專利名稱：一種富含生物素發酵豆粕的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種發酵豆柏的生產工藝，尤其涉及的是一種富含生物素發酵豆柏的生產工藝。
背景技術：
生物素(Biotin)又名維生素H，屬于水溶性B族維生素家族。生物素的結構早在20世紀40年代就已明確。其分子式為CltlH16O3N2S,由咪唑酮環和一個帶戊酸的四氫噻吩環結合而成，為含硫的單羧酸。從1946年Cunha等首次報道了豬的生物素缺乏癥以來，隨著對豬選育水平的不斷提高及工廠化養豬的普及，營養學家們對生物素的作用進行了廣泛深入的研究。生物素在養殖生產中具有不可忽視的作用。有文獻記載，添加生物素，可明顯改善動物繁殖性能，提高日增重和飼料利用率，提高乳產品產量，顯著改善腿、蹄部的健康狀況。除此之外，生物素還可以降低血糖濃度，調節血脂水平，調節免疫水平等功效。目前，生物素的生產方式主要有三種直接提取法、化學合成法和發酵法。直接提取法是用氧化鋁色譜法從蛋黃、牛奶以及動物的肝、腎、胰等內臟中提取生物素，在真空下經蒸餾精制而得。該方法由于原料來源有限，產量較小、成本高，所得產品主要用于生產生物學試劑。化學合成法是目前國際上生物素主要采生產方法，其特點是工藝路線長。但因生產過程大量采用有毒有害原料，因此，安全隱患多，環保壓力大。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種富含生物素發酵豆柏的生產工藝，通過選取特定的菌株，結合傳統的固體發酵，生產富含生物素的發酵豆柏。本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟(I) 一級種制備從酵母菌斜面培養基中挑取一環酵母菌，接種到液體酵母菌種子培養基中，攪拌培養24 48小時，檢測菌液濃度和純度；從乳酸菌斜面培養基中挑取一環乳酸菌，接種到液體乳酸菌種子培養基中，靜置培養24 48小時，檢測菌液濃度和純度；(2) 二級種制備將步驟(I)中制得的酵母菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接種量接入盛有液體酵母菌種子培養基的種子發酵罐中，通氣攪拌發酵24 72小時，檢測菌液濃度和純度；將步驟
(I)制得的乳酸菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接種量接入盛有液體乳酸菌種子培養基的種子發酵罐中，靜置培養24 48小時，檢測菌液濃度和純度；(3)三級種制備按2 10% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的酵母菌菌液接入盛有酵母菌基本培養基的發酵罐中，調整PH值為6. 5 7. 5，通氣攪拌發酵24 72小時，檢測菌液濃度和純度；按2 10% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的乳酸菌菌液接入盛有乳酸菌基本培養基的發酵罐中，調整PH值為5. 5 6，攪拌發酵24 72小時，檢測菌液濃度和純度；(4)固體發酵將步驟(3)中制得的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分別以I 5% (v/w)的接種量加入到發酵底物中，調節水分至40 60%，混合均勻后，堆垛發酵2 5天；(5)烘干粉碎 將步驟(4)發酵完成后的豆柏烘干、粉碎即可。所述步驟(I)中，所述酵母菌斜面培養基包括以下組分葡萄糖5g/L，蛋白胨2g/L,酵母膏lg/L，氯化鈉O. 5g/L，瓊脂15g/L，酵母菌斜面培養基的pH為6. 5 7. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌斜面培養基包括以下組分脫脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO45g/L，瓊脂15g/L，滅菌條件115°C下滅菌20min。所述步驟(2)中，所述酵母菌種子培養基包括以下組分葡萄糖10 g/L，尿素Ig/L7K2HPO4 O. lg/L, MgSO4 ·7Η20 O. lg/L，玉米漿 O. 6g，酵母菌種子培養基的 pH 為 6. 5 7. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌種子培養基包括以下組分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10. Og/L，牛肉膏10. Og/L，酵母浸膏5. Og/L，無水乙酸鈉5. 0g/L, K2HPO4 2. 0g/L，檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgSO4*7H20 0. 58g/L, MnS04.H20 0. 33g/L,乳酸菌種子培養基的 pH 為 6· O 6· 5。所述步驟(3)中，所述酵母菌基本培養基包括以下組分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HPO4 0. lg/L, MgSO4 ·7Η20 0. 2g/L，玉米漿 0. lg/L, CaCO3 3g/L ;酵母菌基本培養基的 pH 為6· 5 7· 5,滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌基本培養基包括以下組分葡萄糖20.0g/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏10. 0g/L,酵母浸膏5. 0g/L,無水乙酸鈉5. 0g/L,磷酸氫二鉀2. 0g/L,檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L,乳酸菌基本培養基的 pH 為 6· O 6· 5。所述步驟(4)中，所述發酵底物包括以下組分按重量計，豆柏75 90%，玉米粉5 25%,糖蜜 I 10%, 5000 IU/g 植酸酶 0. 05 0. 2%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 0. 05 1%，NH4SO4 0. 5%, K2HPO4 0. 2%, MgSO4.7H20 0. 1%，CaCO3 0. 1%。所述步驟(I)中，酵母菌種子培養基中，攪拌轉速150 250rpm,溫度為28 35°C，培養24 48小時；乳酸菌種子培養基中，溫度為35 40°C。所述步驟(2)中，盛有液體酵母菌種子培養基的種子發酵罐中，溫度為28 35°C，攪拌轉速300 500rpm，通氣量2 3L/ (L ·π η)，發酵時間24 72小時；盛有液體乳酸菌種子培養基的種子發酵罐中，溫度為35 40°C。所述步驟(3)中，盛有酵母菌基本培養基的發酵罐中，溫度為28 35°C，攪拌轉速300 500rpm，通氣量2 4L/ (L · min)，用質量濃度20 30%的NaOH溶液調整罐中pH為6. 5 7. 5，發酵時間24 72小時；盛有乳酸菌基本培養基的發酵罐中，溫度35 40°C，攪拌轉速50 lOOrpm，用質量濃度20 30%的NaOH溶液調整罐中pH為5. 5 6，發酵時間24 72小時。本發明相比現有技術具有以下優點本發明的部分生物素的生產與生產用種制備一次發酵完成，節約了資源和成本，整個過程無污染；發酵成品中，維生素H含量較發酵前有明顯提高，高達420mg/kg 850mg/kg ;發酵豆柏的生產過程中使用的液體發酵罐及相應技術，加強了機械化程度的同時，更利于對菌種的生產環節的控制，節約了人力成本；發酵成品中，植酸等大豆抗營養因子得到充分降解，各營養成分，如蛋白、小肽、氨基酸等均有不同程度提高，更佳的適口性和消化吸收率。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例I本實施例包括以下步驟(I) 一級種制備 從酵母菌斜面培養基中挑取一環酵母菌，接種到液體酵母菌種子培養基中，攪拌轉速150rpm，溫度為28°C，培養24小時，檢測菌液濃度和純度；從乳酸菌斜面培養基中挑取一環乳酸菌，接種到液體乳酸菌種子培養基中，溫度為35°C，靜置培養24小時，檢測菌液濃度和純度；本實施例中酵母菌斜面培養基包括以下組分葡萄糖5g/L，蛋白胨2g/L，酵母膏lg/L，氯化鈉O. 5g/L，瓊脂15g/L，酵母菌斜面培養基的pH為6. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌斜面培養基包括以下組分脫脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO45g/L，瓊脂15g/L，滅菌條件115°C下滅菌20min。(2) 二級種制備將步驟(I)中制得的酵母菌菌液按O. 5% (v/v)的接種量接入盛有液體酵母菌種子培養基的種子發酵罐中，溫度為28°C，攪拌轉速300rpm，通氣量2L/ (L ·π η)，發酵時間24小時，檢測菌液濃度和純度；將步驟(I)制得的乳酸菌菌液按O. 5% (v/v)的接種量接入盛有液體乳酸菌種子培養基的種子發酵罐中，溫度為35°C，靜置培養24小時，檢測菌液濃度和純度；所述酵母菌種子培養基包括以下組分葡萄糖10 g/L，尿素lg/L，K2HPO4 O. lg/L,MgSO4 ·7Η20 O. lg/L，玉米漿0. 6g，酵母菌種子培養基的pH為6. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌種子培養基包括以下組分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10. Og/L，牛肉膏10. Og/L，酵母浸膏5. Og/L，無水乙酸鈉5. 0g/L, K2HPO4 2. 0g/L，檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgSO4*7H20 0. 58g/L，MnS04.H20 0. 33g/L，乳酸菌種子培養基的 pH 為 6· O。(3)三級種制備按2% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的酵母菌菌液接入盛有酵母菌基本培養基的發酵罐中，溫度為28°C，攪拌轉速300rpm，通氣量2L/ (L ·π η)，用質量濃度20%的NaOH溶液調整罐中pH為6. 5，發酵時間24小時，檢測菌液濃度和純度；按2% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的乳酸菌菌液接入盛有乳酸菌基本培養基的發酵罐中，溫度35°C，攪拌轉速50rpm，用質量濃度20%的NaOH溶液調整罐中pH為5. 5，發酵時間24小時，檢測菌液濃度和純度；
所述酵母菌基本培養基包括以下組分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HPO4 O. lg/L,MgSO4 · 7H20 O. 2g/L,玉米衆0. lg/L, CaCO3 3g/L ;酵母菌基本培養基的pH為6. 5,滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌基本培養基包括以下組分葡萄糖20.0g/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏
10.Og/L,酵母浸膏5. Og/L,無水乙酸鈉5. 0g/L,磷酸氫二鉀2. 0g/L,檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L，乳酸菌基本培養基的 pH 為 6. O。(4)固體發酵將步驟(3)中制得的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分別以1% (v/w)的接種量加入到發酵底物中，調節水分至40%，混合均勻后，堆垛發酵2天；所述發酵底物包括以下組分按重量計，豆柏80%，玉米粉15%，糖蜜4.9%，5000IU/g 植酸酶 0. 05%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 0. 05%, NH4SO4 0. 5%, K2HPO4 0. 2%,MgSO4.7H20 0. 1%，CaCO3 0. 1%。(5)烘干粉碎將步驟(4)發酵完成后的豆柏低溫冷風烘干、粉碎即可。隨機取樣，測定本實施例中發酵豆柏中各主要營養成分含量
權利要求
1.一種富含生物素發酵豆柏的生產工藝，其特征在于，包括以下步驟 (1)一級種制備 從酵母菌斜面培養基中挑取一環酵母菌，接種到液體酵母菌種子培養基中，攪拌培養24 48小時，檢測菌液濃度和純度；從乳酸菌斜面培養基中挑取一環乳酸菌，接種到液體乳酸菌種子培養基中，靜置培養24 48小時，檢測菌液濃度和純度； (2)二級種制備 將步驟(I)中制得的酵母菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接種量接入盛有液體酵母菌種子培養基的種子發酵罐中，通氣攪拌發酵24 72小時，檢測菌液濃度和純度；將步驟(I)制得的乳酸菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接種量接入盛有液體乳酸菌種子培養基的種子發酵罐中，靜置培養24 48小時，檢測菌液濃度和純度； (3)三級種制備 按2 10% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的酵母菌菌液接入盛有酵母菌基本培養基的發酵罐中，調整PH值為6. 5 7. 5，通氣攪拌發酵24 72小時，檢測菌液濃度和純度；按2 10% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的乳酸菌菌液接入盛有乳酸菌基本培養基的發酵罐中，調整PH值為5. 5 6，攪拌發酵24 72小時，檢測菌液濃度和純度； (4)固體發酵 將步驟(3)中制得的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分別以I 5% (v/w)的接種量加入到發酵底物中，調節水分至40 60%，混合均勻后，堆垛發酵2 5天； (5)烘干粉碎 將步驟(4)發酵完成后的豆柏烘干、粉碎即可。
2.根據權利要求I所述的一種富含生物素發酵豆柏的生產工藝，其特征在于所述步驟(I)中，所述酵母菌斜面培養基包括以下組分葡萄糖5g/L，蛋白胨2g/L，酵母膏lg/L，氯化鈉O. 5g/L，瓊脂15g/L，酵母菌斜面培養基的pH為6. 5 7. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ； 所述乳酸菌斜面培養基包括以下組分脫脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO4 5g/L，瓊脂15g/L，滅菌條件115°C下滅菌20min。
3.根據權利要求I所述的一種富含生物素發酵豆柏的生產工藝，其特征在于所述步驟(2)中，所述酵母菌種子培養基包括以下組分葡萄糖10 g/L，尿素lg/L，K2HPO4 O. lg/L,MgSO4 ·7Η20 O. lg/L，玉米漿0. 6g，酵母菌種子培養基的pH為6. 5 7. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ； 所述乳酸菌種子培養基包括以下組分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏10. Og/L,酵母浸膏 5. 0g/L,無水乙酸鈉 5. 0g/L, K2HPO4 2. 0g/L,檸檬酸氫二銨 2. 0g/L,MgSO4*7H20 0. 58g/L, MnS04.H20 0. 33g/L,乳酸菌種子培養基的 pH 為 6· O 6· 5。
4.根據權利要求I所述的一種富含生物素發酵豆柏的生產工藝，其特征在于所述步驟(3)中，所述酵母菌基本培養基包括以下組分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HPO4 0. lg/L,MgSO4 ·7Η20 0. 2g/L，玉米漿0. lg/L, CaCO3 3g/L ;酵母菌基本培養基的pH為6. 5 7. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ； 所述乳酸菌基本培養基包括以下組分葡萄糖20. 0g/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏.10. 0g/L,酵母浸膏5. 0g/L,無水乙酸鈉5. 0g/L,磷酸氫二鉀2. 0g/L,檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L,乳酸菌基本培養基的 pH 為 6· 0 6· 5。
5.根據權利要求I所述的一種富含生物素發酵豆柏的生產工藝，其特征在于所述步驟(4)中，所述發酵底物包括以下組分按重量計，豆柏75 90%，玉米粉5 25%，糖蜜I 10%, 5000 IU/g 植酸酶 O. 05 O. 2%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 O. 05 1%，NH4SO4 O. 5%,K2HPO4 O. 2%, MgSO4·7Η20 O. 1%，CaCO3 O. 1%。
6.根據權利要求I所述的一種富含生物素發酵豆柏的生產工藝，其特征在于所述步驟(I)中，酵母菌種子培養基中，攪拌轉速150 250rpm，溫度為28 35°C，培養24 48小時；乳酸菌種子培養基中，溫度為35 40°C。
7.根據權利要求I所述的一種富含生物素發酵豆柏的生產工藝，其特征在于所述步驟(2)中，盛有液體酵母菌種子培養基的種子發酵罐中，溫度為28 35°C，攪拌轉速300 500rpm，通氣量2 3L/ (L ·π η)，發酵時間24 72小時；盛有液體乳酸菌種子培養基的種子發酵罐中，溫度為35 40°C。
8.根據權利要求I所述的一種富含生物素發酵豆柏的生產工藝，其特征在于所述步驟(3)中，盛有酵母菌基本培養基的發酵罐中，溫度為28 35°C，攪拌轉速300 500rpm，通氣量2 4L/(L ·π η)，用質量濃度20 30%的NaOH溶液調整罐中pH為6. 5 7. 5，發酵時間24 72小時；盛有乳酸菌基本培養基的發酵罐中，溫度35 40°C，攪拌轉速50 lOOrpm，用質量濃度20 30%的NaOH溶液調整罐中pH為5. 5 6，發酵時間24 72小時。
全文摘要
本發明公開了一種富含生物素發酵豆粕的生產工藝，包括以下步驟一級種制備；二級種制備；三級種制備；固體發酵；烘干粉碎。本發明的部分生物素的生產與生產用種制備一次發酵完成，節約了資源和成本，整個過程無污染；發酵成品中，維生素H含量較發酵前有明顯提高，高達420mg/kg～850mg/kg；發酵豆粕的生產過程中使用的液體發酵罐及相應技術，加強了機械化程度的同時，更利于對菌種的生產環節的控制，節約了人力成本；發酵成品中，植酸等大豆抗營養因子得到充分降解，各營養成分，如蛋白、小肽、氨基酸等均有不同程度提高，更佳的適口性和消化吸收率。
文檔編號A23K1/00GK102860409SQ201210376680
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月8日 優先權日2012年10月8日
發明者王華榮, 惲輝, 余忠麗, 程林春, 趙大偉, 耿玉靜 申請人:安徽希普生物科技有限公司