專利名稱：一種高抗氧化低致敏性飼用發酵豆粕的制備方法
技術領域：
本發明涉及生物發酵技術領域，以豆粕和麩皮為原料，利用微生物發酵技術有效 去除豆粕中的大豆抗營養因子，同時得到富含分子量低于15KDa的多肽的優質發酵豆粕， 尤其是一種固態發酵的制備高抗氧化低致敏性豆粕的微生物發酵工藝。
背景技術：
我國是世界上最大的養殖生產國之一，同時也是世界上飼料原料特別是蛋白質原 料的需求大國。飼料糧主要是玉米原料再加魚粉、豆粕及各種微量元素配制而成。占飼料 比重很大的蛋白質、能量飼料接近或超過70%。我國飼料工業生產中蛋白質飼料資源的嚴 重不足已成為事實，對國際原料市場有很深的依賴性，已使我國配合飼料的生產成本居高 不下，價格波動使生產企業處于虧損的邊緣，抑制了飼料工業發展。飼料蛋白作為是制約中 國畜牧業發展的第一大權重因子，主控權受制于國外，因此飼料蛋白成為我國畜牧業發展 的第一大原料供給瓶頸和食物供給安全瓶頸，具有重要的國計民生和國民經濟意義，更具 有重要的國家安全意義。由于動物源蛋白資源日益短缺，價格居高不下，使得植物性蛋白飼 料在動物飼料中的應用逐漸增加，其中豆粕是用量最大，也是最重要的一類植物性蛋白質 飼料。發酵豆粕指是通過現代生物發酵技術對原料豆粕進行發酵處理后的產物。發酵過 程中可產生蛋白酶、非淀粉多糖酶等多種酶活，消除抗營養因子，消解大豆抗原蛋白實現大 豆生物脫敏，把大分子量的大豆蛋白質分解為多肽、寡肽、甚至小肽，從而增加水溶性，提高 消化率，利于動物消化吸收。纖維類物質分解為糖，部分糖被轉化為乳酸，并產生大量有益 微生物，使豆粕轉化成高營養價值的功能性飼料。可作為斷奶仔豬、幼禽，尤其是高檔經濟 動物的優良蛋白質來源。飼料原料和全價飼料的氧化可使自身的飼喂價值顯著降低。最終 的結果是營養成分的質量降低、動物的健康受損、動物的性能降低以及生產成本增高。本發明技術主要針對上述的提供豆粕營養價值的關鍵問題，通過研究米曲霉固體 發酵的工藝參數，最終獲得一種飼用高抗氧化低致敏性發酵豆粕制備方法。為解決優質飼 料蛋白資源緊缺特別是為幼齡動物提供優良蛋白原料和發酵豆粕飼料產品的抗氧化穩定 性提供了技術支撐。
發明內容
本發明的目的在于通過米曲霉固態生物發酵，提供一種具有高抗氧化低致敏性發 酵豆粕的制備方法，促進豆粕在幼齡動物飼喂中的應用，解決優質蛋白飼料資源的緊缺問題。本發明的目的通過以下技術方案予以實現。本發明提供的一種飼用高抗氧化低致敏性發酵豆粕制備方法，其步驟如下a.原始出發菌株米曲霉經過馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養基活化，28°C，靜止培養 60h，作為活化孢子。
b.挑取活化孢子一環劃線接種馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養基，28°C，靜止培養 48h后，用含有0. 12%吐溫(Tween)SO的無菌水制備孢子數目為106/ml的孢子懸浮液，作 為豆粕發酵接種液。C.將b中的豆粕發酵接種液以10%的接種量接種到豆粕發酵基料中(豆粕粉碎 過20目，豆粕麩皮=3 1，料水比=1 0.9。)，混合均勻，于28°C發酵48h。于60°C 烘干，對發酵前后的豆粕進行營養成分分析。本發明步驟a中所述的活化孢子的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基按照馬鈴薯200g提 取液11，葡萄糖20克，瓊脂20克。本發明步驟a中所述的菌種為米曲霉(Aspergillus oryzae) 1株，該菌株保藏于 中國工業微生物菌種保藏中心(CICC 40188)。本發明步驟b中所述的制備豆粕發酵接種液 的培養基配方與步驟a相同。本發明具有以下有益效果與其他化學和物理方法比較，本發明所用的微生物發酵法具有對飼料營養成分的 影響與破壞較小。同時大大提高了豆粕的營養品質。豆粕發酵后，蛋白溶解度增加，大分 子蛋白質被明顯降解，通過專用軟件(GlyKo BandScan Version 5.0)針對豆粕發酵前后 的蛋白的磷酸緩沖液抽提液(PBS, ρΗ7· 4 =KH2PO4O. 24g/L，Na2HPO4L 44g/L，NaCl 8. Og/L, KCl 0. 2g/L)的十二烷基硫酸鈉一聚丙稀酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)條帶濃度分析表明， 分子量大于45KDa的蛋白質在未發酵豆粕中占40%，發酵豆粕中為8% ；分子量介于15KDa 和45KDa之間的蛋白質在未發酵豆粕中占55%，發酵豆粕中為57% ；分子量小于15KDa的 蛋白質在未發酵豆粕中僅占5%，發酵豆粕中提高為35% .胰蛋白酶抑制劑含量由發酵前 3. 508mg/g降至發酵后0. 655mg/g ；發酵后水解度為21. 72%;從表3和圖1可以看出發酵 豆粕中主要的抗原蛋白如β-伴球蛋白α亞基(分子量為57_76KDa)和大豆球蛋白的5 個亞基(分子量均大于58KDa)都得到有效地降解，從而可以降低其抗原性。尤其是抗氧化 活性的提高方面，發酵后豆粕質量濃度為8mg/ml時，對二苯代苦味胼基自由基(DPPH)的清 除率達到55%，為相同濃度未發酵豆粕的2. 36倍。
圖1豆粕發酵前后的SDS-PAGE蛋白質電泳圖譜下面結合附圖對本發明做進一步說明。圖1為豆粕發酵前后的SDS-PAGE蛋白質電泳圖譜，其中泳道1為蛋白質分子量標 準，從上至下依次為94. OkDa, 66. 2kDa，45. OkDa, 35. OkDa, 28. 5kDa，20. OkDa, 14. 4kDa ；泳 道2為未發酵豆粕樣品；泳道3和4為發酵豆粕樣品。
具體實施例方式本發明提供的一種飼用高抗氧化低致敏性發酵豆粕制備方法的具體實施方式
如 下本實施例所用的菌株為米曲霉(Aspergillus oryzae)，保藏于中國工業微生物菌 種保藏中心(CICC 40188)。a.去皮馬鈴薯200g，切成小塊，加入到裝有700ml雙蒸水的燒杯中，沸水煮30min，兩層紗布過濾，定容至1L，加入20g葡萄糖和20g瓊脂，加熱溶解后，分裝到試管中，蒸汽滅 菌121°C，20min,制成活化孢子和培養孢子的馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養基。b.原始出發菌株米曲霉經過馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養基活化，28°C，靜止培養 60h，作為活化孢子。c.挑取活化孢子一環劃線接種馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養基，28°C，靜止培養 48h后，用含有0. 12% TweenSO的無菌水制備孢子數目為106/ml的孢子懸浮液，作為豆粕 發酵接種液。d.豆粕發酵接種液以10%的接種量接種到豆粕發酵基料中(豆粕粉碎過20 目，豆粕麩皮=3 1，料水比=1 0.9。)，混合均勻，于28°C發酵48h，于60°C烘干.e.對發酵前后的豆粕進行營養成分分析。經上述實例中微生物發酵法制備的高抗氧化低致敏性豆粕與未發酵豆粕相比，營 養特性得到明顯改善。豆粕發酵后，蛋白溶解度增加，大分子蛋白質被明顯降解，通過專用 軟件(GlyKoBandScan Version 5.0)針對豆粕發酵前后的蛋白的PBS抽提液(PBS pH7. 4 KH2PO4O. 24g/L, Na2HPO4L 44g/L, NaCl 8. Og/L, KCl 0. 2g/L)的 SDS-PAGE 電泳條帶(圖 1) 濃度分析表明，分子量大于45KDa的蛋白質在未發酵豆粕中占40%，發酵豆粕中為8% ；分 子量介于15KDa和45KDa之間的蛋白質在未發酵豆粕中占55 %，發酵豆粕中為57 % ；分子 量小于15KDa的蛋白質在未發酵豆粕中僅占5%，發酵豆粕中提高為35% (表3).胰蛋白 酶抑制劑含量由發酵前3. 508mg/g降至發酵后0. 655mg/g ；發酵后水解度為21. 72% ；豆粕 中主要的抗原蛋白如β-伴球蛋白α亞基(分子量為57_76KDa)和大豆球蛋白的5個亞 基(分子量均大于58KDa)都得到有效地降解(表3和圖1)，從而可以降低其抗原性。尤其 是抗氧化活性的提高方面，發酵后豆粕質量濃度為8mg/ml時，對DPPH的清除率達到55%， 為相同濃度未發酵豆粕的2. 36倍。通過米曲霉固態發酵豆粕，營養價值得到大大提高，其 效果如下表1豆粕發酵前后成分的比較
權利要求
1.一種飼用高抗氧化低致敏性發酵豆粕制備方法，其步驟為a.原始出發菌株米曲霉經過馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養基活化，28°C，靜止培養60h， 作為活化孢子。b.挑取活化孢子一環劃線接種馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養基，280C，靜止培養48h后， 用含有0. 12% Tween 80的無菌水制備孢子數目為106/ml的孢子懸浮液，作為豆粕發酵接 種液。c.將b中的豆粕發酵接種液以10%的接種量接種到豆粕發酵基料中(豆粕粉碎過20 目，豆粕麩皮=3 1，料水比=1 0.9。)，混合均勻，于28°C發酵48h。于60°C烘干， 對發酵前后的豆粕進行營養成分分析。
2.根據權利要求1所述的高抗氧化低致敏性發酵豆粕制備方法，其步驟a所述的活化 孢子和培養孢子的馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養基，將去皮馬鈴薯200g，切成小塊，加入到裝 有700ml雙蒸水的燒杯中，沸水煮30min，兩層紗布過濾，定容至1L，加入20g葡萄糖和20g 瓊脂，加熱溶解后，分裝到試管中，蒸汽滅菌121°C，20min。
3.根據權利要求1所述的高抗氧化低致敏性發酵豆粕制備方法，其步驟a所述的菌種 為米曲霉(Aspergillus oryzae, CICC 40188) 1 株。
4.根據權利要求1所述的高抗氧化低致敏性發酵豆粕制備方法，其步驟b所述的懸浮 孢子制備液為含有0. 12% Tween 80的無菌水。
全文摘要
本發明涉及生物發酵技術領域，以豆粕和麩皮為原料，利用微生物發酵技術有效去除豆粕中的大豆抗營養因子，同時得到富含分子量低于15KDa的多肽的優質發酵豆粕，尤其是一種固態發酵的制備高抗氧化低致敏性豆粕的微生物發酵工藝。原始出發菌株米曲霉(Aspergillus oryzae，CICC 40188)1株經過活化，擴大培養后，用含有0.12％土溫(Tween)80的無菌水制備孢子數目為106/ml的孢子懸浮液，作為豆粕發酵接種液。以10％的接種量接種到豆粕發酵基料中(豆粕粉碎過20目，豆粕∶麩皮＝3∶1，料水比＝1∶0.9)，混合均勻，于28℃發酵48h。于60℃烘干，對發酵前后的豆粕進行營養成分分析。
文檔編號A23K1/14GK101990984SQ20091016966
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月31日 優先權日2009年8月31日
發明者楊雅麟, 滕達, 王建華, 田子罡, 高美云 申請人:中國農業科學院飼料研究所