要求2所述的培养基配方配制一定量的固态发酵培养基。具体操作为先将棉粕、麸皮、玉米面混合均匀，再称取糖蜜、磷酸氢二钾与水混匀后在与事先混匀的固体物料充分混匀，然后分装于500ml三角瓶中，每个三角瓶装料100g；

(3) 固态发酵方法：将已装物料的三角瓶用8层纱布封口，121℃灭菌30min。冷却后接菌，每个三角瓶接发酵菌种3ml，混匀后置于30℃恒温培养箱中静置发酵5d-6d，每24h摇晃一次；

(4) 样品的制备：固态发酵物料40-50℃恒温烘干后，用高速粉碎机粉碎全部过60目筛；

(5) 寡肽的浸提：称取一定量（4）样品按1׃9的比例加入蒸馏水，室温下置于摇床上160r/min振荡30min，将混合液10000r/min离心10min；

(6) 超滤：将步骤（5）的上清液通过中空纤维超滤器进行超滤，超滤膜为3KD；

(7) 干燥：将步骤（6）的超滤液真空冷冻干燥，即得棉粕寡肽产品；

本发明中，产品理化指标测定采用本领域常用方法，水分的测定按GB/T 5009.3食品中水分的测定方法；粗蛋白质的测定按GB/T 5009.5食品中蛋白质的测定方法；脂肪的测定按GB/T 5009.6食品中脂肪的测定方法；寡肽的测定参照GB／T22492-2008大豆肽粉测定方法。

具体实施方式

下面，举实施例说明本发明，但是，本发明并不限于下述的实施例。另外，在下述的说明中，如无特别说明，％皆指m/m质量百分比，

(1) 种子液的制备：将斜面保存菌种用5mL无菌水洗下，制成含孢子数为1×10⁵个/mL的孢悬液；

(2) 固态培养基的制备：按权利要求2所述的培养基配方配制一定量的固态发酵培养基。具体操作为先将棉粕、麸皮、玉米面混合均匀，再称取糖蜜、磷酸氢二钾与水混匀后在与事先混匀的固体物料充分混匀，然后分装于500ml三角瓶中，每个三角瓶装料100g；

(3) 固态发酵方法：将已装物料的三角瓶用8层纱布封口，121℃灭菌30min。冷却后接菌，每个三角瓶接发酵菌种3ml，混匀后置于30℃恒温培养箱中静置发酵5d-6d，每24h摇晃一次；

(4) 样品的制备：固态发酵物料40-50℃恒温烘干后，用高速粉碎机粉碎全部过60目筛；

(5) 寡肽的浸提：称取一定量（4）样品按1׃9的比例加入蒸馏水，室温下置于摇床上160r/min振荡30min，将混合液10000r/min离心10min；

(6) 超滤：将步骤（5）的上清液通过中空纤维超滤器进行超滤，超滤膜为3KD；

(7) 干燥：将步骤（6）的超滤液真空冷冻干燥，即得棉粕寡肽产品；

实施例一：

(1) 种子液的制备：在无菌操作条件下，将斜面保存菌种用5mL无菌水洗下，与45mL无菌水混合均匀，制成含孢子数为1×10⁵个/mL的孢悬液；

(2) 固态培养基的制备：称取棉粕56.25g、麸皮6.25g混合均匀；再称取糖蜜1.875g与水37.5g充分混匀后，加入到棉粕、麸皮混合物中充分混匀，装入500mL三角瓶中，

(3) 固态发酵方法：将已装物料的三角瓶用8层纱布封口，121℃灭菌30min。冷却后接菌，每个三角瓶接发酵菌种3ml，混匀后置于30℃恒温培养箱中静置发酵6d，每24h摇晃一次；

(4) 样品的制备：固态发酵物料45℃恒温烘干后，用高速粉碎机粉碎全部过60目筛；

(5) 寡肽的浸提：称取（4）样品1g按1׃9的比例加入蒸馏水9mL，室温下置于摇床上160r/min振荡30min，将混合液10000r/min离心10min；

(6) 超滤：将步骤（5）的上清液通过中空纤维超滤器进行超滤，超滤膜为3KD；

(7) 干燥：将步骤（6）的超滤液真空冷冻干燥，即得棉粕寡肽产品；

通过以上生产工艺所生产出的棉粕寡肽产品为一淡黄色粉末，其粗白质含量（干基）为92%，灰分含量为1.8%，糖含量为2.6%，水分含量为6.5%，脂肪含量为0.1%，15%TCA可溶蛋白（干基）为90%，寡肽（分子量≤2000Da）为85%，游离氨基酸总量10.5%，总氨基酸含量86%。

Claims (5)

1.一种利用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法，其特征是：发酵菌种为硫色黑曲霉。

2.一种利用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法，其特征是：固态发酵培养基组成为棉籽粕90-100%，麸皮0-10%，玉米面0-1%，糖蜜0-3%，磷酸氢二钾0-0.2%，水45-60%。

3.一种利用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法，其特征是：所制备的棉粕寡肽粗蛋白质含量（干基）≥90%，灰分含量≤5%，糖含量≤3%，水分含量≤6.5%，脂肪含量≤1%，15%TCA可溶蛋白（干基）≥80%，寡肽（分子量≤2000Da）≥80%，游离氨基酸总量≤15%，总氨基酸含量≥80%。

4.一种利用硫色黑曲霉固态发酵棉籽粕制备棉粕寡肽的方法，其生产工艺流程包括如下步骤：

(1) 种子液的制备：将斜面保存菌种用3-8mL无菌水洗下，制成含孢子数为1×10⁵个/mL的孢悬液；

(2) 固态培养基的制备：按权利要求2所述的培养基配方配制一定量的固态发酵培养基。

5.具体操作为先将棉粕、麸皮、玉米面混合均匀，再称取糖蜜、磷酸氢二钾与水混匀后在与事先混匀的固体物料充分混匀，然后分装于500ml三角瓶中，每个三角瓶按容积量的15-25%装料；

(3) 固态发酵方法：将已装物料的三角瓶用8层纱布封口，121℃灭菌30min，冷却后接菌，每个三角瓶按3-5%接种量接入制好孢子悬液，混匀后置于30℃恒温培养箱中静置发酵5-6d，每24h摇晃一次；

(4) 样品的制备：固态发酵物料40-50℃恒温烘干后，用高速粉碎机粉碎全部过60目筛；

(5) 寡肽的浸提：称取一定量（4）样品按1׃9的比例加入蒸馏水，室温下置于摇床上160r/min振荡30min，将混合液10000r/min离心10min；

(6) 超滤：将步骤（5）的上清液通过中空纤维超滤器进行超滤，超滤膜为3KD；

(7) 干燥：将步骤（6）的超滤液真空冷冻干燥，即得棉粕寡肽产品。