CN1911066A - 一种复合酶强化豆粕发酵深度的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合酶强化豆柏发酵深度的工艺，属于生物酶解发酵技术领域，这种发酵的工艺在于：用30℃～45℃的水加入豆粕润料，再加入经过活化的复合酶和枯草芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌的单株菌种或其组合，混合均匀后，进行控温发酵，发酵温度是30℃～50℃，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵时间约48～84小时，发酵结束，本发明方法工艺简单，产品质量稳定，且消除或显著降低了豆粕中的抗营养因子的含量，是满足幼年动物健康成长，营养平衡，质优价廉的安全植物性蛋白饲料，能替代骨粉、鱼粉等动物性蛋白饲料。

Description

一种复合酶强化豆粕发酵深度的工艺

                      技术领域

本发明涉及外加复合酶强化豆粕发酵深度的工艺，属于生物酶解发酵技术领域，具体地说通过生物酶解发酵使豆柏产品中的抗营养因子被彻底或基本消除，使蛋白质或氨基酸组成合理且营养平衡。

                      背景技术

在养殖行业中，动物的不同生长阶段对饲料的要求不同，幼年动物刚开始独立觅食，而其消化道发育尚不完善，分泌的各种消化酶类或数量有限，因而对摄入的食物很敏感，特别是当饲料中的抗营养因子的含量较高时，会显著影响动物的健康和成活。为了满足幼年动物的特殊生理生长需求，在饲料中添加大量的与母体来源相近或易于消化吸收的原料，如鱼粉、肉骨粉等，这也使得配方饲料的价格较高，从而造成养殖行业的效益大幅下降，甚至难以维持。另一方面动物对动物性饲料的过多摄入，动物出现了一些难以治疗、传染性极强的疾病，如风牛病等，引起了人们对食用动物性饲料的动物食品产生了恐慌，在许多国家或地区，已禁止使用鱼粉、骨粉等作为动物性饲料在养殖行业中应用。在寻找更适合长远发展的植物性饲料蛋白源时，人们把眼光放在豆粕类上，因为豆粕是大豆榨油后的副产物，粗蛋白含量高达40％～50％，且蛋白质或氨基酸组成合理，成本远远低于动物性蛋白源，但豆粕中含有许多抗营养因子，从而限制了其在幼年动物的饲料中的应用。虽然可以添加人工精制的大豆蛋白，但成本太高，因此如何消除或降低豆粕中的抗营养因子倍受关注。许多人在这方面作了大量的工作，比如用物理法、化学法、生物育种法等来消除或降低大豆或豆粕中的抗营养因子，这些方法都有一定的效果，但存在成本过高或存在化学残留或破坏营养成分等，因此未能很好应用。用固体发酵法消除或降低豆粕中的抗营养因子在国内外有很多研究，但由于发酵条件的限制，造成通气或散热的困难，产品质量很难控制。也有许多酶法水解大豆蛋白的报道，但都是采用单一的蛋白酶，对豆粕中蛋白质的降解作用及抗营养因子的破坏作用有限，很难在实际中得到应用。

                      发明内容

针对上述存在的问题，本发明的第一个目的是提供一种可大规模生产、成本低、操作简单的利用复合酶强化豆粕发酵深度的工艺，生产特别适合幼年动物食用的易吸收、易消化的营养丰富且平衡的发酵豆粕饲料。豆粕中粗蛋白含量可达40％～50％，且蛋白质或氨基酸组成合理且平衡，是优良的植物性饲料蛋白源，但豆粕中同时含有多种抗营养因子，如胰蛋白酶抑制剂、大豆抗原、胀气因子等，会对动物的生长健康造成不良影响。所以本发明第二个目的是通过外加复合酶并结合微生物发酵作用，使大豆蛋白分解成多种小肽的混合物，不但消除了豆粕中的抗营养因子，也使动物更容易消化吸收，从而有利于动物的茁壮成长，另外小肽混合物对微生物的生长也有促进作用，从而提高发酵效果，对抗营养因子的去除更加彻底。

实现本发明的技术方案是：这种活化复合酶强化豆粕发酵深度的工艺，本发明包括下列步骤：

1、在豆粕原料中加入按豆粕与水的重量比是1∶0.5～1.0，温度为30℃～45℃的水润料，润料时间为1～2小时。

2、复合酶和微生物菌种，所选菌种主要选自枯草芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌的单株菌种或其组合，复合酶或菌种的活化温度是30℃～45℃，活化时间是1～2小时。

3、将活化好的复合酶和菌种加入到已润好的豆粕原料中。

4、控温发酵，发酵温度为30℃～50℃，温度控制方式为间歇通风或间歇机械翻料或间歇人工翻料，翻料时间间隔8～24小时。

5、当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，整个发酵工艺的发酵时间约48～84小时。

6、发酵后处理，指发酵后的工艺：烘干→粉碎→检验→包装→成品。

本发明所述复合酶或所接菌种按外加活化复合酶或菌种重量占豆粕原料重量的百分比计，分别为复合酶0.5～6.0％，枯草芽孢杆菌0.5～2.0％，乳酸菌0.5～2.0％，酵母菌0.1～1.0％。

本发明所述的复合酶采用黑曲霉或米曲霉或根霉中的确或几种分泌的酶或组合。

本发明所述的微生物菌种选自枯草芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌中的一种或其组合，组成为复合酶和间苗株或两株或多株发酵的深度发酵。

本发明复合酶优选的活化温度为35℃，优选活化时间90分钟，微生物菌种的优选活化温度计40℃，优选活化时间100分钟。

本发明复合酶和微生物菌种在活化时，需添加的营养物质为糖或无机氮或脱脂奶粉。

本发明复合酶中含有酸性蛋白酶或中性蛋白酶或碱性蛋白酶或果胶酶或纤维毒酶或葡聚糖酶中的确或其组合。

本发明优选的发酵温度为40℃，温控方式为间歇通风或间歇机械翻料或间歇人工翻料中的一种或组合，优选翻料时间间隔8～16小时，优选整个发酵工艺的发酵时间60～72小时。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、通过活化复合酶对原料进行酶解和接种微生物进行固体发酵的共同作用，可使大豆蛋白质的水解度达15％。

2、抗营养因子的含量：采用外加复合酶强化豆粕发酵深度的工艺，则豆粕中的7S蛋白被完全降解，11S蛋白降解率达95％，胰蛋白酶抑制剂的消除率达90％，胀气因子被完全降解。

3、应用本发明技术发酵后，豆粕中小分子蛋白(即大豆肽的混合物)的含量较发酵前提高了10倍以上，乳酸含量大于等于5％，豆粕中总蛋白的含量提高了约8个百分点。

4、用本发明还可制备大豆肽粉，目前制备大豆肽粉都是采用液体酶解技术，而本发明采用外加复合酶的固体发酵技术，且水解度达到15％，与液体酶解的水解度相差不大，从而为制备大豆肽粉开辟了一条新的途径。

                          具体实施方式

以下是对本发明提供的复合酶加强豆粕发酵深度的工艺的进一步详述：

1、豆粕原料的选择：豆粕原料来源于粮、油食品加工企业，优质原料要符合GB/T 19541-2004的要求，也可选用一般豆粕作原料，但对不同厂家、不同批次的豆粕原料，都要进行严格的检验，以便选择合适的酶解发酵工艺参数。

2、加水润料：润料用水优选灭菌自来水或蒸馏水，也可选择一般自来水，如果自来水的pH远离7.0则不易选用。润料用水的温度是30℃～45℃，润料时间是1～2小时，豆粕原料与水的重量比是1∶0.5～1.0。

3、复合酶和菌种的活化及接种：活化用水的要求同2，外加复合酶的活化温度是30℃～45℃，活化时间是1～2小时；菌种的活化温度是30℃～45℃，活化时间是1～2小时。对复合酶要进行酶活的测定，对菌种要进行菌数的测定，从而根据不同的酶活或不同的菌种的含菌量，选择不同的工艺参数。复合酶和菌种活化后，加入到已经润好的豆粕原料中，开始发酵。

4、温度控制：发酵温度为30℃～50℃，控制温度的方式采用间歇通风或间歇机械翻料或间歇人工翻料，时间间隔为8～24小时。

5、结束发酵：当发酵物的pH为4.5～5.5时，即可结束发酵，耗时约48～84小时。

6、发酵后加工：所述发酵后加工是指发酵后处理的工艺：烘干→粉碎→检验→包装→成品。烘干要求为时间是1～2小时，水分为10％以下；粉碎要求为粒度在60目以上；检测和包装的具体指标要符合企业标准。

实施例1：

将1000kg豆粕用40℃、800kg的水润料，润料时间1～2小时，再加入用35℃的水活化的复合酶5kg和用30℃的水活化的菌种，即枯草芽孢杆菌5kg、乳酸菌5kg、酵母菌1kg中的一种或其组合，拌料，混合均匀，开始发酵，每隔12～24小时通气或翻料，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，约耗时72～84小时，然后烘干→粉碎→检验→包装→成品。

实施例2：

将1000kg豆粕用40℃、800kg的水润料，润料时间1小时，再加入用35℃的水活化的复合酶10kg和用30℃的水活化的菌种，即枯草芽孢杆菌8kg、乳酸菌8kg、酵母菌2kg中的一种或其组合，拌料，混合均匀，开始发酵，每隔12小时通气或翻料，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，约耗时72小时，然后烘干→粉碎→检验→包装→成品。

实施例3：

将1000kg豆粕用35℃、800kg的水润料，润料时间1.5小时，再加入用40℃的水活化的复合酶15kg和用30℃的水活化的菌种，即枯草芽孢杆菌10kg、乳酸菌10kg、酵母菌5kg中的一种或其组合，拌料，混合均匀，开始发酵，每隔12～24小时通气或翻料，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，约耗时60小时，然后烘干→粉碎→检验→包装→成品。

实施例4：

将1000kg豆粕用40℃、800kg的水润料，润料时间1小时，再加入用35℃的水活化的复合酶20kg和用30℃～40℃的水活化的菌种，即枯草芽孢杆菌15kg、乳酸菌15kg、酵母菌8kg中的一种或其组合，拌料，混合均匀，开始发酵，每隔12～20小时通气或翻料，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，约耗时70小时，然后烘干→粉碎→检验→包装→成品。

实施例5：

将1000kg豆粕用40℃、500kg的水润料，润料时间1～2小时，再加入用35℃的水活化的复合酶30kg和用30℃～45℃的水活化的菌种，即枯草芽孢杆菌20kg、乳酸菌20kg、酵母菌10kg中的一种或其组合，拌料，混合均匀，开始发酵，每隔12小时通气或翻料，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，约耗时65小时，然后烘干→粉碎→检验→包装→成品。

实施例6：

将1000kg豆粕用40℃、500kg的水润料，润料时间1～2小时，再加入用30℃的水活化的复合酶40kg和用30℃～45℃的水活化的菌种，即枯草芽孢杆菌8kg、乳酸菌10kg、酵母菌5kg中的一种或其组合，拌料，混合均匀，开始发酵，每隔12～20小时通气或翻料，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，约耗时70小时，然后烘干→粉碎→检验→包装→成品。

实施例7：

将1000kg豆粕用40℃、500kg的水润料，润料时间1.5小时，再加入用35℃的水活化的复合酶50kg和用30℃的水活化的菌种，即枯草芽孢杆菌10kg、乳酸菌20kg、酵母菌10kg中的一种或其组合，拌料，混合均匀，开始发酵，每隔10～15小时通气或翻料，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，约耗时55小时，然后烘干→粉碎→检验→包装→成品。

实施例8：

将1000kg豆粕用40℃、600kg的水润料，润料时间1小时，再加入用35℃的水活化的复合酶60kg和用30℃的水活化的菌种，即枯草芽孢杆菌6kg、乳酸菌10kg、酵母菌4kg中的一种或其组合，拌料，混合均匀，开始发酵，每隔8～12小时通气或翻料，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，约耗时55小时，然后烘干→粉碎→检验→包装→成品。

实施例9：

将1000kg豆粕用40℃、800kg的水润料，润料时间1.5小时，再加入用35℃的水活化的复合酶40kg和用30℃的水活化的菌种，即枯草芽孢杆菌10kg、乳酸菌20kg、酵母菌10kg中的一种或其组合，拌料，混合均匀，开始发酵，每隔小时通气或翻料，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，约耗时60小时，然后烘干→粉碎→检验→包装→成品。

实施例10：

将1000kg豆粕用40℃、800kg的水润料，润料时间1小时，再加入用35℃的水活化的复合酶20kg和用30℃～40℃的水活化的菌种，即枯草芽孢杆菌10kg、乳酸菌10kg、酵母菌5kg中的一种或其组合，拌料，混合均匀，开始发酵，每隔12小时通气或翻料，当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，约耗时70小时，然后烘干→粉碎→检验→包装→成品。

Claims (8)

1、一种复合酶强化豆粕发酵深度的工艺，它包括下列步骤：

1)在豆粕原料中加入按豆粕与水的重量比是1∶0.5～1.0，温度为30℃～45℃的水润料，润料时间为1～2小时。

2)复合酶和微生物菌种，所选菌种选自枯草芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌的单株菌种或其组合，复合酶或菌种的活化温度是30℃～45℃，活化时间是1～2小时。

3)将活化好的复合酶和菌种加入到已润好的豆粕原料中。

4)控温发酵，发酵温度为30℃～50℃，温度控制方式为间歇通风或间歇机械翻料或间歇人工翻料，翻料时间间隔8～24小时。

5)当发酵物的pH为4.5～5.5时，发酵结束，整个发酵工艺的发酵时间约48～84小时。

6)发酵后处理，指发酵后的工艺：烘干→粉碎→检验→包装→成品。

2、按权利要求1所述的复合酶强化豆柏发酵深度工艺，其特征在于复合酶或所接菌种按外加复合酶或菌种重量占豆粕原料重量的百分比计，分别为复合酶0.5～6.0％，枯草芽孢杆菌0.5～2.0％，乳酸菌0.5～2.0％，酵母菌0.1～1.0％。

3、按权利要求1所述的复合酶强化豆柏发酵深度工艺，其特征在于所述的复合酶采用黑曲霉或米曲霉或根霉中的确或几种分泌的酶或组合。

4、按权利要求1所述的复合酶强化豆柏发酵深度工艺，其特征在于所述的微生物菌种选自枯草芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌中的一种或其组合，组成为复合酶和单菌株或两株或多株发酵的深度发酵。

5、按权利要求1所述的复合酶强化豆柏发酵深度工艺，其特征在于复合酶优选的活化温度为35℃，优选活化时间90分钟，微生物菌种的优选活化温度计40℃，优选活化时间100分钟。

6、按权利要求1或5所述复合酶强化豆柏发酵深度工艺，其特征在于复合酶和微生物菌种在活化时，需添加的营养物质为糖或无机氮或脱脂奶粉。

7、按权利要求1或2或3或6所述的复合酶强化豆柏发酵深度工艺，其特征在于复合酶中含有酸性蛋白酶或中性蛋白酶或碱性蛋白酶或果胶酶或纤维毒酶或葡聚糖酶中的确或其组合。

8、按权利要求1所述的复合酶强化豆柏发酵深度工艺，其特征在于优选的发酵温度为40℃，温控方式为间歇通风或间歇机械翻料或间歇人工翻料中的一种或组合，优选翻料时间间隔8～16小时，优选整个发酵工艺的发酵时间60～72小时。