一種甜菜堿型復(fù)合發(fā)酵助劑及其在發(fā)酵豆粕中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及甜菜堿型復(fù)合發(fā)酵助劑及其在發(fā)酵豆巧中的 應(yīng)用，特別設(shè)及復(fù)合輔酶因子的甜菜堿發(fā)酵助劑的配制及其在發(fā)酵豆巧中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 豆巧是將大豆棒取大豆油后得到的一種副產(chǎn)品。大豆中蛋白含量很高，在進(jìn)行油 脂加工過程中蛋白質(zhì)損失很少，因此，豆巧中的蛋白質(zhì)含量也很高，它是已知的最豐富的植 物蛋白資源之一。雖然豆巧因其蛋白含量高，氨基酸平衡好，特別是賴氨酸的含量較高，是 一種優(yōu)良的植物性蛋白飼料源，已成為畜禽養(yǎng)殖不可缺少的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料原料之一，尤 其是魚類和單胃動物很好的日糧蛋白源。然而，豆巧中同時存在多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，主要有膜 蛋白酶抑制劑、植酸、大豆凝血素、脈酶、低聚糖、脂肪氧化酶、大豆抗原蛋白（致敏因子）及 致甲狀腺腫素等。運些抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在阻礙了畜禽對豆巧飼料養(yǎng)分的消化、吸收和代謝， 對動物健康與生產(chǎn)性能產(chǎn)生不同程度不良影響，也限制了其在魚類和單胃動物等日糧中的 應(yīng)用比例。
[0003] 目前，國內(nèi)外消除豆巧中抗?fàn)I養(yǎng)因子的方法較多，概括起來主要有物理、化學(xué)、生 物育種、添加劑和生物技術(shù)等多種方法，眾多方法各有其優(yōu)缺點。根據(jù)多年來利用酶解法 制備豆巧飼料的實際生產(chǎn)情況可知酶解法存在的限制因素也很多，主要是用于酶解法的酶 的種類少，運樣就大大限制了豆巧飼料業(yè)的發(fā)展；另外，由于用于水解反應(yīng)的蛋白酶的種類 少，不能很好的降解大豆蛋白，使制取的大豆膚苦味不能根本脫除，從而影響飼料口感，進(jìn) 行動物飼養(yǎng)時導(dǎo)致被飼養(yǎng)動物攝食量大大降低。
[0004] 與酶解法相比，微生物發(fā)酵法具有縮短發(fā)酵周期，降低豆巧飼料的生產(chǎn)成本等優(yōu) 點，具有廣闊的發(fā)展前景。固態(tài)發(fā)酵法可W實現(xiàn)更大規(guī)模生產(chǎn)，制備豆巧飼料的生產(chǎn)成本明 顯降低；固態(tài)發(fā)酵過程中基本無對環(huán)境造成污染的廢物產(chǎn)生。因此，固態(tài)發(fā)酵法在飼料加工 業(yè)中將占據(jù)越來越重要的位置。發(fā)酵法作為生物處理方法的一種已被證明是減少膜蛋白酶 抑制劑因子的較好方法。一方面通過微生物發(fā)酵過程中產(chǎn)生的一些微生物酶，消除豆巧中 殘留的抗?fàn)I養(yǎng)因子。另一方面豆巧中的蛋白質(zhì)被微生物產(chǎn)生的蛋白酶水解成為小膚，水解 后產(chǎn)生的小膚具有很好的溶解性、抗凝膠形成性、低粘度和消化吸收快等特性，可進(jìn)一步提 高豆巧營養(yǎng)價值。 陽〇化]發(fā)酵豆巧又名生物豆巧，是W優(yōu)質(zhì)豆巧為主要原料，在多菌種混合發(fā)酵下，利用微 生物在生長發(fā)育程中分泌的多種蛋白酶的酶解作用將大分子量的蛋白質(zhì)分解為小分子蛋 白和小膚，同時在發(fā)酵豆巧降解大豆蛋白過程中產(chǎn)生大量益生菌、寡膚、谷氨酸、乳酸、維生 素、UGF(未知生長因子）等物質(zhì)，并且利用蛋白酶的酶解作用將大豆蛋白的膜蛋白酶抑制 素等抑制因子、凝血素等抗?fàn)I養(yǎng)因子盡可能的消除而得到的一種營養(yǎng)豐富的植物蛋白飼 料。研究表明，在不影響飼喂效果的情況下，發(fā)酵豆巧能部分代替飼料配方中進(jìn)口優(yōu)質(zhì)魚 粉、乳清粉，顯著降低飼料生產(chǎn)成本，發(fā)酵豆巧中大豆蛋白已被大量分解為易被消化吸收利 用的大豆膚，故能很好的克服被飼養(yǎng)動物對植物蛋白質(zhì)消化能力較弱的缺點，促進(jìn)動物更 好的生長發(fā)育、縮短飼養(yǎng)周期、改善肉類品質(zhì)，大大降低飼養(yǎng)成本，帶來更好的經(jīng)濟效益。
[0006] 雖然近年來，利用多菌種混合發(fā)酵法發(fā)酵豆巧制備豆巧飼料對于去除豆巧中的抗 營養(yǎng)因子及抑制劑，從而提高豆巧的營養(yǎng)價值方面進(jìn)行了比較深入的研究，解決了用其它 方法去除豆巧中的抑制劑及抗?fàn)I養(yǎng)因子存在的許多問題，在去除豆巧中的抑制劑及抗?fàn)I養(yǎng) 因子方面取得了明顯進(jìn)展。但是，現(xiàn)在發(fā)酵豆巧生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題主要是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定， 即使是同一廠家不同批次的發(fā)酵豆巧質(zhì)量也相差很大，除了各廠家采用不同菌種、不同工 藝外，造成發(fā)酵豆巧質(zhì)量差別大、穩(wěn)定性差的主要原因在于大規(guī)模發(fā)酵不好操作，物料分布 不均勻，此外就是缺乏大規(guī)模、質(zhì)量好的發(fā)酵豆巧固態(tài)發(fā)酵方法。
[0007] 甜菜堿是一種季胺型生物堿，廣泛存在于動植物中，尤W甜菜廢糖蜜中含量最高。 其作為一種表面活性劑，可W降低物料表面界面張力，增加物料混合均勻度；另外，甜菜堿 可W有效調(diào)節(jié)環(huán)境滲透壓，保證一步發(fā)酵中產(chǎn)生的生物酶活性不受影響；而復(fù)合發(fā)酵助劑 中的微量金屬元素添加物，滿足了發(fā)酵所需各種微量金屬元素的恒量供應(yīng)，并可促進(jìn)形成 氨基酸與金屬馨合物。中國專利CN102660520A公開了一種發(fā)酵營養(yǎng)助劑、營養(yǎng)助劑在木 聚糖酶制備中的應(yīng)用及應(yīng)用方法，其助劑組成為無水甜菜堿80g/l、維生素A0.Ig/l、維生 素B10.4g/l、維生素B60.05g/l、維生素B120. 15g/l、維生素D30.Ig/l、維生素E0.6g/ ^維生素K30.Ig/L和煙酸0.8g/l，可W有效促進(jìn)黑曲霉抱子懸浮液菌體的生長及木聚糖 酶的代謝，顯著提高了發(fā)酵效果和木聚糖酶的產(chǎn)量，縮短了發(fā)酵時間，降低了生產(chǎn)成本。中 國專利CN102719504A公開了一種維生素B12復(fù)合發(fā)酵助劑及其在維生素B12發(fā)酵中的應(yīng) 用方法，包含90~98%的甜菜堿、0. 15~0. 55%的復(fù)合維生素和1. 45~9. 85 %的復(fù)合 氨基酸；所述復(fù)合維生素包含質(zhì)量百分比30~55%的硫胺素、10~25%的鹽酸化唉醇和 40~55%的葉酸；所述復(fù)合氨基酸包含質(zhì)量百分比5~10%的賴氨酸、10~15%的絲氨 酸、10~15%的谷氨酸、30~35%的天冬酷胺和30~40%的天冬氨酸。該助劑能保證各 種微量元素的恒量供應(yīng)，降低因有機碳氮源中微量元素不穩(wěn)定造成的發(fā)酵問題，能有效提 升發(fā)酵產(chǎn)量。然而，上述文獻(xiàn)中雖然均將甜菜堿作為發(fā)酵助劑進(jìn)行應(yīng)用，但都未能設(shè)及在豆 巧發(fā)酵領(lǐng)域中進(jìn)行使用。如何將甜菜堿應(yīng)用于豆巧發(fā)酵領(lǐng)域，提供一種可W顯著提高發(fā)酵 效果、物料發(fā)酵均勻度高、生產(chǎn)的發(fā)酵豆巧質(zhì)量穩(wěn)定的甜菜堿型復(fù)合發(fā)酵助劑，是本發(fā)明亟 待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明目的在于提供一種應(yīng)用于豆巧發(fā)酵中能夠顯著提高發(fā)酵效果、物料發(fā)酵均 勻度高、生產(chǎn)的發(fā)酵豆巧質(zhì)量穩(wěn)定的甜菜堿型復(fù)合發(fā)酵助劑，W及所述復(fù)合發(fā)酵助劑在發(fā) 酵豆巧中的應(yīng)用和應(yīng)用方法。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0010] 一種甜菜堿型復(fù)合發(fā)酵助劑，所述復(fù)合發(fā)酵助劑至少包含W下質(zhì)量百分比的原料 成分：90~98. 5%的甜菜堿、0. 1~0. 8%的CuS04 .5肥0、0. 2~1%的MnS04 ?肥0、0. 5~ 5%的化S04 ? 7肥0和0. 5~5%的化S04 ? 7肥0。
[0011] 優(yōu)選的，所述復(fù)合發(fā)酵助劑包含W下質(zhì)量百分比的原料成分：91~98%甜菜堿、 0. 1 ~0. 8%的CuS04 .5肥0、0. 4 ~0. 8%的MnS04 ?肥0、0. 5 ~3%的化S04 .7肥0 和 1 ~ 5%的化S04 ? 7肥0。
[0012] 優(yōu)選的，所述甜菜堿為無水甜菜堿、一水甜菜堿、鹽酸鹽甜菜堿、憐酸鹽甜菜堿、橫 酸甜菜堿中的一種或幾種的混合物。
[0013] 優(yōu)選的，所述甜菜堿中殘胺的含量為0.001%~0. 1%。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種上述的甜菜堿型復(fù)合發(fā)酵助劑在發(fā)酵豆巧中的應(yīng)用。
[0015] 優(yōu)選的，將所述復(fù)合發(fā)酵助劑W發(fā)酵培養(yǎng)基的1. 0~6.Owt%的添加量加入到發(fā) 酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種發(fā)酵豆巧的方法，即甜菜堿型復(fù)合發(fā)酵助劑在發(fā)酵豆巧中的 應(yīng)用方法，包含W下步驟：
[0017] (1)豆巧培養(yǎng)物配制：將質(zhì)量百分比為60~80%的豆巧、15~35%的教皮和5~ 10%的薦糖組成的豆巧培養(yǎng)物混合均勻，裝入發(fā)酵罐，加水使料水比達(dá)到0. 6~1. 2,進(jìn)行 局溫滅困；
[0018] (2)發(fā)酵培養(yǎng)：將枯草芽抱桿菌菌液按照2~5wt%的接種量接入發(fā)酵罐中，攬拌 均勻后發(fā)酵；然后按照2~5wt%的接種量接入乳酸菌菌液，攬拌均勻，將權(quán)利要求1-4之 一中所述的復(fù)合發(fā)酵助劑按1. 0~6.Owt%的添加量噴灑到豆巧培養(yǎng)物中發(fā)酵；
[0019] (3)干燥粉碎：將發(fā)酵結(jié)束后的物料經(jīng)過40~70°C烘干后，粉碎過篩即得發(fā)酵豆 巧成品。
[0020] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中枯草芽抱桿菌發(fā)酵條件為25~30°C發(fā)酵48~60h。
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中復(fù)合發(fā)酵助劑的發(fā)酵條件為32~37°C發(fā)酵36~48h。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，所述豆巧培養(yǎng)物裝入發(fā)酵罐時的裝樣量為1/4~1/3。
[0023] 優(yōu)選的，所述枯草芽抱桿菌菌液的濃度為1〇7~10 9個/ml;所述乳酸菌菌液的濃 度為1〇7~10 9個/ml。
[0024] 優(yōu)選的，將所述復(fù)合發(fā)酵助劑經(jīng)微濾除菌后加入豆巧培養(yǎng)物中。 陽0巧]優(yōu)選的，所述高溫滅菌是指在115°C高溫滅菌20min。
[0026] 本發(fā)明具有如下所述的有益效果：
[0027] 本發(fā)明的復(fù)合發(fā)酵助劑包含W下原料成分：90~98. 5 %的甜菜堿、0. 1~0. 8% 的CuS04 ? 5肥0、0. 2 ~1 % 的MnS04 ?肥0、0. 5 ~5 % 的ZnS04 ? 7肥0 和 0. 5 ~5 % 的 FeS04'7肥0,其中甜菜堿是一種季胺型生物堿，廣泛存在于動植物中，尤W甜菜廢糖蜜中含 量最高。其作為一種表面活性劑，可W降低物料表面界面張力，增加物料混合均勻度；另外， 甜菜堿可W有效調(diào)節(jié)環(huán)境滲透壓，保證一步發(fā)酵中產(chǎn)生的生物酶活性不受影響；而復(fù)合發(fā) 酵助劑中的微量金屬元素添加物，滿足了發(fā)酵所需各種微量金屬元素的恒量供應(yīng)，并可促 進(jìn)形成氨基酸與金屬馨合物。
[002引因此，將本發(fā)明的復(fù)合發(fā)酵助劑應(yīng)用到豆巧發(fā)酵中，一方面在不影響菌種活力范 圍內(nèi)能夠保證豆巧發(fā)酵過程中各種微量金屬元素的恒量供應(yīng)，促進(jìn)形成氨基酸金屬馨合 物；另一方面能夠降低物料表面張力、提升物料均勻度，保證發(fā)酵豆巧質(zhì)量穩(wěn)定。此外，本豆 巧發(fā)酵時采用二步發(fā)酵法，提高了發(fā)酵效果，大大提升了發(fā)酵效率，縮短了發(fā)酵時間。
【具體實施方式】
[0029] 為更好的說明本發(fā)明，通過下面的實施例可W更詳細(xì)的解釋本發(fā)明。本發(fā)明并不 局限于下面的實施例。 陽〇3〇] 實施例1
[0031] 甜菜堿型復(fù)合發(fā)酵助劑包含W下質(zhì)量百分比的原料成分：91. 7%的無水甜菜堿、 0. 8%的CuS04 ?甜20、0. 5%的MnS04 ?肥0、2%的化S04 ? 7肥0 和 5%的化S04 ? 7肥0。 陽0巧 實施例2
[0033] 甜菜堿型復(fù)合發(fā)酵助劑包含W下質(zhì)量百分比的原料成分：95%的鹽酸鹽甜菜堿、 0. 2 % 的CuS04 ? 5肥0、0. 8 % 的MnS04 ?肥0、1. 5 % 的化S04 ? 7肥0 和 2. 5 % 的化S04