CN108782948A - 一种酵母源功能性蛋白及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酵母源功能性蛋白及其制备方法，包括以下主要步骤：对啤酒酵母泥进行离心处理，然后收集酵母菌菌体；收集的酵母菌菌体加入无菌水悬浮，得到含酵母干物质200～500g/L的酵母菌悬液；酵母菌悬液中加入酶制剂和耐高温酵母菌剂，在温度为42℃～45℃和转速为50rpm～100rpm的条件下酶解3h～10h，得到酵母水解液；将酵母水解液和豆粕按一定的比例混合，并接入枯草芽孢杆菌菌剂进行固态发酵；发酵后的产物经干燥、粉碎和包装后制备成一种酵母源功能性蛋白成品。本发明制备的酵母源功能性蛋白不仅可以用作一种鱼粉替代蛋白，降低饲料成本；而且还可以用于配制绿色饲料从而提高饲料的品质，本发明有良好的应用前景和现实意义。

Description

一种酵母源功能性蛋白及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种酵母源功能性蛋白的制备方法，属于生物工程的技术领域。
背景技术
酵母水解物是采用天然酵母为原料，利用内源酶及外源酶定向水解，再浓缩干燥而成，通过一系列工艺手段，充分释放酵母细胞的内含物质，使其功能性物质的功效性达到最大。国内外大量的研究表明，酵母水解物富含核苷酸、B族维生素和酵母多糖等功能性成分，该些酵母源功能性成分不但可以促进饲养动物的生长，而且还能提高饲养动物的免疫力。然而，目前酵母水解物的制备需要经过酶解、浓缩和干燥等步骤加工而成，生产成本高，使得酵母水解物很难在饲料工业得到大量的应用。
发酵豆粕是以优质豆粕为主要原料，在微生物菌种发酵下，利用微生物产生的蛋白酶，不但可以将豆粕中的抗原蛋白降解，而且还通过富含小肽而提高制备饲料蛋白的消化和吸收性能。近年来，发酵豆粕作为一种鱼粉替代蛋白在我国饲料工业得到了广泛的应用。然而发酵豆粕缺乏功能性成分，在饲料工业仅仅作为一种鱼粉替代蛋白。
发明内容
针对酵母水解物和发酵豆粕所存在的问题，本发明提供了一种酵母源功能性蛋白的制备方法，其工艺简单易于操作，制得的功能性蛋白可大幅替代进口鱼粉，降低饲料成本。
本发明的另一个目的是提供上述方法制得的酵母源功能性蛋白。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种酵母源功能性蛋白的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)对啤酒酵母泥进行离心处理，然后收集酵母菌菌体；
(2)将步骤(1)收集的酵母菌菌体加入无菌水悬浮，得到含酵母干物质200～500g/L的酵母菌悬液；
(3)往步骤(2)得到的酵母菌悬液中加到酶解罐中，并往酶解罐中加入酶制剂和耐高温酵母菌剂，在温度为42℃～45℃和转速为50rpm～100rpm的条件下酶解3h～10h，得到酵母水解液；
(4)将豆粕粉碎后过筛备用；
(5)将步骤(3)得到的酵母水解液和步骤(4)得到的豆粕按质量比为0.5～1.2：1的比例混合，得到固态发酵培养基；
(6)往步骤(5)得到的固态培养基中接入枯草芽孢杆菌菌剂，并混匀；
(7)原料的发酵：发酵方式为封闭式固态发酵，发酵温度控制在30℃～50℃范围内，发酵时间为60h～72h；
(8)成品处理：将发酵结束后获得的产物经干燥、粉碎和包装后，即制得了一种酵母源功能性蛋白成品。
所述步骤(3)中添加的酶制剂为纤维素酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶和蛋白酶所组成的混合物。
所述步骤(3)中酶的加入量以其添加的质量占酵母菌悬液总质量百分比计，分别为：纤维素酶0.001％～2％，β-葡聚糖酶0.001％～2％，β-甘露聚糖酶0.001％～2％，蛋白酶0.001％～2％。
所述步骤(3)中耐高温酵母菌剂的加入量以其添加的质量占酵母菌悬液总质量百分比计为0.001％～2％。
所述步骤(3)中耐高温酵母菌剂为可耐受发酵温度为42℃～45℃的耐高温酵母。
所述步骤(6)中枯草芽孢杆菌菌剂的加入量以其添加的质量占固态发酵培养基总质量百分比计为0.001％～2％。
前述方法制备得到的酵母源功能性蛋白。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和特点：
(1)在酵母水解过程中，酵母菌悬液中酵母干物质含量高，水解后酵母水解物无需浓缩，这不但可以提高酵母水解的效率，而且还可以降低酵母水解的成本。
(2)在高浓度的酵母菌悬液中，按现有工艺单纯依靠酶解作用，酵母细胞的破壁率很低。本发明发现利用酶解和耐高温酵母发酵的协同作用，在高浓度的酵母菌悬液中酵母细胞的破壁率可达到90％以上，取得了预料不到的技术效果。例如，含酵母干物质400g/L的酵母菌悬液中，采用酶解的方法酵母菌的破壁率只有40％，但是在相同的酶浓度的酶解体系中，只要再加入0.02％的耐高温酵母菌剂，酶解后酵母菌的破壁率可达到91％，取得了预料不到的技术效果。
(3)将酵母水解物的制备和发酵豆粕的生产有机组合在一起，组合的各技术特征在功能上彼此支持，取得了新的技术效果：酵母水解完成后，无需灭酶直接将其与豆粕进行混合后发酵，这不但可降低成本，同时水解液中残留的酶制剂还可对豆粕进行酶解，提高豆粕的发酵效果。并且酵母水解后释放营养物质有利于枯草芽孢杆菌产酶，这会进一步提高豆粕的发酵效果。另一方面，前面酶解过程残留的未破壁的酵母菌还可在枯草芽孢杆菌的发酵下进行破壁，这会进一步提高整个过程酵母菌的破壁率。
(4)将酵母水解物的生产和发酵豆粕的制备有机结合在一起，这不但可以使得制备的发酵豆粕富含酵母源功能性成分，而且还将酵母水解物的后处理工艺融合在发酵饲料蛋白的后处理工艺中，大大降低了酵母水解物在饲料中的应用成本，从而促进酵母水解物在饲料工业中的应用。
本发明制备方法得到的酵母源功能性蛋白在华南地区的猪、鸡、对虾和罗非鱼等动物的养殖试验表明，用本发明制备的鱼粉替代蛋白不但可大幅度替代进口鱼粉，降低饲料成本；而且还可以增强动物的免疫力和抗病力。
具体实施方式
本发明是一种酵母源功能性蛋白的制备方法，包括如下步骤：
(1)对啤酒酵母泥进行离心处理，然后收集酵母菌菌体。
(2)将步骤(1)收集的酵母菌菌体加入无菌水悬浮，得到含酵母干物质200～500g/L的酵母菌悬液。
(3)往步骤(2)得到的酵母菌悬液中加到酶解罐中，并往酶解罐中加入酶制剂和耐高温酵母菌剂，在温度为42℃～45℃和转速为50rpm～100rpm的条件下酶解3h～10h，得到酵母水解液。优选的，添加的酶制剂为纤维素酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶和蛋白酶所组成的混合物；更优选的，酶的加入量以添加的酶的质量占酵母菌悬液总质量百分比计，分别为：纤维素酶0.001％～2％，β-葡聚糖酶0.001％～2％，β-甘露聚糖酶0.001％～2％，蛋白酶0.001％～2％。优选的，耐高温酵母菌剂的加入量以添加的菌剂的质量占酵母菌悬液总质量百分比计为0.001％～2％。传统的酿酒酵母最适的发酵温度为28～33℃，一般不超过36℃。近年来，许多能在42℃～45℃仍能发酵的耐高温酵母已经商业化生产，例如在本发明实施例中的耐高温酵母菌剂为安琪酵母股份有限公司生产。
(4)将豆粕粉碎后过60目筛备用。
(5)将步骤(3)得到的酵母水解液和步骤(4)得到的豆粕按质量比为0.5～1.0：1的比例混合，得到固态发酵培养基。
(6)往步骤(5)得到的固态培养基中接入枯草芽孢杆菌菌剂，并混匀。优选的，枯草芽孢杆菌菌剂的加入量以添加的菌剂的质量占固态发酵培养基总质量百分比计为0.001％～2％。
(7)原料的发酵：发酵方式为封闭式固态发酵，发酵温度控制在30℃～50℃范围内，料温超过50℃时采取翻动等降温措施；发酵时间为60h～72h；发酵可在发酵罐、发酵池或发酵袋中进行。
(8)成品处理：将发酵结束后获得的产物经干燥、粉碎和包装后，即制得了一种酵母源功能性蛋白成品。
为了更好地理解本发明，下面就发酵参数和发酵方式的选择结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
酵母泥取自湛江珠江啤酒股份有限公司，将酵母泥进行离心，然后收集酵母菌菌体；收集的酵母菌菌体加入无菌水悬浮，得到含酵母干物质300g/L的酵母菌悬液(菌悬液中99％的酵母细胞细胞壁完整，未破壁)。将酵母菌悬液中加入到酶解罐中，然后往酶解罐中加入0.01％的纤维素酶、0.02％的β-葡聚糖酶、0.03％的β-甘露聚糖酶和0.02％的蛋白酶，然后加入0.02％的耐高温酵母菌剂(湖北安琪酵母股份有限公司生产)，在温度为43℃和转速为70rpm的条件下酶解8h，得到酵母水解液(酵母菌破壁率为92％)；将1000kg酵母水解液和经粉碎后过60目筛的1000kg豆粕混合，然后接入2kg枯草芽孢杆菌菌剂混匀；加入菌种的发酵培养基进行建堆，建堆的物料厚度为130cm，并将建堆的发酵物料用塑料薄膜盖上密封好，发酵温度控制在30℃～50℃范围内，料温超过50℃时采取翻动等降温措施，发酵时间为60h；发酵结束后，将发酵产物经干燥和粉碎后即可制备成一种酵母源功能性蛋白成品。该酵母源功能性蛋白的各项指标的检测结果为：蛋白质含量为51％，核苷酸含量为3.8％，酵母细胞壁多糖含量为4.5％，酸溶性蛋白含量(占蛋白)为25％。
实施例2
酵母泥取自湛江珠江啤酒股份有限公司，将酵母泥进行离心，然后收集酵母菌菌体；收集的酵母菌菌体加入无菌水悬浮，得到含酵母干物质400g/L的酵母菌悬液(菌悬液中99％的酵母细胞细胞壁完整，未破壁)。将酵母菌悬液中加入到酶解罐中，然后往酶解罐中加入0.02％的纤维素酶、0.03％的β-葡聚糖酶、0.04％的β-甘露聚糖酶和0.03％的蛋白酶，然后加入0.02％的耐高温酵母菌剂(湖北安琪酵母股份有限公司生产)，在温度为42℃和转速为80rpm的条件下酶解8h，得到酵母水解液(酵母菌破壁率为91％)；将900kg酵母水解液和经粉碎后过60目筛的1000kg豆粕混合，然后接入2kg枯草芽孢杆菌菌剂混匀；加入菌种的发酵培养基进行建堆，建堆的物料厚度为130cm，并将建堆的发酵物料用塑料薄膜盖上密封好，发酵温度控制在30℃～50℃范围内，料温超过50℃时采取翻动等降温措施，发酵时间为72h；发酵结束后，将发酵产物经干燥和粉碎后即可制备成一种酵母源功能性蛋白成品。该酵母源功能性蛋白的各项指标的检测结果为：蛋白质含量为52％，核苷酸含量为4.4％，酵母细胞壁多糖含量为5.0％，酸溶性蛋白含量(占蛋白)为25％。

Claims (7)

1.一种酵母源功能性蛋白的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)对啤酒酵母泥进行离心处理，然后收集酵母菌菌体；
(2)将步骤(1)收集的酵母菌菌体加入无菌水悬浮，得到含酵母干物质200～500g/L的酵母菌悬液；
(3)往步骤(2)得到的酵母菌悬液中加到酶解罐中，并往酶解罐中加入酶制剂和耐高温酵母菌剂，在温度为42℃～45℃和转速为50rpm～100rpm的条件下酶解3h～10h，得到酵母水解液；
(4)将豆粕粉碎后过筛备用；
(5)将步骤(3)得到的酵母水解液和步骤(4)得到的豆粕按质量比为0.5～1.2：1的比例混合，得到固态发酵培养基；
(6)往步骤(5)得到的固态培养基中接入枯草芽孢杆菌菌剂，并混匀；
(7)原料的发酵：发酵方式为封闭式固态发酵，发酵温度控制在30℃～50℃范围内，发酵时间为60h～72h；
(8)成品处理：将发酵结束后获得的产物经干燥、粉碎和包装后，即制得了一种酵母源功能性蛋白成品。
2.根据权利要求1所述的一种酵母源功能性蛋白的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中添加的酶制剂为纤维素酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶和蛋白酶所组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种酵母源功能性蛋白的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中酶的加入量以其添加的质量占酵母菌悬液总质量百分比计，分别为：纤维素酶0.001％～2％，β-葡聚糖酶0.001％～2％，β-甘露聚糖酶0.001％～2％，蛋白酶0.001％～2％。
4.根据权利要求1所述的一种酵母源功能性蛋白的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中耐高温酵母菌剂的加入量以其添加的质量占酵母菌悬液总质量百分比计为0.001％～2％。
5.根据权利要求1所述的一种酵母源功能性蛋白的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中耐高温酵母菌剂为可耐受发酵温度为42℃～45℃的耐高温酵母。
6.根据权利要求1所述的一种酵母源功能性蛋白的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中枯草芽孢杆菌菌剂的加入量以其添加的质量占固态发酵培养基总质量百分比计为0.001％～2％。
7.权利要求1-6任一权利要求所述方法制备得到的酵母源功能性蛋白。
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