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固态发酵豆粕在饲料中的研究应用
发布日期:2011-10-12  来源:全球肽网  浏览次数:1150
豆粕大部分用作饲料,少部分用于发酵食品生产,以豆粕为原料进行深加工和综合利用的研究相对薄弱。  常见的加工豆粕方法是酶解豆粕和发酵豆粕,即利用现代生物技术将大豆蛋白通过蛋白酶酶解或微生物发酵降解为可溶性蛋白和小分子多肽的混合物。经过酶解或发酵处理的蛋白有比传统大豆中蛋白质更易于吸收、低抗原等特点,被认为是幼龄动物饲料的理想植物蛋白。 

 豆粕大部分用作饲料,少部分用于发酵食品生产,以豆粕为原料进行深加工和综合利用的研究相对薄弱。

  常见的加工豆粕方法是酶解豆粕和发酵豆粕,即利用现代生物技术将大豆蛋白通过蛋白酶酶解或微生物发酵降解为可溶性蛋白和小分子多肽的混合物。经过酶解或发酵处理的蛋白有比传统大豆中蛋白质更易于吸收、低抗原等特点,被认为是幼龄动物饲料的理想植物蛋白。

  酶解豆粕主要用于大豆肽的液态生产。它存在一系列的限制因素,首先蛋白质水解过程中产生的苦味、臭味无法完全抑制,尤其是大规模生产中,降低和脱除水解过程中的苦味和臭味需要很高的成本。较高的价格是限制大豆肽进入市场的主要原因。其次用于水解的酶制剂仅限于食品工业中的常用几种,单一或混合使用均无法彻底消除水解过程中产生的苦味和臭味。如何克服水解过程中产生的苦味,任务非常艰巨,且水解度难以控制。

  随着固态发酵技术的改进和完善,固态发酵不仅可以应用于液态生产不能实现的过程,而且可以弥补液态生产的不足与缺陷。应用现代固体发酵技术能实现大规模生产,而且其投资规模和生产成本往往要比液态法低,更重要的是现代固态发酵往往没有影响环境的污染废物产生,在食品加工业中将发挥越来越重要的作用。固态发酵其中一个重要应用领域就是利用微生物转化农作物及其副产物,以提高它们的营养价值,减少对环境的污染。研究表明,豆粕经固态发酵可有效提高蛋白质的生物转化率。

  豆粕中的大豆蛋白含量很高,在43.0%~55.0%之间,而且其中80.0%以上都是水溶性蛋白。其中赖氨酸2.5%~3.0%、色氨酸0.6%~0.7%、蛋氨酸0.5%~0.7%、胱氨酸0.5%~0.8%、胡萝卜素每千克0.2毫克~0.4毫克、硫胺素每千克3毫克~6毫克、核黄素每千克3毫克~6毫克、烟酸每千克15毫克~30毫克、胆碱每千克2200毫克~2800毫克。

  固态发酵豆粕的工艺流程

  微生物发酵豆粕采用生物发酵工程技术,通过发酵过程中微生物分泌的酶将豆粕中的部分蛋白酶解为分子量3000以上的大豆肽。

  发酵选用菌种

  微生物发酵豆粕常用菌种:乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌等。

  研究者利用乳酸链球菌发酵豆粕。豆粕经乳酸菌发酵后有酸甜芳香的气味,pH值下降,能有效改善豆粕的适口性,促进畜禽生长,同时可以降低抗生素、酸化剂的添加量,降低饲料成本。

  除此之外,霉菌也经常被研究人员用于固态发酵豆粕的生产,且常常与其他菌种混合发酵。研究者采用米曲霉和啤酒酵母混合菌株固态发酵法生产发酵豆粕,利用霉菌产生的多种酶系,降解其中的纤维素及蛋白质等物质,利用酵母菌合成菌体蛋白。得到的发酵豆粕中粗蛋白含量可达49.10%,比原料中增加12.1%。而用米曲霉菌和酵母菌以麸皮和豆饼粉为主要底物,30℃混合固态发酵36小时。获得了酸性蛋白酶活力达 l440U/克、酵母菌数6.29×109个/克、粗蛋白质高达70.56%(其中小肽10.12%)、还原糖8%的新型蛋白饲料。从而获得一项富含小肽的新型蛋白饲料生产工艺。

  固态发酵生产豆粕过程

  发酵过程中分为好氧发酵和厌氧发酵。在发酵前期采用好氧发酵,促使芽孢杆菌、酵母菌等好氧微生物繁殖生长,同时芽孢杆菌、酵母菌分泌产生大量酶类、维生素等活性产物促进乳酸菌的生长。后期的厌氧发酵,促进乳酸菌的增殖,并产生大量乳酸。微生物在无氧条件下发生强制自溶,细胞中的胞内酶及其他生物活性成分分泌出来。厌氧发酵时蛋白酶发生酶解反应,并产生香味物质。

  综合好氧发酵和厌氧发酵的优缺点,将两者结合起来用于发酵豆粕基本可以达到以下指标:发酵酶解产生的小肽占豆粕中粗蛋白含量的30%,占成品的10%。

  发酵豆粕与酶解相比风味得到极大改善,且产生大量生物活性成分,但分子量多在5000~1万之间,属于多肽范畴,离大豆寡肽、小肽的生理活性、易吸收性距离很大,所以成本相对也比较低。因此越来越多的学者及研究人员研究固态发酵法发酵豆粕。

 

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