TW201940072A - 使用酵母以製備具有經改良之氣味的發酵組成物的方法 - Google Patents
使用酵母以製備具有經改良之氣味的發酵組成物的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201940072A TW201940072A TW108104903A TW108104903A TW201940072A TW 201940072 A TW201940072 A TW 201940072A TW 108104903 A TW108104903 A TW 108104903A TW 108104903 A TW108104903 A TW 108104903A TW 201940072 A TW201940072 A TW 201940072A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- fermentation
- yeast
- composition
- bacillus subtilis
- bacillus
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
- A23K10/12—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes by fermentation of natural products, e.g. of vegetable material, animal waste material or biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P21/00—Preparation of peptides or proteins
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
- A23K10/14—Pretreatment of feeding-stuffs with enzymes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K30/00—Processes specially adapted for preservation of materials in order to produce animal feeding-stuffs
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
- C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
- C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
- C12N1/18—Baker's yeast; Brewer's yeast
- C12N1/185—Saccharomyces isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y301/00—Hydrolases acting on ester bonds (3.1)
- C12Y301/03—Phosphoric monoester hydrolases (3.1.3)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y302/00—Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
- C12Y302/01—Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
- C12Y302/01022—Alpha-galactosidase (3.2.1.22)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y304/00—Hydrolases acting on peptide bonds, i.e. peptidases (3.4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/07—Bacillus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi
- C12R2001/85—Saccharomyces
- C12R2001/865—Saccharomyces cerevisiae
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Botany (AREA)
- Physiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fodder In General (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本發明係有關用以製備發酵組成物的方法,且更具體而言,有關用以製備具有經改良之氣味的發酵組成物的方法,其包含製備穀粉;使用酵母進行穀粉的初發酵;使用芽孢桿菌(Bacillus)屬之菌株進行初發酵之產物的後發酵;以及獲得後發酵之產物。本發明之發酵組成物具有高含量的低分子量胜肽,且因此得以在攝取期間增加蛋白質之消化率及吸收率,同時亦改良發酵產物的異味以增強其適口性。
Description
本發明是有關一種用於製備發酵組成物的方法,且更具體而言,有關一種用於製備具有經改良之氣味的發酵組成物的方法,其包括製備穀粉(grain flour)、使用酵母進行該穀粉之初發酵(primary fermentation);使用枯草桿菌(Bacillus)屬之菌株進行初發酵之產物的後發酵(secondary fermentation),以及獲得後發酵之產物;有關用以改良枯草桿菌之發酵產物的氣味、產生α-半乳糖苷酶(α-galactosidase)、蛋白酶(protease)及植酸酶(phytase)的酵母;有關用於發酵穀物且包含該酵母的組成物;有關由上述方法所製備的發酵組成物;以及有關包含酵母或發酵組成物的飼料組成物。
基於由高能量含量所致之高飼料效率(high feed efficiency)以及由低粗纖維含量所致之良好的可消化性,穀物已被廣泛用於牲畜之飼料。然而,穀物飼料具有低含量之蛋白質及胺基酸,而因此為了平衡營養,輔助補給品是必須的。對於蛋白質來源而言,動物蛋白質來源(例如魚粉、粉狀脫脂乳、肉粉、血等)及植物蛋白質來源(例如大豆、種子、亞麻等)被使用。玉米蛋白(corn gluten),其是一種植物蛋白質來源,是玉米澱粉製備物的副產物,其在含量上與具有高蛋白質含量(一般植物蛋白質來源的約3 倍)之魚粉類似且價格低,因此,已被廣泛用作飼料的蛋白質來源。另外,大豆粕(soybean meal),其是在從大豆製造大豆油後剩餘的副產物,由於其高蛋白質含量而被用作飼料中的主要蛋白質來源。
然而,在製造過程中所產生,例如包含於大豆粕或玉米蛋白中的無法消化(indigestible)寡醣、不可溶蛋白質會降低可消化性,因此將其用作飼料時是有問題的。因此,有需要研發一種新穎的處理方法,得以改良蛋白質部分的可消化性使得大豆粕或玉米蛋白可以被用作高品質蛋白質飼料。
另外,在此方面,可以被用於飼料組成物的各種複合型微生物劑近期已被研發,但這些複合型微生物劑具有在微生物之間的生理作用及相互作用並未被考量的問題。
在該情形下,本發明的發明人已針對上述問題做出努力。結果,他們已發現得以通過穀粉的酵素處理而增加原料之水溶性醣類含量,以及通過酵母發酵以及枯草桿菌發酵而濃縮其中所含有的蛋白質,且因此,能夠藉由增加穀粉中之蛋白質含量以及活菌數而改良組成物的功能性,藉此完成本發明。
本發明的一個態樣是提供用以製備具有經改良之氣味的發酵組成物的方法,其包括製備穀粉;以酵母進行穀粉之初發酵;使用枯草桿菌屬之菌株進行初發酵之產物的後發酵;以及獲得後發酵之產物。
本發明的另一個態樣是提供用以改良枯草桿菌之發酵產物的氣味、產生α-半乳糖苷酶、蛋白酶及植酸酶的酵母。
本發明的再另一態樣是提供用於穀物發酵之組成物,其包含該酵母。
本發明的再另一態樣是提供由上述方法所製備的發酵組成物。
本發明的再另一態樣是提供包含該酵母或發酵組成物的飼料組成物。
本發明將被詳細敘述如下。同時,揭露於本發明中的各說明及實施例可被分別應用於其他說明及實施例。即,此處所揭露之各種元件的所有組合都落於本發明的範圍內。另外,本發明的範圍並非意欲被下述特定說明所限制。
為了達到上述目的,本發明的一個態樣提供用以製備具有經改良之氣味的發酵組成物的方法,其包括製備穀粉;使用酵母進行該穀粉的初發酵;使用枯草桿菌屬之菌株進行初發酵之產物的後發酵;及獲得後發酵之產物。
在藉由上述製備方法製備穀粉中,穀粉可以包含但不限於任何常使用於製備飼料的方法中的原料(raw materials)。具體而言,穀粉可以包含大豆、大豆粕、玉米或玉米蛋白等,更具體而言,包含大豆粕或玉米蛋白,且甚至更具體而言,包含大豆粕及玉米蛋白兩者,但穀粉並不限定 於此。
穀粉可以是經過含水量調整以及熱處理者。
已知微生物需要至少一定程度的溼氣(moisture)以進行生長,且其等是難以在5%至12%之濃度的濕氣下生長,此是原料本身所含之濕氣濃度。另外,已知大多數的酵素(例如,葡萄糖澱粉酶、蛋白酶等)基於水解(hydrolysis)進行分解反應,且因此為了能夠進行平順的酵素反應,至少一定程度的含水量是必須的。
具體而言,在穀粉中之經過調整的含水量可以在30%至60%的範圍內,更具體而言在35%至55%的範圍內,且更具體而言在40%至50%的範圍內,但經過調整的含水量並不受限於此。具有上述範圍內的經過調整的含水量的組成物的優點在於,其可以預防由低含水量所致之發酵速率(fermentation rate)的降低並改良在原料轉移及發酵後乾燥程序中所招致的高成本問題,且另外,該組成物基於熱效率(heat efficiency)的觀點而言是有益的。
特別是,該含水量可影響在該組成物之發酵作用期間的蛋白含量的增加程度(degree of increase)。具體而言,隨著低含水量變得較低,對於微生物之生長變得更不利,且藉由發酵作用而得之組成物的蛋白含量的增加程度可能被降低。另外,當含水量是過高的(excessively high),在發酵作用的最後用以移除所包含之濕氣的乾燥成本增加,且因此,製造成本可能增加且產品的競爭力可能降低。
同時,該熱處理程序可對包含於原料本身中的有害的微生物進行殺菌,並降低抑制消化率的材料諸如抗營養因子(anti-nutritional factors,例如,存在於大豆粕或玉米蛋白中的胰蛋白酶抑製劑)。另外,由於玉米蛋白具有低的吸濕性(hygroscopicity),其可幫助確保水解作用後通過熱處理程序,在玉米蛋白中是包含充足的溼氣。
該熱處理可以使用在此技術領域中已知的各種方法進行,例如,使用蒸氣或過熱蒸氣(superheated steam)。
具體而言,熱處理可以在90℃至110℃下進行20至40分鐘,更具體而言,在95℃至105℃下進行25至35分鐘,且更具體而言在100℃下進行30分鐘,但熱處理並非受限於此。
當熱處理溫度低或處理時間短,會具有各種細菌之殺菌效果可能被降低,且隨後的發酵作用程序可能無法順利進行的缺點,而當熱處理溫度高或是處理時間長,會具有由組成物中之蛋白質之變性所致之消化率可能被降低的缺點,且因此最終產物的品質可能被劣化。
在本發明的製備方法中,初發酵是使用酵母發酵穀粉。
如此處所使用的,用語「酵母(yeast)」是對於單細胞生物的一般性用語,其是一群真菌(fungi)或蕈類(mushrooms),但不具有菌絲,也不具光合作用(photosynthesis)或移動性(motility)的功能。酵母本身是用作低廉的脂肪/蛋白質來源且亦可用於食物或飼料的發酵作用。具體而言,用於發酵組成物之酵母發酵的酵母可以是啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae),但酵母並未受限於此。
由於酵母分泌得以分解寡醣的酵素,其可分解用於飼料之植物原料中之寡醣,且再者,酵母的細胞壁可做為對動物的有益組分,且因 此,使用酵母之製備發酵組成物的方法可改良植物原料的組分及功能性。
本發明之酵母可以是產生α-半乳糖苷酶、蛋白酶及植酸酶的一種酵母,且更具體而言,以KCCM12123P之存取號碼或KCCM12124P之存取號碼所寄存之啤酒酵母菌。一般而言,並非所有酵母可產生α-半乳糖苷酶、蛋白酶及植酸酶,但本發明的酵母可以產生這些酵素,且因此,相較其他酵母種類,其具有改良藉由枯草桿菌發酵作用而發酵之發酵產品及組成物之氣味的絕佳效果。
被接種(inoculated)至發酵組成物中之酵母的量是影響發酵作用的重要因素。接種酵母的量可以使得在接種後即刻之酵母的數量在105CFU/克至109CFU/克的範圍內,且更具體而言,在106CFU/克至108CFU/克的範圍內,但接種酵母的量並不受限於此。
當接種的量太少時,被消耗(consumed)之種菌(seed bacteria)之發酵液體的量少,但其需要較長的時間進行組成物的發酵作用。如此一來,用以產生產物所需的發酵時間變得較長,如此會增加受各種細菌汙染的機會。同時,當接種的量太大時,發酵時間可被顯著地縮短,但具有需提供種菌用於接種的缺點。特別是,由於發酵的效能主要依據將被使用之發酵菌株的生長特徵以及發酵裝置的種類而定,所屬技術領域具有通常知識者將能夠考量於生產階段之這些菌株的特徵而適當地選擇接種之量。
本發明進行穀粉的初發酵可進一步包括以酵素處理穀粉。更具體而言,該步驟可包括添加α-澱粉酶或葡萄糖澱粉酶。
本發明之製備方法可通過穀粉之酵素處理而增加原料之水 溶性醣類的含量,且可以通過酵母發酵及枯草桿菌發酵而濃縮包含於其中的蛋白質,且因此得以藉由增加穀粉中之蛋白質含量比例而改良組成物的功能性。
穀粉之酵素處理對應於分解結構性碳水化合物(structural carbohydrates)。
如此處所使用的,用語「結構性碳水化合物」代表具有低利用率(utilization)的碳水化合物(例如,纖維素、半纖維素(hemicellulose)、果膠(pectin)等),其構成植物細胞的細胞壁。結構性碳水化合物會抑制發酵微生物針對用於飼料原料(feedstuffs,例如大豆粕、玉米蛋白等)之原料的利用率,亦會降低牲畜的吸收率及消化率。因此,可以進行酵素處理以改良藉由發酵微生物之基質利用率(rate of substrate utilization)以及牲畜的吸收率及消化率。
具體而言,可分解結構性碳水化合物的酵素的實例包括α-澱粉酶、葡萄糖澱粉酶、纖維素酶、果膠酶等,且更具體而言,α-澱粉酶或葡萄糖澱粉酶,但酵素並非限定於此。
根據酵素的種類,酵素處理可與酵母接種至將被發酵之穀粉的程序同時進行或是依序進行。
具體而言,酵素處理是同時或依序進行可依據酵素的種類而變化。
由於活性條件依酵素不同而有所不同,酵素處理步驟以及酵母發酵步驟可以在考量酵素活性條件以及酵母發酵條件之下進行。例如,使用嗜熱(thermophilic)α-澱粉酶時,酵素活性需要高溫條件。因此,熱處理 程序以及酵素處理步驟可在穀粉的熱處理之前、濕氣處理之後藉由添加酵素而同時進行。亦即,酵母發酵步驟可在熱處理程序及酵素處理步驟之後進行。
同時,當使用葡萄糖澱粉酶或嗜溫α-澱粉酶(mesophilic α-amylase)時,酵素活性並不需要高溫條件。因此,在完成濕氣處理及熱處理之後可進行酵素處理步驟。在此情形下,酵素反應以及酵母發酵作用可被分開或者同步進行。例如,酵素反應可藉由添加葡萄糖澱粉酶或嗜溫α-澱粉酶至穀粉在50℃至70℃下進行30分鐘至1小時30分鐘,且接著酵母發酵作用可藉由以酵母接種而進行。或是,為了將程序最佳化,酵素反應步驟以及酵母發酵步驟可藉由同步添加酵素及酵母而同時進行。
進行穀粉之初發酵可進一步包括以0.1重量%(wt%)至1.0重量%、0.3重量%至0.7重量%,或0.5重量%的量添加葡萄糖澱粉酶至穀粉;將酵母培養物(yeast culture)以1重量%至30重量%、1重量%至20重量%、5重量%至15重量%、8重量%至12重量%,或10重量%之量進行接種;或在10℃至50℃、20℃至40℃、25℃至35℃或30℃下對其中接種有酵母培養物之穀粉進行厭氧發酵(anaerobic fermentation)1至10小時、2至10小時、4至8小時、5至7小時,或6小時。
在本發明的製備方法中,後發酵步驟對應至其中初發酵之產物使用枯草桿菌屬的菌株進行進一步的發酵的步驟,且後發酵是接續初發酵按順序進行。
枯草桿菌(Bacillus),其是屬於枯草桿菌科(family)的屬(genus),且枯草桿菌屬之細菌是桿狀(rod-shaped)格蘭氏陽性菌 (Gram-positive)。具體而言,枯草桿菌屬之菌株可以是選自於由枯草桿菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、toyoi芽孢桿菌(Bacillus toyoi)、凝結芽孢桿菌(Bacillus coagulans)、聚酵素芽孢桿菌(Bacillus polyfermenticus)及芽孢枯草桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)所組成之群組的至少一種菌株,更具體而言,為芽孢枯草桿菌,且甚至更具體而言,枯草桿菌屬之菌株可以是以KCCM11471P之存取號碼寄存之芽孢枯草桿菌,但枯草桿菌屬之菌株並非受限於此。
將被接種至發酵組成物之枯草桿菌屬之菌株的量是與如上所述針對酵母接種之量相同。
藉由在發酵作用期間產生氨(ammonia),枯草桿菌顯現刺激(acrid)的味道,且此刺激的味道可能影響對發酵組成物的喜好(preference)。然而,藉由通過使用酵母以及枯草桿菌之依序的發酵作用改良枯草桿菌之發酵產物的異味,本發明的製備方法可改善對枯草桿菌之發酵產物的喜好。
另外,藉由依序進行酵母發酵作用以及藉由枯草桿菌屬之菌株進行的發酵作用,發酵組成物中的活菌數(viable cell count)可被顯著地增加,且如此一來活菌數的增加可改良發酵組成物之益生菌(probiotics)的效果。
在本發明之發酵組成物的製備方法中,發酵組成物可以在酵母以及枯草桿菌各者之特徵及優點被組合的情形下而被製造。一般而言,已知枯草桿菌無法產生α-半乳糖苷酶而因此無法完全分解具有糖苷鍵(glycosidic bond)的多醣。然而,一些酵母菌株可以產生α-半乳糖苷酶,且因此大豆粕或玉米蛋白的醣類組分-其是難以單獨以枯草桿菌屬之菌株分 解-可被酵母分解,且因此大豆粕或玉米蛋白的醣類組分可有效地被用作發酵菌株之生長以及代謝的基質。
具體而言,發酵組成物之功能性可藉由使用酵母中所表現之寡醣分解酵素將存在於穀粉中之寡醣分解,以及增加酵母本身之活菌數而改良,藉此增加酵母中之功能性組分(functional components)的含量。另外,飼料組成物之消化率及吸收率可藉由使用枯草桿菌中所表現之蛋白酶而分解穀粉中之蛋白質而改良。
在本發明之發酵組成物之製備方法中,發酵作用可以是固態發酵或液態發酵,且具體而言,發酵作用可以是固態發酵。
如此處所使用的,該用語「固態發酵(solid fermentation)」是代表使用包含某含量之水的固態原料,藉由微生物進行之發酵生產(fermented production)的方法。
本發明之後發酵,在酵母接種後的2至10小時、4至8小時、5至7小時,或6小時後,可進一步包括將枯草桿菌屬之菌株培養物以1重量%至30重量%、1重量%至20重量%、5重量%至15重量%、8重量%至12重量%,或10重量%的量進行接種,並在35℃至40℃,或37℃下,於80%至100%、90%至100%、93%至97%,或95%的濕度下進行厭氧發酵。
經過進行後發酵步驟之後發酵的產物可以是其中低分子量胜肽的含量在30%至100%,且更具體而言,40%至100%、50%至100%、60%至100%、40%至90%、50%至90%、40%至80%、50%至80%、40%至70%,或50%至70%之範圍內者。
「低分子量胜肽(low molecular weight peptide)」代表具有30 kDa或更低之分子量的胜肽,且更具體而言,具有0.1kDa至30kDa、1kDa至30kDa、0.1kDa至20kDa、1kDa至20kDa、0.1kDa至10kDa、1kDa至10kDa,或是10kDa或更低之分子量的胜肽。
本發明的再另一態樣提供用以改良枯草桿菌之發酵產物的氣味的酵母,其產生α-半乳糖苷酶、蛋白酶及植酸酶。
本發明的再另一態樣提供包含上述酵母之用於穀物發酵的組成物,以及包含上述酵母的飼料組成物。
本發明的再另一態樣提供由上述方法所製備的發酵組成物。
本發明的再另一態樣提供包含上述發酵組成物的飼料組成物。
α-半乳糖苷酶、蛋白酶、植酸酶、枯草桿菌之發酵產物及酵母是如上所述者。
酵母可以是產生α-半乳糖苷酶、蛋白酶及植酸酶者,且更具體而言,係以KCCM12123P之存取號碼或KCCM12124P之存取號碼所寄存的啤酒酵母菌。
如此處所使用的,用語「飼料組成物(feed composition)」代表供應對於維持受試目標(subject)的生命以及培育受試目標為必須的有機或無機營養物質的材料。飼料組成物可以包含消耗(consuming)飼料之受試目標所需的營養物質(例如,能量、蛋白質、脂質、維生素、礦物質等),且可以用作植物飼料(例如穀物、根莖粉(root meal)、食物加工之副產物、海藻(seaweed)、纖維、脂肪及油脂、澱粉(starch)、瓜果(gourd)、穀物副產物等)或是動物飼料(例如,蛋白質、無機物質(inorganic matters)、脂肪及油脂、 礦物質、單細胞蛋白質、浮游生物(zooplanktons)、魚粉(fish meal)等),但飼料組成物的用途並非特別限制於此。在本發明中,飼料組成物是包括所有被添加至飼料之材料(即飼料添加物)、用於飼料之原料,或供應至受試目標的飼料本身的概念。
受試目標(subject)是代表被培育者,可以包括但不限於可以攝取本發明之飼料的生物。如此一來,本發明的飼料組成物可以被應用於用於包括哺乳類、禽類、魚類以及甲殼類等動物的多種飲食(diet,即飼料)。 其可以用於商業上重要之哺乳類(例如,豬、牛(cattle)、羊(goats)等)、動物園之動物(例如,大象、駱駝等)或是家畜(例如,狗、貓等)。商業上重要之禽類可包括雞、鴨、鵝等,且商業上培育(commercially-raised)魚類及甲殼類(例如,鱒魚及蝦)亦可被包括。
根據本發明之飼料組成物內的大豆粕或玉米蛋白之含量可根據將被施用之動物的種類及年齡、施用形式(application form)、所欲的效果等而適當地調整在,例如1重量%至99重量%,具體而言,10重量%至90重量%,且更具體而言20重量%至80重量%的範圍內,但大豆粕或玉米蛋白之含量並非受限於此。
為了服用(administration),除了大豆粕或玉米蛋白之外,本發明之飼料組成物可進一步包括下列的混合物:至少一有機酸(諸如檸檬酸、反丁烯二酸、己二酸、乳酸等);磷酸鹽(諸如磷酸鉀、磷酸鈉、聚磷酸鹽等);天然抗氧化劑(諸如多酚、兒茶素、生育酚、維生素C、綠茶提取物、甲殼素、單寧酸等)。若需要的話,其他典型的添加劑(諸如抗流感劑、緩衝劑、制菌劑(bacteriostatic agent)等)可被添加。另外,稀釋劑、分散劑、表面 活性劑、黏著劑(binder)或潤滑劑可被額外添加以將該組成物調配成可注射的製劑(injectable preparation,諸如水溶液、懸浮液、乳液(emulsion)等)、膠囊、顆粒或錠劑。
更甚者,除了主要成分-包括蔬菜蛋白質飼料(例如,粉狀或碎塊小麥、大麥、玉米等)、動物蛋白質飼料(例如,血粉、肉粉、魚粉等)、動物脂肪以及蔬菜油-之外,本發明的飼料組成物可與各種輔助組分(諸如胺基酸、無機鹽、維生素、抗氧化劑、抗真菌劑、抗菌劑(antibacterial agent)等)以及營養補給品、生長加速劑、消化/吸收加速劑,以及預防劑(prophylactic agent)一同使用。
當本發明之飼料組成物被用作飼料添加劑時,該飼料組成物可單獨被添加或與其他組分一同被使用,且可以根據傳統的方法而適當地被使用。飼料組成物可以被製備成直接釋放(immediate-release)配方或持續釋放(sustained-release)配方的服用形式,且與無毒之藥學可接受之載體組合。可食用的載體可為玉米澱粉、乳糖、蔗糖或是丙二醇。固體載體可以呈錠劑、粉末、口含錠(troches)等服用形式,且液體載體可以呈糖漿(syrups)、液體懸浮物、乳液、溶液等服用形式。另外,服用劑(administration agent)可包括防腐劑、潤滑劑、溶液加速劑,或是穩定劑,且亦可包括其他用以改良發炎疾病的助劑,以及對預防病毒有效的物質。
根據本發明之飼料組成物可以基於家畜飼料之乾重,以每1公斤(kg)大約10克(g)至500克,較佳為10克至100克的量被混合,且在被完全混合後,飼料組成物可以被作為粉料(mash)提供,或是進一步受到粒化(pelletizing)、粗放化(extensification)或是擠製(extrusion)程序,但並非受限於 此。
根據上述本發明之方法,得以通過穀粉的酵素處理而增加原料中的水溶性醣類含量,並通過酵母發酵作用及枯草桿菌發酵作用而濃縮包含於原料中之蛋白質,且因此得以藉由增加穀粉中之蛋白質含量的比例及活菌數而改良組成物之功能性、可消化性及吸收率。
另外,如上所述,枯草桿菌之發酵產物在發酵程序期間由於氨(ammonia)等產生異味,而此可能導致將對應之發酵產物用作飼料等的問題。本發明之酵母是用於與枯草桿菌發酵作用相關之複合發酵作用(complex fermentation)中且因此得以顯著地降低由枯草桿菌發酵作用所發酵的產物的氣味。另外,本發明之酵母包含該酵母而因此得以提供具有經改良之氣味的用於穀物發酵之組成物以及飼料組成物。
本發明之用以製備發酵組成物的方法可通過對穀粉進行酵素處理而增加原料中之水溶性醣類含量,以及通過酵母發酵作用而濃縮包含於原料中的蛋白質,且因此得以藉由增加穀粉中蛋白質含量的比例以及活菌數而改良組成物的功能性。特別是,由於酵母分泌能夠分解寡醣的酵素,其可以將用於飼料的植物原料中的寡醣分解,再者,酵母的細胞壁可作為對於動物有益的組分,且因此,使用酵母製備發酵組成物的方法可以改良植物原料的組分及功能性。另外,本發明之用於製備發酵組成物的方法可進一步包括酵母發酵作用後之枯草桿菌發酵作用。由於枯草桿菌產生蛋白酶,發酵組成物中之蛋白質可被胜肽化(peptidized),如此一來,飼料之 蛋白質消化性及吸收率可被改良。再者,本發明之用於製備發酵組成物的方法可通過依序的酵母發酵作用及枯草桿菌發酵作用而改良由枯草桿菌發酵所導致之異味,藉此增強組成物的喜好性(preference)。
圖1顯示一圖像,其顯示穀物原料的群組(a group of grain raw materials)、單獨進行枯草桿菌發酵作用之混合穀物(mixed grains)的群組、單獨進行酵母發酵作用的混合穀物的群組,以及藉由組合酵母及枯草桿菌進行發酵作用的混合穀物的群組中的醣類組分的量測結果,其中(1)代表標準材料(由下往上):水蘇糖(stachyose)、棉子糖(raffinose)、蔗糖(sucrose)及葡萄糖(glucose);(2)代表大豆粕之原料;(3)代表玉米蛋白之原料;(4)代表單獨進行酵母發酵作用之混合穀物(大豆粕+玉米蛋白);(5)代表單獨進行酵母(CJN1697)發酵作用之混合穀物(大豆粕+玉米蛋白);(6)代表進行經組合之酵母(CJN1697)及枯草桿菌發酵作用之混合穀物(大豆粕+玉米蛋白);(7)代表進行經組合之酵母(CJN2343)及枯草桿菌發酵作用之混合穀物(大豆粕+玉米蛋白);及(8)代表進行經組合之酵母(Angest®)及枯草桿菌發酵作用之混合穀物(大豆粕+玉米蛋白)。
圖2顯示對於下列群組的各者之蛋白質組分的分析結果的圖像:穀物原料之群組(大豆粕、玉米蛋白,以及混合之穀物原料);單獨進行枯草桿菌發酵作用之穀物原料的群組;單獨進行酵母發酵作用之穀物原料的群組;以及進行經組合之酵母及枯草桿菌發酵作用之穀物原料的群組。
圖3顯示一圖表,其顯示CJN1697菌株之譜系分析(phylogenetic analysis) 的結果。
圖4顯示一圖表,其顯示CJN2343菌株之譜系分析的結果。
此後,本發明將通過例示性實施例而被詳細敘述。然而,這些例示性實施例僅是用於說明的目的,而並非意欲限制本發明的範圍。
實例1:酵母菌株之篩選(screening)
在酵母菌株中,選擇該等具有產生α-半乳糖苷酶、蛋白酶以及植酸酶之絕佳能力的菌株。為了確認產生α-半乳糖苷酶的能力,X-gal洋菜培養基(NaCl(0.5%)、蛋白腖(peptone,1%)、棉子糖(1%)、洋菜(1.5%),及X-gal(0.5%))被製備。另外,為了確認產生蛋白酶的能力,YM洋菜培養基(V狀脫脂乳(2%)、酵母萃取(0.3%)、麥芽精(malt extract,0.3%)、蛋白腖(1%)及洋菜(1.5%))被製備,且為了量測植酸酶活性,該培養基係藉由添加植物酸(phytin)至上述培養基而製備。
各酵母菌株於該YPD培養基(葡萄糖(2%)、酵母萃取(0.8%)及大豆蛋白腖(0.2%))中於30℃下培養12小時,藉此,該啤酒酵母菌被製備。經製備的酵母培養液(5μL)被逐滴(dropwise)添加至各洋菜培養基,在30℃下培養約24小時,且產生α-半乳糖苷酶、蛋白酶以及植酸酶的能力藉由在每滴酵母培養液被放置之處所產生的淨區(clear zone)而被量測。
α-半乳糖苷酶的存在係通過X-gal洋菜培養基而確認,而產生蛋白酶及植酸酶的能力藉由量測並比較各菌落以及生成於菌落周圍之淨 區的尺寸(淨區尺寸/菌落尺寸)而檢測(表1)。因缺少蛋白酶活性而沒有觀察到菌株之淨區的生成時,這些菌株被表示為「0」。結果,在約100個啤酒酵母菌株中,14個菌株顯示具有α-半乳糖苷酶活性,且在該14個菌株中,兩個菌株(即CJN1697及CJN2343)最終藉由排除完全沒有存在對於穀物發酵所必須之蛋白酶活性的菌株而被選擇出來。
實例2:發酵組成物之製備
2-1穀粉之加濕處理(moisture treatment)及熱處理方法
大豆粕粉(soybean meal flour)及玉米蛋白粉(corn gluten flour)各自被製備。水被添加至大豆粕以將大豆粕的含水量基於大豆粕的重量調整至約45%,且該混合物在100℃受到熱處理30分鐘。對於玉米蛋白粉,基於玉米蛋白之重量的1.5重量%之量的磷酸被添加,且接著水被添加以將玉米蛋白的含水量調整至約43%,且該混合物在100℃受到熱處理30分鐘。氫氧化鈉(NaOH)是以基於玉米蛋白的重量之2.4重量%之量被添加至該經過熱處理之玉米蛋白,且接著水被添加以將玉米蛋白的含水量調整至約45%。
2-2.酵素處理的方法及以酵母發酵之群組的製備
由實例2-1之方法所製備的大豆粕粉及玉米蛋白粉係以相同重量比被混合以製備混合穀粉(mixed grain flour)。接著,葡萄糖澱粉酶(0.5重量%)被添加至該混合穀粉並各與10重量%之量的三種啤酒酵母菌(CJN1697、CJN2343,以及商用麵包酵母(購自Angel Yeast有限公司))之培養物接種並混合,且此被允許在30℃下進行厭氧發酵6小時,且藉此以酵母發酵之群組被製備。
2-3.以酵母及枯草桿菌發酵之群組的製備方法
由實例2-2之方法所製備之酵母發酵的群組進一步受到枯草桿菌發酵作用。更具體而言,如實例2-2中所述,各發酵群組,其中發酵作用是使用三種啤酒酵母(CJN1697、CJN2343,以及商用麵包酵母)而進行,且在酵母接種的6小時後,係以芽孢枯草桿菌(Bacillus amyloliquefaciens(KCCM11471P))之培養物以10重量%之量接種,且接著在恆溫濕器(thermo-hygrostat,溫度:37℃,濕度:95%)中進行好氧發酵作用24小時。
2-4.各實驗群組中組分的量測
對於由實例2-2及2-3之方法所製備的各實驗群組,含水量、枯草桿菌之活菌數、酵母之活菌數,以及蛋白質含量係根據時間被量測。蛋白質含量係由凱耳達(Kjeldahl)裝置,在乾燥後且該發酵產物被粉化 (pulverized)後量測。該等量測結果顯示於下表2中。
結果,進行酵母發酵作用的所有實驗群組中,存活之酵母的量是從107CFU/克增加至108CFU/克。另外,進行枯草桿菌發酵作用的所有實驗群組中,存活之枯草桿菌的量是從109CFU/克增加至1010CFU/克。另外,已確認的是組成物中之蛋白質的量通過酵母發酵作用而增加,且已確認的是在酵母發酵作用後添加枯草桿菌發酵作用對於增加蛋白質的量是更為有效的。
因此,亦即,當枯草桿菌發酵作用是在酵母發酵作用後於穀物原料上進行,穀物原料之蛋白質含量可藉由枯草桿菌進一步增加,而不抑制酵母的生長。
實例3:藉由發酵作用之寡醣分解的程度之確認
兩種穀物原料之群組(一組大豆粕原料及一組玉米蛋白原料)、單獨進行枯草桿菌發酵作用之混合穀物(大豆粕+玉米蛋白)之群組、單獨進行酵母發酵作用之混合穀物(大豆粕+玉米蛋白)之群組,以及進行經組合之酵母及枯草桿菌發酵作用的混合穀物(大豆粕+玉米蛋白)之群組被製備,且醣類組分是針對各群組進行分析。
大豆粕原料之群組(圖1(2))以及玉米蛋白原料之群組(圖1(3))-其並未經過預處理-被製備。各群組之醣類組分通過薄層層析法 (thin layer chromatography,TLC)被定量分析。25毫升(mL)之蒸餾水被添加至1克的各樣品中,且混合物在滾水中被加熱15至20分鐘並藉由在37℃下搖晃(shaking)2小時而萃取。萃取液(extract)被離心且上澄液被回收並用作TLC樣品。2微升(μL)上澄液被點置於(spotted on)矽凝膠(silica gel)TLC板上,乾燥至恆定程度(constant level),並在顯影液(developing solution)中顯影(developed)3小時。在顯影完成後,寡醣及單醣之點(spots)通過顯色及乾燥程序而被確認。
單獨進行枯草桿菌發酵作用之混合穀物的群組(圖1(4))是藉由混合相同重量比之由實例2-1之方法所製備之大豆粕粉及玉米蛋白粉,以10重量%之量接種芽孢枯草桿菌之培養物至該混合物,接著在恆溫濕器(溫度:37℃,濕度:95%)中進行好氧發酵24小時而製備。
單獨進行酵母發酵作用的混合穀物的群組(圖1(5))藉由實例2-2之方法製備。對於進行經組合之酵母及枯草桿菌發酵作用之混合穀物之群組,3個群組(圖1(6)(CJN1697+枯草桿菌)、圖1(7)(CJN2343+枯草桿菌)及圖1(8)(麵包酵母+枯草桿菌))是使用三種酵母而製備。
各發酵群組之醣類組分是以對大豆粕原料之群組以及玉米蛋白原料之群組中之醣類組分量測相同的方式測定。對於各發酵群組,25毫升之蒸餾水被添加至1克的各樣品中,且該混合物在滾水中被加熱15至20分鐘並藉由在37℃下搖晃2小時而萃取。萃取液被離心且上澄液被回收並用 作TLC樣品。
在圖1中,第1欄(lane(1))從下往上依序代表水蘇糖、棉子糖、蔗糖和葡萄糖的醣類組分標記(markers);第2欄代表大豆粕原料之群組;第3欄代表玉米蛋白原料之群組;第4欄代表單獨進行酵母發酵作用之混合穀物(大豆粕+玉米蛋白)之群組;第5欄代表單獨進行酵母(CJN1697)發酵作用的混合穀物(大豆粕+玉米蛋白)之群組;第6至8欄各自代表進行經組合之酵母及枯草桿菌發酵作用的混合穀物(大豆粕+玉米蛋白)的群組((6)CJN1697+枯草桿菌,(7)CJN2343+枯草桿菌,及(8)麵包酵母+枯草桿菌)。
參考圖1,在使用枯草桿菌進行單一發酵作用的群組(圖1(4))中,已確認的是包含於大豆粕中的醣類組分並未被完全分解,此是由於該微生物在發酵過程的期間無法充分利用醣類組分,且因此寡醣被包括於發酵產物中。同時,在使用酵母進行發酵作用的群組(圖1(5))中,已確認的是寡醣由酵母分解且該微生物已充分利用經分解之醣類組分,因此導致低的寡醣含量。
另外,在CJN1697及CJN2343酵母菌株被使用的發酵群組(第6及7欄)中,在發酵產物中沒有觀察到特定的寡醣點(spot),此是由於酵素之α-半乳糖苷酶活性,而在商用麵包酵母(Angest®)被使用的發酵群組(第8欄)中,麵包酵母的α-半乳糖苷酶活性是低的且因此有觀察到特定的寡醣點。
因此,使用酵母製備的發酵組成物之特徵在於寡醣在組成物中被分解,且因此在由動物通過飼料而攝取時,該發酵組成物不需要用於該等寡醣的分解之任何個別的消化酵素,因此使得飼料的消化更為容易。特別是,已被確認的是使用CJN1697或CJN2343之酵母菌株是更為有效的。
實例4:藉由發酵作用之蛋白質分解的程度之確認
穀物原料之群組(大豆粕、玉米蛋白,以及混合穀物原料)、單獨進行枯草桿菌發酵作用之穀物原料的群組、單獨進行酵母發酵作用的穀物原料之群組,以及進行經組合之酵母及枯草桿菌發酵作用的穀物原料之群組是分別以如實例3之相同方式被製備,並嘗試進行各群組中之蛋白質組分的分析。
如同穀物原料的群組,總共三種群組(即一組大豆粕原料(群組2)、一組玉米蛋白原料(群組3),以及一組混合穀物-其中大豆粕及玉米蛋白是以相同重量比混合(群組4))-被製備。各原料的蛋白質分子量圖譜(molecular weight pattern)由SDS-PAGE(十二烷基硫酸鈉聚丙烯醯胺凝膠電泳,sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)確認。100毫克(mg)之各樣品被與5毫升之8M尿素溶液混合,且該混合物被超音波分解(sonicated)以進行萃取並離心,且上澄液被回收。在各上澄液中,蛋白質含量是使用二金雞鈉酸(bicinchoninic acid)進行定量並藉由填充(loading)一定量的各蛋白質樣品而以SDS-PAGE確認。
單獨進行枯草桿菌發酵作用之穀物原料的群組(群組5至8)是藉由以10重量%之量的芽孢枯草桿菌之培養物接種粉類混合物(flour mixture)-其中由實例2-1之方法所製備的大豆粕粉及玉米蛋白粉是以相同的重量比被混合-而製備,接著在恆溫濕器(溫度:37℃,濕度:95%)中進行好氧發酵24小時。各群組的發酵時間(0小時、16小時、20小時及24小時)顯示於下表3。
單獨進行酵母發酵之穀物原料的群組(群組9至12)是藉由實例2-1的方法所製備,且進行經組合之酵母及枯草桿菌發酵的穀物原料的群組(群組13至24)是使用三種酵母由實例2-3之方法所製備。用於各群組之發酵的菌株以及各群組的發酵時間顯示於下表3中。在枯草桿菌發酵作用在酵母發酵作用之後進行的組合發酵的群組中,枯草桿菌發酵作用在酵母發酵作用後進行6小時。
各發酵群組的蛋白質分解程度由SDS-PAGE所確認。該等樣品是以與確認穀物原料之群組中的蛋白質之分子量分布程度的相同方式進行預處理。各原料的蛋白質分子量圖譜由SDS-PAGE所確認。100毫克的各樣品以8M尿素溶液混合,且該混合物被超音波分解以進行萃取並被離心,且上澄液被回收。蛋白質含量是使用二金雞鈉酸進行定量並藉由填充一定量的各蛋白質樣品而以SDS-PAGE確認。結果顯示於圖2中。
在上列表3中,由酵母及枯草桿菌進行之依序的發酵作用之群組的時間是指總發酵時間,其是相等於由枯草桿菌進行之發酵作用時間及酵母發酵作用時間的總合(即,6小時)。
圖2顯示說明群組1至24中之上澄液蛋白質的SDS-PAGE結果的圖像。
參考表3及圖2,枯草桿菌可以產生蛋白酶,且因此可以在發酵作用程序的期間使用蛋白酶而將蛋白質分解成低分子量胜肽。因此,在酵母及枯草桿菌之組合發酵作用群組中,已確認的是大豆粕及玉米蛋白的蛋白質被分解。同時,由於酵母完全無法製造蛋白酶,在單獨進行酵母發酵作用的群組中,蛋白質完全無法被分解,且因此原料之蛋白質圖譜被顯示(indicated)為其原本的狀態。亦即,由於在酵母發酵作用後經過枯草桿菌發酵作用的組成物包含低分子量胜肽,該組成物可改良飼料的蛋白質吸收率。
為了更詳細量測發酵產物中之低分量胜肽的含量,根據低分子量胜肽之分子量的分布是使用凝膠滲透層析(gel permeation chromatography,GPC)方法量測。
GPC是一種藉由分析具有不同分子量之標準蛋白質以確認滯留時間(retention time,RT),並使用分子量及RT的標準曲線來根據分子量量測分析物(analytes)之蛋白質分布的方法。為了確認原料由於發酵作用之蛋白質分解程度,發酵產物中之蛋白質分布藉由該GPC方法被分析。
GPC分析物是以與SDS-PAGE方法相同的方式進行預處理。100毫克之各樣品被懸浮於5毫升之8M尿素溶劑中,且該混合物被超音波分解以進行萃取並被離心,且經回收之上澄液以注射過濾器(syringe filter)過濾並作為用於GPC分析的分析物。作為分析物,使用來自群組4(混合原料:大豆粕+玉米澱粉)、群組8(單獨進行枯草桿菌發酵作用)、群組12(單獨進行酵母發酵作用),以及群組16、20及24(由枯草桿菌+酵母進行之組合發酵作用)的各發酵產物。GPC分析的結果顯示於下表4中。
參考表4,原料包含多於82%之30kDa或更大的聚合物胜肽。在單獨進行枯草桿菌發酵作用的情況中,30kDa或更低之低分子量胜肽的含量是約71%,而由枯草桿菌及酵母進行的組合發酵作用的情況中,30kDa或更低之低分子量胜肽的含量是83%,因此顯示低分子量胜肽含量的顯 著增加。除此之外,當發酵產物是由枯草桿菌及酵母所獲得時,發酵產物內10kDa或更低之低分子量胜肽的含量是在約66%至約69%的範圍內,因此與單獨進行枯草桿菌發酵作用發酵的產物中之10kDa或更低之低分子量胜肽的含量相比有約40%的增加。亦即,在藉由枯草桿菌及酵母進行發酵作用的情況中,蛋白質分解效率增加,且在發酵產物中的低分子量胜肽的含量也增加。因此,可以看到的是藉由枯草桿菌及酵母發酵的產物被用作食物或是飼料的原料時,消化及吸收率可被顯著地改良。
實例5:酵母及枯草桿菌之同步發酵作用或依序發酵作用的比較
在酵母發酵作用及枯草桿菌發酵作用是同步進行的情況以及酵母發酵作用及枯草桿菌發酵作用是依序進行的情況之間,活菌數及蛋白質量的增加被量測及比較。
進行酵母發酵作用的群組是由實例2-2之方法所製備,且以酵母及枯草桿菌進行依序發酵作用的群組是由實例2-3之方法所製備。以酵母及枯草桿菌進行同步發酵作用的群組是藉由將實例2-1之方法所製備的大豆粕粉及玉米蛋白粉以相同重量比混合,並將葡萄糖澱粉酶(0.5%)添加入其中,並以酵母及枯草桿菌同步接種,隨後進行好氧發酵作用。以酵母及枯草桿菌進行依序的發酵作用的群組是藉由在酵母發酵作用之後進行枯草桿菌發酵作用6小時而製備。含水量、枯草桿菌之活菌數、酵母之活菌數以及蛋白質的量在各個群組中是根據時間而量測,且結果顯示於下表5中。
在上列表5中,由酵母及枯草桿菌進行依序發酵作用的群組的時間代表總發酵時間,其相等於由枯草桿菌進行的發酵作用時間,以及酵母發酵作用時間的總和(即,6小時)。
參考表5,當枯草桿菌發酵作用在酵母發酵作用後進行,枯草桿菌之活菌數以及酵母之活菌數兩者都與其發酵時間成正比而增加。然而,已確認的是當酵母及枯草桿菌是同時一起被接種及進行發酵,枯草桿菌之活菌數是與發酵時間成正比而增加,但酵母之活菌數則保持在107CFU/克的程度。亦即,當酵母及枯草桿菌是同時一起被接種及進行發酵,酵母並不影響枯草桿菌的生長,而枯草桿菌抑制酵母的生長。
因此,被推定的是,枯草桿菌的蛋白酶降低酵母的數量(population)(其是通過出芽增殖),且已確認的是微生物接種的順序對於兩種微生物(即酵母及枯草桿菌)在固態發酵作用中的生長都具有顯著的影響。特別是,已確認的是枯草桿菌及酵母兩者可以更好地利用水溶性醣類組分,此係由於大豆粕中的寡醣在酵母發酵作用期間藉由先進行6小時的酵母發酵作用而被分解。
實例6:氣味改良之問題
枯草桿菌的發酵產物在發酵程序期間由於氨等而產生異味,且此可能是使用飼料的限制因素之一。因此,在這個實例中,已確認由酵母及枯草桿菌進行的複合發酵作用(complex fermentation)是否能降低枯草桿菌發酵產品的氣味。氣味測試對於大豆粕及玉米蛋白之混合原料、單獨以芽苞枯草桿菌(KCCM11471P)發酵之產物,以及由酵母(麵包酵母;CJN1697或CJN2343)及芽孢枯草桿菌(KCCM11471P)之複合發酵作用所得之產物(50個受試目標)進行。分數是依據0至5的等級尺度(point scale)而定,其中愈高分代表枯草桿菌之異味的愈高強度(表6)。
結果,已確認的是單獨進行枯草桿菌發酵作用所發酵的產物(使用芽孢枯草桿菌(KCCM11471P))顯示最高的分數。另外,已確認的是當使用CJN1697或CJN2343酵母進行枯草桿菌之依序發酵作用時,與使用商業上使用之酵母相比,氣味被顯著地降低。
實例7:本發明之啤酒酵母菌株之18S rRNA基因的核苷酸序列以及譜系(phylogeny)的分析
為了分析實例1中分離的菌株,18S核醣體DNA定序是以下列方式進行。CJN1697及CJN2343菌株之染色體是使用Wizard基因體DNA純化套組(Wizard genomic DNA purification kit(Promega,USA))而分離,且接著接受使用NS1(5'-GTAGTCATATGCTTGTCTC-3')及NS8(5'-TCCGCAGGTTCACCTACGGA-3')引子-其等為用於18S rRNA定序的通用引子-之PCR放大(PCR amplification)。經放大的PCR產物使用Wizard SV凝膠以及PCR純化系統(clean-up system,Promega,USA)純化。結果,經純化的放大PCR產物使用BLASTN程式被與GENEBANK之核醣體DNA序列比較,且序列同源性(sequence homology)使用Clustal X及Mega 2程式比較及分析。
譜系分析的結果顯示,本發明的兩種菌株(即,CJN1697及CJN2343)顯示與啤酒酵母-參考菌株-99%的同源性(圖3及4)。本發明之菌株(即CJN1697及CJN2343)各自被命名為啤酒酵母CJN1697及啤酒酵母CJN2343,並根據布達佩斯協議,於2017年10月11日寄存於韓國微生物培養中心(Korean Culture Center of Microorganisms(KCCM)),存取號碼分別為KCCM12123P及KCCM12124P。
依據上述內容,本發明所屬技術領域具有通常知識者得以理解本發明可以其他特定形式被實施而毋須修改本發明之技術概念或是必要特徵。針對此,此處所揭示之例示性實施例僅是用於說明用途且不應被理解為限制本發明之範圍。相對的,本發明意欲涵蓋不僅是例示性實施例,
更如由所附申請專利範圍所界定,各種替代、修改、等效內容,以及其他實施例也可被包括於本發明之精神與範圍內。
國外寄存資訊【請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記】
1.南韓、韓國微生物培養中心(KCCM)、2013年11月07日、KCCM11471P。
2.南韓、韓國微生物培養中心(KCCM)、2017年10月11日、KCCM12123P。
3.南韓、韓國微生物培養中心(KCCM)、2017年10月11日、KCCM12124P。
Claims (16)
- 一種用以製備具有經改良之氣味的發酵組成物的方法,其包含:製備穀粉;使用酵母進行該穀粉的初發酵;使用枯草桿菌屬之菌株進行該初發酵的產物的後發酵;以及獲得該後發酵的產物。
- 如請求項1所述之方法,其中該酵母產生α-半乳糖苷酶、蛋白酶及植酸酶。
- 如請求項1所述之方法,其中該酵母係以KCCM12123P之存取號碼或KCCM12124P之存取號碼所寄存的啤酒酵母菌。
- 如請求項1所述之方法,其中,在該後發酵的產物中,具有30kDa或更低之分子量的胜肽係以40%至100%的量被包含在內。
- 如請求項1所述之方法,其中該穀粉包含大豆粕或玉米蛋白。
- 如請求項1所述之方法,其中進行該穀粉之該初發酵包含添加α-澱粉酶或葡萄糖澱粉酶。
- 如請求項1所述之方法,其中該穀粉經過含水量調整,且隨後經過熱處理。
- 如請求項7所述之方法,其中經調整之含水量是在30%至60%之範圍內。
- 如請求項1所述之方法,其中該枯草桿菌屬之菌株是選自於由枯草桿菌、地衣芽孢桿菌、toyoi芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、聚酵素芽孢桿菌及芽孢枯草桿菌所組成之群組的至少一菌株。
- 如請求項1所述之方法,其中該枯草桿菌屬之菌株是以KCCM11471P存取號碼寄存之芽孢枯草桿菌。
- 一種用於改良枯草桿菌之發酵產物的氣味的酵母,其產生α-半乳糖苷酶、蛋白酶或植酸酶。
- 如請求項11所述之酵母,其中該酵母是以KCCM12123P之存取號碼或KCCM12124P之存取號碼寄存的啤酒酵母菌。
- 一種用於穀物發酵作用的組成物,其包含如請求項12所述之酵母。
- 一種飼料組成物,其包含如請求項12所述之酵母。
- 一種發酵組成物,其是由如請求項1至10之任一項所述的方法所製備。
- 一種飼料組成物,其包含如請求項15所述之發酵組成物。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2018-0018449 | 2018-02-14 | ||
KR1020180018449A KR102131882B1 (ko) | 2018-02-14 | 2018-02-14 | 효모를 이용하여 이취가 개선된 발효 조성물의 제조방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201940072A true TW201940072A (zh) | 2019-10-16 |
Family
ID=67620033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108104903A TW201940072A (zh) | 2018-02-14 | 2019-02-14 | 使用酵母以製備具有經改良之氣味的發酵組成物的方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200407764A1 (zh) |
EP (1) | EP3735837A4 (zh) |
KR (1) | KR102131882B1 (zh) |
AR (1) | AR114114A1 (zh) |
BR (1) | BR112020015899B1 (zh) |
TW (1) | TW201940072A (zh) |
WO (1) | WO2019160365A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113796473B (zh) * | 2021-08-30 | 2023-05-26 | 海南歌颂饲料有限公司 | 一种提高罗非鱼脂肪利用率饲料的制备方法 |
CN115969766A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-04-18 | 上海萧雅生物科技股份有限公司 | 一种酵母组合物及其制备方法和应用 |
KR102589538B1 (ko) * | 2023-01-30 | 2023-10-16 | 청미바이오(주) | 유용미생물과 효소제를 이용한 축산용 보충사료 조성물 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100566380B1 (ko) | 2005-02-28 | 2006-03-31 | 샘표식품 주식회사 | 미생물 및 효소를 이용한 옥수수 글루텐의 가수분해 방법 |
KR100753457B1 (ko) * | 2006-01-17 | 2007-08-31 | 박세준 | 칸디다 속 에스제이피미생물 |
DK2276352T3 (da) * | 2008-04-15 | 2020-04-06 | Us Agriculture | Proteinkoncentrat af stivelsesholdigt korn: sammensætning, fremgangsmåde til fremstilling og anvendelser deraf |
JP5241918B2 (ja) | 2008-05-20 | 2013-07-17 | セムピオ フーズ カンパニー | トウモロコシグルテン加水分解物の製造方法及びこれにより製造されたトウモロコシグルテン加水分解物 |
JP4575984B2 (ja) | 2009-02-12 | 2010-11-04 | 三井造船株式会社 | 原子層成長装置および薄膜形成方法 |
KR101317549B1 (ko) * | 2011-11-08 | 2013-10-15 | 씨제이제일제당 (주) | 발효 옥수수글루텐의 제조방법 |
KR101444196B1 (ko) * | 2012-11-14 | 2014-09-26 | 대한민국 | 신규한 미생물 바실러스 코아귤란스 km-1, 및 이를 이용한 발효대두박 및 양어용 사료의 제조방법 |
CN103027187A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-04-10 | 北京嘉博文生物科技有限公司 | 抗应激发酵蛋白饲料及其生产方法 |
DK3527667T3 (da) * | 2013-03-08 | 2021-02-22 | Biogrammatics Inc | Gærpromotorer til proteinekspression |
KR20140144329A (ko) * | 2013-06-10 | 2014-12-19 | 한영환 | 농산 부산물을 이용한 기능성 가축 발효 사료 첨가제 제조 방법 |
KR101918731B1 (ko) * | 2015-09-25 | 2018-11-14 | 씨제이제일제당 주식회사 | 곡물 분말 내의 단백질을 농축하는 방법 |
CN105410337A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-23 | 上海邦成生物科技有限公司 | 一种富含活性肽和有益菌的生物饲料添加剂及其制备方法 |
CN107232393A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-10 | 武汉轻工大学 | 一种棉粕蛋白饲料的制备方法 |
-
2018
- 2018-02-14 KR KR1020180018449A patent/KR102131882B1/ko active IP Right Grant
-
2019
- 2019-02-14 BR BR112020015899-2A patent/BR112020015899B1/pt active IP Right Grant
- 2019-02-14 AR ARP190100368A patent/AR114114A1/es active IP Right Grant
- 2019-02-14 WO PCT/KR2019/001841 patent/WO2019160365A1/ko unknown
- 2019-02-14 TW TW108104903A patent/TW201940072A/zh unknown
- 2019-02-14 EP EP19754685.6A patent/EP3735837A4/en active Pending
- 2019-02-14 US US16/968,753 patent/US20200407764A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190098465A (ko) | 2019-08-22 |
US20200407764A1 (en) | 2020-12-31 |
AR114114A1 (es) | 2020-07-22 |
EP3735837A1 (en) | 2020-11-11 |
KR102131882B1 (ko) | 2020-08-06 |
BR112020015899B1 (pt) | 2023-10-10 |
EP3735837A4 (en) | 2020-11-25 |
BR112020015899A2 (pt) | 2020-12-15 |
WO2019160365A1 (ko) | 2019-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5872104B2 (ja) | 新たなバチルス・サブチルス{novelbacillussubtilis} | |
CN101253934B (zh) | 奶牛饲料用复合微生物添加剂及其制备方法 | |
CN109563472B (zh) | 芽孢杆菌属组合物及用于反刍动物的方法 | |
CN102228129B (zh) | 发酵饲料 | |
US20110003035A1 (en) | Yeast composition and its use as cow feed additive | |
CN110934238A (zh) | 对虾养殖用的发酵软颗粒饲料及其制备方法 | |
CN111034878A (zh) | 提高水产动物生长性能的复合型饲料添加剂及其制备方法 | |
TW201940072A (zh) | 使用酵母以製備具有經改良之氣味的發酵組成物的方法 | |
Olugosi et al. | Nutritional enhancement of cocoa pod husk meal through fermentation using Rhizopus stolonifer | |
CN109924360A (zh) | 一种猪发酵配合饲料及其制备方法 | |
CN111264686A (zh) | 一种用于哺乳仔猪的无抗发酵软颗粒教槽料制备方法 | |
KR100287825B1 (ko) | 가축용 복합 미생물 제제 | |
Belal | Assessment of the performance of chicks fed with wheat bran solid fermented by Trichoderma longibrachiatum (SF1) | |
CN109287853B (zh) | 一种玉米秸秆-豆粕混合发酵料、其制备方法及应用 | |
KR20180100026A (ko) | 발효 구아밀(Guar meal) 제조방법 | |
CN110074273A (zh) | 一种灵芝渣发酵物的制备方法 | |
TWI830742B (zh) | 使用酵母以製備具有經改良之氣味的發酵組成物的方法、所使用之酵母、及包含其的組成物 | |
CN111607581B (zh) | 富含β-甘露聚糖酶的复合酶的制备及其菌株和应用 | |
CN114831211A (zh) | 用于豆粕饲料的发酵剂 | |
CN107897505B (zh) | 发酵菌液、包含其的用于保育猪的产品及产品的制备方法和应用 | |
CN108541806B (zh) | 一种籽瓜皮瓤发酵型复合饲料及其制备方法 | |
KR20130000628A (ko) | 셀룰라아제를 생산하는 페니실리움 종 gdx01 균주 및 이의 용도 | |
CN106811429A (zh) | 一株枯草芽孢杆菌菌株及其饲料添加剂的应用与饲料 | |
Das et al. | Inclusion of different levels of solid-state fermented mahua oil cake on growth, digestibility and immunological parameters of rohu (Labeo rohita) | |
KR102050019B1 (ko) | 면역증강용 사료첨가제, 이를 포함하는 배합사료 |