CN106566857A

CN106566857A - 利用马铃薯全粉生产过程产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺

Info

Publication number: CN106566857A
Application number: CN201610936499.6A
Authority: CN
Inventors: 占中杰
Original assignee: Wuwei Chuan Sen Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Wuwei Chuan Sen Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2017-04-19

Abstract

本发明公开了一种利用马铃薯全粉生产过程产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺，采用混合菌种在适宜的温度、pH、氧含量的条件下将马铃薯皮渣中的直链、支链淀粉降解为糊精及各种低分子糖类，同时将马铃薯皮渣中的纤维素、半纤维素降解为葡萄糖，再进一步与培养基中外加的氮源、无机盐一同转化为酵母蛋白。通过微生物发酵生产酵母蛋白，酵母蛋白营养成分丰富，蛋白含量在45%～55%之间，氨基酸组分齐全，含有多种维生素、矿物质、有机酸、生物活性物质，可以广泛用于食品加工和饲料中，具有广阔的发展前景。

Description

利用马铃薯全粉生产过程产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺

技术领域

本发明涉及一种马铃薯酵母蛋白的方法，就是利用马铃薯全粉生产过程中产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺方法。

背景技术

马铃薯全粉因其低脂肪、低糖分，富含多种维生素和矿物质等受到人们的喜爱，市场对全粉的需求也越来越大，因而我们国家已经将马铃薯定义为第四主粮。马铃薯皮渣是全粉生产过程中的主要副产物，主要成分是淀粉、纤维素、半纤维素、果胶以及少量蛋白质，其含水量大，富含营养，不易储存、运输，易腐败变质、恶臭，形成资源浪费和环境污染。如何经济、低耗能处理马铃薯皮渣并产生好的经济效益是马铃薯全粉生产所面临的一重大课题，是关系到国计民生的大事。

发明内容

本发明采用混合菌种在适宜的温度、pH、氧含量的条件下将马铃薯皮渣中的直链、支链淀粉降解为糊精及各种低分子糖类，同时将马铃薯皮渣中的纤维素、半纤维素降解为葡萄糖，再进一步与培养基中外加的氮源、无机盐一同转化为酵母蛋白。

本发明的技术方案是这样实现的：一种利用马铃薯全粉生产过程产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺，对马铃薯皮渣进行超微粉碎处理，加入灭菌后的发酵罐酶解，原因是由于酵母不能直接利用皮渣中的淀粉作为碳源，因此需要将薯渣中的淀粉进行酶解转化为葡萄糖。由于马铃薯皮渣中自身含氮物质较少，粗纤维含量较高，无法完全满足酵母的生长所需还须外加其它营养成分，酶解后添加尿素和磷酸二氢钾补充酵母所需营养成分。然后调节pH至6.0-6.5，加入米曲霉和酵母菌，接种量小于等于发酵干物质含量的0.2%，发酵培养时温度30-32℃，发酵罐底部通入无菌空气，通风比0.5:1-1:1，当发酵液中残糖耗完，发酵结束，发酵完的产物脱水、烘干得到酵母蛋白。经过酵母发酵后，皮渣中结合态的水被微生物分解为自由状态的水，物料成分层状态，上层为菌体酵母，下层为水，为减少烘干时热量消耗先对物料离心脱水处理后再烘干。

进一步地，先将米曲霉接入发酵罐中培养，培养温度29-31℃，通风比0.5:1，发酵至24h时当发酵罐中米曲霉大量繁殖进入对数生长期时再将酵母菌接入发酵罐，培养温度为29-32℃，通风比1:1，再培养24h。

进一步地，马铃薯皮渣存在块状物大、流动性差等原因造成发酵过程中微生物处理困难，转化率低，同时物料理化性质征不稳给检测带来诸多不便，有必要对马铃薯皮渣先进行机械破碎。粉碎处理后再进行超微粉碎处理，超微粉碎处理后颗粒物直径小于1㎜，使马铃薯细胞壁结构得到降解，皮渣纤维亲水性增强，体系的粘稠度、均匀性显著改善。

进一步地，马铃薯皮渣的装入量为小于发酵罐容积的70%。

进一步地，所述米曲霉和酵母菌均是悬浮液，其接入量均为发酵物体积的1%。

进一步地，加入尿素和磷酸二氢钾的量为发酵干物质含量的0.05-1.0%

本发明的有益效果为：利用马铃薯薯渣富含的营养成分可作为微生物生产的底物，通过微生物发酵生产酵母蛋白，酵母蛋白营养成分丰富，蛋白含量在45%～55%之间，氨基酸组分齐全，含有多种维生素、矿物质、有机酸、生物活性物质，可以广泛用于食品加工和饲料中，具有广阔的发展前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解释说明。

1、种子的制备、灭菌、接种、发酵

将马铃薯皮渣经过胶体磨超微粉碎后进入灭菌后的一级种子罐，装入量为容积的70%，接着对皮渣酶解，酶解后添加尿素和磷酸二氢钾，所占比例分别为0.5%、0.05%，再用高浓度的碱液调节pH至6.5，接着物料进行实消，实消温度121—123℃，维持30分钟，降温至32℃将米曲霉接入一级种子罐培养，接种量为发酵物体积的1%，培养温度29～31℃，培养中发酵罐底部通入无菌空气，罐压维持0.05MPa，通风比0.5:1，搅拌转速120 r/min，培养至24h时当发酵罐中米曲霉大量繁殖进入对数生长期时再将酵母菌介入该种子罐中，培养温度29～32℃，罐压维持0.05MPa，通风比1:1，搅拌转速150 r/min，再培养约24h后将物料全部接入实消灭菌后的二级种子罐，装料系数70%，通风比1:1，其他条件不变，继续培养24小时后将物料全部接入实消灭菌后的气升式发酵罐，装料系数70%，培养条件不变，发酵24小时至发酵液残糖耗完，发酵结束，放罐。

2、产物的离心、烘干

对发酵完的产物先经过高速离心机脱水处理，处理后采用滚筒式烘干机对物料高温烘干，再经粉碎得到成品酵母蛋白。

酵母对马铃薯皮渣生产单细胞蛋白的影响（见表一），酵母蛋白产物百分含量为70.23%，说明由于发酵引起菌体呼吸作用消耗了大量的营养物质，从而得到干物质相对较低，发酵液中的还原糖由于菌体数量的增大导致消耗加剧从而含量降低，蛋白含量明显提高，达到46.12%。

表一酵母菌转化马铃薯薯渣生产单细胞蛋白的影响

菌种	质量百分比（%）	溶液还原糖（OD)	相对菌体数量 (%)	蛋白含量 (%)
					酵母菌	70．23	0.047	68.34	46.12
空白对照	100	0.593	16	4.6

本发明有效降解了马铃薯皮渣中的纤维素，大幅提高了蛋白质含量，其中氨基酸组分齐全，必须氨基酸含量较高，同时富含有机酸、维生素、无机盐、生物活性因子，生物学价值优于植物蛋白，可以广泛用于食品加工和饲料中。并通过动物实验表明动物生长状态良好并获得明显的增重效果。将马铃薯酵母蛋白饲料添加到大鼠饲料中取代部分豆粕（酵母蛋白组），以马铃薯皮渣原浆（原浆组）和未添加酵母蛋白的饲料（对照组）为对照，考察马铃薯酵母蛋白对大鼠生长的影响，实验表明添加酵母蛋白的饲料喂养的大鼠增重明显高于未添加酵母蛋白的饲料和原浆喂养的大鼠（见表二）。

表二酵母蛋白饲料动物实验结果对照

组别	头数	头均始重（克）	头均末重（克）	头均增重（克）	平均日增重（克）
						对照组	8	56.06±3.02	216.22±8.07	160.16±8.78	5.72±0.32
原浆组	8	56.09±2.88	209.46±10.12	153.37±6.04	5.47±0.24
						酵母蛋白组	8	56.14±4.10	228.67±12.23	172.53±10.22	6.16±0.38

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种利用马铃薯全粉生产过程产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺，其特征在于，对马铃薯皮渣进行超微粉碎处理，加入灭菌后的发酵罐酶解，酶解后添加尿素和磷酸二氢钾，调节pH至6.0-6.5，加入米曲霉和酵母菌，发酵培养时温度30-32℃，发酵罐底部通入无菌空气，通风比0.5:1-1:1,当发酵液中残糖耗完，发酵结束，发酵完的产物脱水、烘干得到酵母蛋白。

2.根据权利要求1所述的利用马铃薯全粉生产过程产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺，其特征在于，先将米曲霉接入发酵罐中培养，培养温度29-31℃，通风比0.5:1，发酵至24h时当发酵罐中米曲霉大量繁殖进入对数生长期时再将酵母菌接入发酵罐，培养温度为29-32℃，通风比1:1，再培养24h。

3.根据权利要求1所述的利用马铃薯全粉生产过程产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺，其特征在于，先对马铃薯进行机械粉碎，然后进行超微粉碎处理，超微粉碎处理后的粒径小于等于1㎜。

4.根据权利要求1所述的利用马铃薯全粉生产过程产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺，其特征在于，马铃薯皮渣的装入量小于发酵罐容积的70%。

5.根据权利要求1或2所述的利用马铃薯全粉生产过程产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺，其特征在于，所述米曲霉和酵母菌均是高浓度菌悬液，其接入量均为发酵物体积的1%。

6.根据权利要求1所述的利用马铃薯全粉生产过程产生的皮渣生产酵母蛋白的工艺，其特征在于，加入尿素和磷酸二氢钾的量为发酵干物质含量的0.05-1.0%。