CN105010731A - 一种植物蛋白混合物的制备方法 - Google Patents

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韩四海
李璇
张卫卫
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徐宝成
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辛莉
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Abstract

一种植物蛋白混合物的制备方法，涉及微生物发酵技术领域；制备步骤为，取酒糟、水、麸皮和尿素混合后蒸汽灭菌，得到固体发酵培养基；然后将冷却的固体发酵培养基搅拌均匀后，铺到发酵池中；分别将枯草芽孢杆菌菌液和白地霉菌菌液喷洒接种到固体发酵培养基上，然后在20～30℃下发酵24？h；再将产朊假丝酵母喷洒接种到固体发酵培养基上，继续在20～30℃下发酵72？h，得到发酵产物；发酵期间通风，且间隔12小时翻拌一次；所得发酵产物的灭菌、干燥与粉碎，即得到粗蛋白含量为32.09%的植物蛋白混合物；本发明植物蛋白混合物的制备方法是一种节能、低成本、绿色、高效的工业化生产植物蛋白质的方法，为我国酒糟的高效利用提供了一种新途径。

Description

一种植物蛋白混合物的制备方法
技术领域
   本发明涉及微生物发酵技术领域，具体的说是一种植物蛋白混合物的制备方法。
背景技术
酒糟是酿酒制造业所产生的主要废弃物，其中含有一定的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和无氮浸出物，营养成分丰富。此外，酒糟中氨基酸种类齐全，包含8种必需氨基酸，还含有多种维生素（如VA、B族维生素、VC、VE、VPP、烟酰胺等）及钙、磷、钾等矿物质。并且酒糟中含有相当丰富的醇、酯及酸等发酵产物，以及由微生物菌体产生的核糖核酸、嘌呤、嘧啶、类脂化合物等微量有益成分。综合看来，酒糟具有非常高的开发利用价值。鲜酒糟因其产量大，不易贮藏与运输，目前主要是做废弃物处理或经晾晒后用作粗饲料，但由于价格低廉，经济效益不够明显，造成了资源的巨大浪费和对周围环境的严重污染。而酒糟蛋白的提取是酒糟综合利用及深加工的重要途径。然而，目前所出现的酒糟蛋白的提取周期长，提取效果差，程序复杂，提取成本高。
发明内容
本发明目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种植物蛋白混合物的制备方法，该方法以酒糟为原料，经过混合菌协同作用发酵，来提高酒糟中的蛋白质含量，以达到变废为宝，增加酒糟的附加产值，降低生产成本，减少环境污染，制备新型植物蛋白质混合物的目的。
一种植物蛋白混合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、灭菌：取酒糟90份、水130份、麸皮10～15份和尿素2～2.5份，充分混合后，将所得混合物121℃蒸汽灭菌处理25～30 min，冷却，得到固体发酵培养基，备用；利用蒸汽的热效应，在高温下使木质素熔化，纤维素分子断裂、降解，同时脱毒、杀菌、除臭。
步骤二、铺料：首先对发酵室进行杀菌；然后将冷却的固体发酵培养基搅拌均匀后，铺到发酵室内的发酵池中；操作方法为，按照15 cm～20 cm（优选为16 cm～18 cm）的厚度铺到发酵池底部所安装距池底0.3 m～0.4 m的透气网上；所述发酵池的长度为6 m，宽度为2 m，底部倾斜度为8°～10°，优选为9°。
步骤三、种子培养：分别配制LB液体培养基、YPD液体培养基和PDA液体培养基，备用；从斜面上挑取枯草芽孢杆菌活化菌，接种于LB液体培养基中，在37℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液；从斜面上挑取产朊假丝酵母活化菌，接种于YPD液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的产朊假丝酵母菌菌液；从斜面上挑取白地霉活化菌，接种于PDA液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养20 h，得到处于对数生长期的白地霉菌菌液。
步骤四、接种与培养：分别将处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液和白地霉菌菌液喷洒接种到固体发酵培养基上，接种量分别为固体发酵培养基质量的5%和10%，然后在20～30℃下发酵24 h；再将处于对数生长期的产朊假丝酵母喷洒接种到固体发酵培养基上，接种量为固体发酵培养基质量的5%，继续在20～30℃下发酵72 h，得到发酵产物；发酵期间，间隔12 h翻拌一次，并且采用中压（风压9.80 kPa～10.13 kPa）风机（一般都选用6 A通风机，电动机功率为4 kW）进行通风；通风的具体方式为：0 h～6 h，静止培养不通风；6 h～12 h，间断通风；12 h～24 h，持续通风；24 h～30 h，静止培养不通风；30 h～36 h，间断通风；36 h～72 h，持续通风；72 h～96 h，间断通风；
步骤五、发酵产物的灭菌、干燥与粉碎：将所得发酵产物置于115℃高压蒸汽灭菌25 min，然后采用滚筒加风方式在60～80℃进行干燥，干燥至发酵产物含水量10%；最后将其粉碎至40～60目，即得到植物蛋白混合物；该植物蛋白混合物的粗蛋白含量为32.09%。
所述发酵室的杀菌方法为甲醛熏蒸配合紫外杀菌，方法如下：开启空调机让甲醛气体扩散30 min，关闭空调机，熏蒸7 h～10 h，在熏蒸的同时进行紫外线照射20～30 min，杀菌结束后打开空调机进行排气。其中所述甲醛的用量为每1 m3用量0.2～0.5 mL。
有益效果是：
1、本发明采用混合菌生物转化酒糟，根据菌种的生长特性，采用分段发酵，利用菌种间的协同作用，提高了发酵产物中蛋白质的含量，同时也缩短了发酵周期；采用固态发酵简单易行，能量损耗低，同时固态发酵可有效避免二次污染。酒糟经过微生物发酵后蛋白质明显提高，所制备的植物蛋白混合物中粗蛋白含量可由19.54%提高到32.09%，真蛋白含量可由12.97%提高到24.85%，粗纤维含量可由23.78%降低到17.66%。本发明选用生育周期短、繁殖能力强、生产条件不严，能分泌多种酶系，具有降解淀粉、纤维素和半纤维素能力的枯草芽孢杆菌和白地霉，以及能有效转化蛋白，且无毒副作用的产朊假丝酵母发酵菌种，对酒糟进行固态协同发酵转化，提高发酵产物中的蛋白含量，尤其是真蛋白含量。
2、本发明植物蛋白混合物的制备方法是一种节能、低成本、绿色、高效的工业化生产植物蛋白质的方法，为我国酒糟的高效利用提供了一种良好的新途径。所制备的植物蛋白混合物可以将蛋白质提取纯化后适当改性，加工成多种高蛋白的食品，作为调味品和保健品基料应用到食品工业中，具有显著的经济效益和社会效益；本发明原料来源丰富，生产成本低，为酒糟开发食品蛋白质提供依据，具有良好的发展前景。
附图说明
图1为枯草芽孢杆菌、产软假丝酵母、白地霉的生长曲线图；
具体实施方式
一种植物蛋白混合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、灭菌：取酒糟90份、水130份、麸皮10～15份和尿素2～2.5份，充分混合后，将所得混合物121℃蒸汽灭菌处理25～30 min，冷却，得到固体发酵培养基，备用；利用蒸汽的热效应，在高温下使木质素熔化，纤维素分子断裂、降解，同时脱毒、杀菌、除臭。
步骤二、铺料：首先对发酵室进行杀菌；然后将冷却的固体发酵培养基搅拌均匀后，铺到发酵室内的发酵池中；操作方法为，按照15 cm～20 cm（优选为16 cm～18 cm）的厚度铺到发酵池底部所安装距池底0.3 m～0.4 m的透气网上；所述发酵池的长度为6 m，宽度为2 m，底部倾斜度为8°～10°，优选为9°。
步骤三、种子培养：分别配制LB液体培养基、YPD液体培养基和PDA液体培养基，备用；从斜面上挑取枯草芽孢杆菌活化菌，接种于LB液体培养基中，在37℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液；从斜面上挑取产朊假丝酵母活化菌，接种于YPD液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的产朊假丝酵母菌菌液；从斜面上挑取白地霉活化菌，接种于PDA液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养20 h，得到处于对数生长期的白地霉菌菌液。
步骤四、接种与培养：分别将处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液和白地霉菌菌液喷洒接种到铺到发酵池中的固体发酵培养基上，接种量分别为固体发酵培养基质量的5%和10%，然后在20～30℃下发酵24 h；再将处于对数生长期的产朊假丝酵母喷洒接种到固体发酵培养基上，接种量为固体发酵培养基质量的5%，继续在20～30℃下发酵72 h，得到发酵产物；发酵期间，间隔12 h翻拌一次，并且采用中压（风压9.80 kPa～10.13 kPa）风机（一般都选用6 A通风机，电动机功率为4 kW）进行通风；通风的具体方式为：0 h～6 h，静止培养不通风；6 h～12 h，间断通风；12 h～24 h，持续通风；24 h～30 h，静止培养不通风；30 h～36 h，间断通风；36 h～72 h，持续通风；72 h～96 h，间断通风；
步骤五、发酵产物的灭菌、干燥与粉碎：将所得发酵产物置于115℃高压蒸汽灭菌25 min，然后采用滚筒加风方式在60～80℃进行干燥，干燥至发酵产物含水量10%；最后将其粉碎至40～60目，即得到植物蛋白混合物；该植物蛋白混合物的粗蛋白含量为32.09%。
所述发酵室的杀菌方法为甲醛熏蒸配合紫外杀菌，方法如下：开启空调机让甲醛气体扩散30 min，关闭空调机，熏蒸7 h～10 h，在熏蒸的同时进行紫外线照射20～30 min，杀菌结束后打开空调机进行排气。其中所述甲醛的用量为每1 m3用量0.2～0.5 mL。
所述的LB液体培养基的组成成份：按重量百分比LB液体培养基中含有1%的胰蛋白胨、0.5%的酵母提取物、3%的氯化钠，余量为水；
所述的YPD液体培养基的组成成份：按重量百分比YPD液体培养基中含有1%酵母膏，2%蛋白胨和2%葡萄糖，余量为水；
所述的PDA液体培养基的组成成份为：每升PDA液体培养基中含有马铃薯200克 、葡萄糖20克，余量为水。
实施例1
一种植物蛋白混合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、灭菌：取酒糟90份、水130份、麸皮10份和尿素2份，充分混合后，将所得混合物置于121℃条件下灭菌处理25 min，冷却，得到固体发酵培养基，备用；利用蒸汽的热效应，在高温下使木质素熔化，纤维素分子断裂、降解，同时脱毒、杀菌、除臭。
步骤二、铺料：首先对发酵室进行杀菌；然后将冷却的固体发酵培养基搅拌均匀后，铺到发酵室内的发酵池中；操作方法为，按照15 cm的厚度铺到发酵池底部所安装距池底0.3 m的透气网上；所述发酵池的长度为6 m，宽度为2 m，底部倾斜度为9°。
步骤三、种子培养：分别配制LB液体培养基、YPD液体培养基和PDA液体培养基，备用；从斜面上挑取枯草芽孢杆菌活化菌，接种于LB液体培养基中，在37℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液；从斜面上挑取产朊假丝酵母活化菌，接种于YPD液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的产朊假丝酵母菌菌液；从斜面上挑取白地霉活化菌，接种于PDA液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养20 h，得到处于对数生长期的白地霉菌菌液；图1为三种菌的生长曲线图。
步骤四、接种与培养：分别将处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液和白地霉菌菌液喷洒接种到固体发酵培养基上，接种量分别为固体发酵培养基质量的5%和10%，然后在20～30℃下发酵24 h；再将产朊假丝酵母喷洒接种到固体发酵培养基上，接种量为固体发酵培养基质量的5%，继续在20℃下发酵72 h，得到发酵产物；发酵期间，间隔12 h翻拌一次，并且采用中压风机进行通风；通风的具体方式为：0 h～6 h，静止培养不通风；6 h～12 h，间断通风；12 h～24 h，持续通风；24 h～30 h，静止培养不通风；30 h～36 h，间断通风；36 h～72 h，持续通风；72 h～96 h，间断通风；
步骤五、发酵产物的灭菌、干燥与粉碎：将所得发酵产物置于115℃高压蒸汽灭菌25 min，然后采用滚筒加风方式在60℃进行干燥，干燥至发酵产物含水量10%；最后将其粉碎至40目，即得到植物蛋白混合物；该植物蛋白混合物的粗蛋白含量为32.09%。
所述发酵室的杀菌方法为甲醛熏蒸配合紫外杀菌，方法如下：开启空调机让甲醛气体扩散30 min，关闭空调机，熏蒸7 h～10 h，在熏蒸的同时进行紫外线照射20 min，杀菌结束后打开空调机进行排气。其中所述甲醛的用量为每1 m3用量0.2 mL。
实施例2
一种植物蛋白混合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、灭菌：取酒糟90份、水130份、麸皮15份和尿素2.5份，充分混合后，将所得混合物置于121℃条件下灭菌处理30 min，冷却，得到固体发酵培养基，备用；利用蒸汽的热效应，在高温下使木质素熔化，纤维素分子断裂、降解，同时脱毒、杀菌、除臭。
步骤二、铺料：首先对发酵室进行杀菌；然后将冷却的固体发酵培养基搅拌均匀后，铺到发酵室内的发酵池中；操作方法为，按照16 cm的厚度铺到发酵池底部所安装距池底0.4 m的透气网上；所述发酵池的长度为6 m，宽度为2 m，底部倾斜度为8°。
步骤三、种子培养：分别配制LB液体培养基、YPD液体培养基和PDA液体培养基，备用；从斜面上挑取枯草芽孢杆菌活化菌，接种于LB液体培养基中，在37℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液；从斜面上挑取产朊假丝酵母活化菌，接种于YPD液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的产朊假丝酵母菌菌液；从斜面上挑取白地霉活化菌，接种于PDA液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养20 h，得到处于对数生长期的白地霉菌菌液；图1为三种菌的生长曲线图。
步骤四、接种与培养：分别将处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液和白地霉菌菌液喷洒接种到固体发酵培养基上，接种量分别为固体发酵培养基质量的5%和10%，然后在30℃下发酵24 h；再将处于对数生长期的产朊假丝酵母喷洒接种到固体发酵培养基上，接种量为固体发酵培养基质量的5%，继续在20～30℃下发酵72 h，得到发酵产物；发酵期间，间隔12 h翻拌一次，并且采用风压9.80 kPa风机进行通风；通风的具体方式为：0 h～6 h，静止培养不通风；6 h～12 h，间断通风；12 h～24 h，持续通风；24 h～30 h，静止培养不通风；30 h～36 h，间断通风；36 h～72 h，持续通风；72 h～96 h，间断通风；
步骤五、发酵产物的灭菌、干燥与粉碎：将所得发酵产物置于115℃高压蒸汽灭菌25 min，然后采用滚筒加风方式在80℃进行干燥，干燥至发酵产物含水量10%；最后将其粉碎至60目，即得到植物蛋白混合物；该植物蛋白混合物的粗蛋白含量为32.09%。
所述发酵室的杀菌方法为甲醛熏蒸配合紫外杀菌，方法如下：开启空调机让甲醛气体扩散30 min，关闭空调机，熏蒸7 h～10 h，在熏蒸的同时进行紫外线照射30 min，杀菌结束后打开空调机进行排气。其中所述甲醛的用量为每1 m3用量0.5 mL。
实施例3
一种植物蛋白混合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、灭菌：取酒糟90份、水130份、麸皮12份和尿素2.2份，充分混合后，将所得混合物置于121℃条件下灭菌处理28 min，冷却，得到固体发酵培养基，备用；利用蒸汽的热效应，在高温下使木质素熔化，纤维素分子断裂、降解，同时脱毒、杀菌、除臭。
步骤二、铺料：首先对发酵室进行杀菌；然后将冷却的固体发酵培养基搅拌均匀后，铺到发酵室内的发酵池中；操作方法为，按照18 cm的厚度铺到发酵池底部所安装距池底0.35 m的透气网上；所述发酵池的长度为6 m，宽度为2 m，底部倾斜度为8°。
步骤三、种子培养：分别配制LB液体培养基、YPD液体培养基和PDA液体培养基，备用；从斜面上挑取枯草芽孢杆菌活化菌，接种于LB液体培养基中，在37℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液；从斜面上挑取产朊假丝酵母活化菌，接种于YPD液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的产朊假丝酵母菌菌液；从斜面上挑取白地霉活化菌，接种于PDA液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养20 h，得到处于对数生长期的白地霉菌菌液；图1为三种菌的生长曲线图。
步骤四、接种与培养：分别将处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液和白地霉菌菌液喷洒接种到固体发酵培养基上，接种量分别为固体发酵培养基质量的5%和10%，然后在20～30℃下发酵24 h；再将处于对数生长期的产朊假丝酵母喷洒接种到固体发酵培养基上，接种量为固体发酵培养基质量的5%，继续在28℃下发酵72 h，得到发酵产物；发酵期间，间隔12 h翻拌一次，并且采用风压10.13 kPa风机进行通风；通风的具体方式为：0 h～6 h，静止培养不通风；6 h～12 h，间断通风；12 h～24 h，持续通风；24 h～30 h，静止培养不通风；30 h～36 h，间断通风；36 h～72 h，持续通风；72 h～96 h，间断通风；
步骤五、发酵产物的灭菌、干燥与粉碎：将所得发酵产物置于115℃高压蒸汽灭菌25 min，然后采用滚筒加风方式在75℃进行干燥，干燥至发酵产物含水量10%；最后将其粉碎至55目，即得到植物蛋白混合物；该植物蛋白混合物的粗蛋白含量为32.09%。
所述发酵室的杀菌方法为甲醛熏蒸配合紫外杀菌，方法如下：开启空调机让甲醛气体扩散30 min，关闭空调机，熏蒸8 h，在熏蒸的同时进行紫外线照射25 min，杀菌结束后打开空调机进行排气。其中所述甲醛的用量为每1 m3用量0.4mL。

Claims (5)

1.一种植物蛋白混合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、灭菌：取酒糟90份、水130份、麸皮10～15份和尿素2～2.5份，充分混合，将所得混合物121℃蒸汽灭菌处理25～30 min，冷却，得到固体发酵培养基，备用；
步骤二、铺料：首先对发酵室进行杀菌；然后将冷却的固体发酵培养基搅拌均匀后，铺到发酵室内的发酵池中；操作方法为，按照15 cm～20 cm的厚度铺到发酵池底部所安装距池底0.3 m～0.4 m的透气网上；所述发酵池的长度为6 m，宽度为2 m，底部倾斜度8°～10°；
步骤三、种子培养：分别配制LB液体培养基、YPD液体培养基和PDA液体培养基，备用；从斜面上挑取枯草芽孢杆菌活化菌，接种于LB液体培养基中，在37℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液；从斜面上挑取产朊假丝酵母活化菌，接种于YPD液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养24 h，得到处于对数生长期的产朊假丝酵母菌菌液；从斜面上挑取白地霉活化菌，接种于PDA液体培养基中，在28℃、150 r/min条件下摇床培养20 h，得到处于对数生长期的白地霉菌菌液；
步骤四、接种与培养：分别将处于对数生长期的枯草芽孢杆菌菌液和白地霉菌菌液喷洒接种到铺到发酵池中的固体发酵培养基上，接种量分别为固体发酵培养基质量的5%和10%，然后在20～30℃下发酵24 h；再将处于对数生长期的产朊假丝酵母喷洒接种到固体发酵培养基上，接种量为固体发酵培养基质量的5%，继续在20～30℃下发酵72 h，得到发酵产物；发酵期间，间隔12 h翻拌一次，并且采用风压为9.80 kPa～10.13 kPa的风机进行通风；通风的方式为：0 h～6 h，静止培养不通风；6 h～12 h，间断通风；12 h～24 h，持续通风；24 h～30 h，静止培养不通风；30 h～36 h，间断通风；36 h～72 h，持续通风；72 h～96 h，间断通风；
步骤五、发酵产物的灭菌、干燥与粉碎：将所得发酵产物置于115℃高压蒸汽灭菌25 min，然后采用滚筒加风方式在60～80℃进行干燥，干燥至发酵产物含水量10%；最后将其粉碎至40～60目，即得到植物蛋白混合物；该植物蛋白混合物的粗蛋白含量为32.09%。
2.如权利要求1所述的植物蛋白混合物的制备方法，其特征在于：所述发酵室的杀菌方法为甲醛熏蒸配合紫外杀菌，方法如下：开启空调机让甲醛气体扩散30 min，关闭空调机，熏蒸7 h～10 h，在熏蒸的同时进行紫外线照射20～30 min，杀菌结束后打开空调机进行排气。
3.如权利要求2所述的植物蛋白混合物的制备方法，其特征在于：所述甲醛的用量为每1 m3用量0.2～0.5 mL。
4.如权利要求1所述的植物蛋白混合物的制备方法，其特征在于：所述发酵室底部坡度为9°。
5.如权利要求1所述的植物蛋白混合物的制备方法，其特征在于：步骤二中所述固体发酵培养基所铺的厚度为16 cm～18 cm。
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