CN108813093A - 一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，涉及生物发酵技术领域。本发明提供的高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法包括：往菜籽粕中掺入麸皮，加水润湿后进行高温熟化灭菌，得到无菌的熟化物料；熟化物料冷却后接入菌种进行好氧发酵，得到发酵物料；菌种为单菌株；将发酵物料进行酶解，得到酶解物料；酶解所用的酶为菌种发酵过程中产生的酶；将酶解物料烘干即得。该方法将菜籽粕高温灭菌熟化后进行单菌株发酵，有利于目标菌种形成优势菌株，抑制杂菌和有害菌的大量生长繁殖，提高发酵过程的效率和清洁性，提高发酵效率，发酵结束后，充分利用发酵过程菌株产生的酶对发酵菜籽粕进行酶解，提高发酵菜籽粕的营养性、安全性和适口性。

Description

一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法

技术领域

本发明涉及生物发酵技术领域，尤其是一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法。

背景技术

菜籽粕是油菜籽经过提取油脂后的副产物，其中粗蛋白含量为30%-40%，同时含有丰富的矿物质和维生素，其含有氨基酸种类极其平衡，且价格低廉，是一种极具开发潜力的植物性蛋白资源。但由于菜籽粕蛋白消化吸收率较低，色泽、气味较为特别，且含有多种抗营养因子及毒素，如单宁酸、植酸、硫苷等，不但影响作为饲料的适口性，而且降低了动物对蛋白的消化吸收，尤其是毒素硫苷，动物食用后可能引起甲状腺肿大、限制动物生长、甚至中毒死亡。因此严重限制了菜籽粕在饲料行业中的大规模使用。

现有技术中，对菜籽粕的利用方法通常包括如下几个步骤：接种适量以不同比例菌株配合的混合菌株（主要由乳酸菌、芽孢杆菌、酵母组成）和以一定比例的水与菜籽粕混合，将混合均匀的物料不经过任何处理，控制合适的温度直接进行固态发酵一定时间后，再烘干得到发酵菜籽粕，然后添加适当的辅料制成饲料。该方法的主要缺陷在于：

（1）菜籽粕进行发酵时为生料，菜籽蛋白无法适度变性，难以抑制原料菜籽粕中所含有的杂菌和有害菌对发酵的影响，从而导致发酵工艺的清洁化程度低下、发酵菜籽粕的安全性得不到有效保障、发酵后各种酶的活性和水平偏低。

（2）菜籽粕发酵过程中，大都采用两种及两种以上菌株混菌发酵且接种量较低，存在菌株种子制备工艺繁杂、目标菌株难以形成优势菌，因而难以抑制杂菌和有害菌的大量生长繁殖、发酵周期较长等缺点。

（3）菜籽粕发酵结束后立即进行干燥，造成发酵过程中菌株产生的各种酶，尤其是蛋白酶未能充分发挥作用就被灭活，加之菜籽粕蛋白未经适度变性，因而使得发酵菜籽粕小肽含量普遍较低。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，该方法将菜籽粕高温灭菌熟化后进行单菌株发酵，有利于抑制杂菌和有害菌的大量生长繁殖，提高发酵过程的清洁性，单菌株发酵使目标菌株形成优势菌株，提高发酵效率，并且发酵结束后，充分利用发酵过程中菌株产生的各种高活性酶对发酵菜籽粕进行酶解，提高发酵菜籽粕的营养性、安全性和适口性。

本发明采用的技术方案如下：

一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其包括如下步骤：

（1）往菜籽粕中掺入麸皮，加水润湿后进行高温熟化灭菌，得到无菌的熟化物料；

（2）熟化物料经冷却后接入菌种进行好氧发酵，得到发酵物料；所述菌种为单菌株；

（3）将发酵物料进行酶解，得到酶解物料；酶解所用的酶为菌种发酵过程中产生的酶；

（4）将酶解物料烘干即得。

由于采用了上述技术方案，发酵前菜籽粕经高温熟化，一方面高温杀灭其中本来含有的杂菌及有害菌，提高发酵过程的清洁化和安全性，另一方面，蛋白质在高温作用下适度变性，提高其可酶解率。发酵过程采用单菌株发酵，简化发酵种子的制备工艺，并有利于目标菌种形成优势菌株，从而抑制杂菌的生长繁殖，有利于发酵控制，提高发酵效率，缩短发酵周期，同时单菌株发酵不存在菌株间相互拮抗的效应，有利于高活性酶的大量产生。。发酵后，利用发酵过程中产生的各种高活性酶对发酵物料进行酶解，一方面将高分子蛋白进一步酶解为小肽，提高小肽含量，另一方面充分利用发酵过程产生的酶，不添加外源性酶，节约成本。此外，酶解过程中还可以酶解掉菜籽粕中的毒素及抗营养因子，提高发酵菜籽粕的安全性以及适口性。

本发明的一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，菜籽粕占干物料总重量的70-90%，麸皮占干物料总重量的10-30%。

本发明的一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，加入的水的温度为40-60℃，加水后物料的含水量为总重量的30-60%，加水后拌匀并静置20-50min使物料充分吸收水分，然后在110-135℃下熟化灭菌15-30min。

本发明的一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，步骤（2）中，所述菌种为黑曲霉。

本发明的一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，所述菌种通过如下方法制备：将麸皮和水混合均匀，使麸皮含水量为30%-60%，110℃-135℃灭菌10-30min，冷却至30-40℃后接种菌株，然后控制物料温度为30-35℃，培养2-5天得到菌种。

由于采用了上述技术方案，制备得到的菌种对发酵底物的适应性高，发酵活性高，有利用提高发酵效率。

本发明的一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，所述菌种的接入量为所述熟化物料的3-7%。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，大大提高了接种量，进一步为目标菌种成为优势菌种提供了条件。

本发明的一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，好氧发酵的温度维持在20-40℃，发酵30-48h。

本发明的一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，所述步骤（3）中，酶解前，向发酵物料中加水或微生物发酵液至发酵物料的含水量为50-60%，所述微生物发酵液选自乳酸菌发酵液、酵母发酵液、芽孢杆菌发酵液或丁酸梭菌发酵液中的至少一种。

由于采用了上述技术方案，发酵后物料的含水量在35%左右，增加其含水量，有利于酶解过程地高效进行，采用生物发酵液提高含水量同时将生物发酵过程中产生的各种丰富的代谢产物加入酶解后的物料，进一步提高其营养性。

需要说明的是，本发明使用的乳酸菌发酵液、酵母发酵液、芽孢杆菌发酵液或丁酸梭菌发酵液均采用本领域额常规技术手段得到，本文中不予赘述。

本发明的一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，酶解过程为厌氧过程，控制温度为30-60℃，酶解时间为24-48小时。

本发明的一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，步骤（4）中，酶解物料在65-70℃烘干至含水量小于10%。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

（1）发酵前对原料菜籽粕进行高温熟化灭菌处理，不仅杀灭了原料菜籽粕中的杂菌和有害菌，而且使得菜籽蛋白在热力的作用下得到了适度变性，从而实现了发酵工艺的清洁化并使发酵菜籽粕的安全性和菜籽蛋白的可降解率得到大幅度提高。

（2）采用单菌株进行发酵，同时采用大比例接种发酵菌株，有利于目标菌株迅速形成优势菌株，抑制杂菌和有害菌的生长繁殖，保证发酵启动迅速、发酵速度快，从而缩短发酵周期，同时单菌株发酵不存在菌株间相互拮抗的效应，有利于高活性酶的大量产生。

（3）特别设置了酶解工艺流程，酶解过程中，利用发酵过程产生的酶对未经充分发酵的物质进行酶解，一方面发酵过程产生的各种高活性、高水平酶得以充分利用，另一方面未经充分发酵的菜籽蛋白得以完全酶解，大幅度提高发酵菜籽粕中小肽的含量，此外，产生的酶将菜籽粕中的毒素及抗营养因子酶解，提高发酵菜籽粕的安全性以及适口性，从而提高其实用价值。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

本实施例提供一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，该方法实现了清洁化的高效发酵，并通过酶解发酵物料使提高产品的安全性、营养性以及适口性。该方法包括如下步骤：

步骤一：分别取菜籽粕和麸皮，加水后搅拌均匀，使菜籽粕和麸皮分别完全润湿，然后将润湿后的物料进行高温灭菌熟化，得到熟化物料。

步骤二：将熟化物料冷却至常温，转入发酵容器，并向其中接入单菌株进行好氧发酵，得到发酵物料。

步骤三：将发酵物料进行酶解，得到酶解物料，酶解过程直接利用好氧发酵过程中所产生的酶，不添加任何外源性酶。

步骤四：将酶解物料烘干，即得到清洁化的富肽菜籽粕。

实施例2

本实施例提供一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，该方法实现了清洁化的高效发酵，并通过酶解发酵物料使提高产品的安全性、营养性以及适口性。该方法包括如下步骤：

步骤一：分别取菜籽粕90kg的麸皮10kg，加水50kg后搅拌均匀，静置20min，使菜籽粕和麸皮分别完全润湿，然后将润湿后的物料在110℃下灭菌熟化30min，得到熟化物料。

步骤二：将熟化物料冷却至常温，转入发酵容器，向其中接入黑曲霉菌株进行好氧发酵，得到发酵物料。

步骤三：向发酵物料中加水，使其含水量为50%，让发酵物料进行酶解，得到酶解物料，酶解过程直接利用好氧发酵过程中所产生的酶，不添加任何外源性酶。

步骤四：将酶解物料烘干，即得到清洁化的富肽菜籽粕。

实施例3

本实施例提供一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，该方法实现了清洁化的高效发酵，并通过酶解发酵物料使提高产品的安全性、营养性以及适口性。该方法包括如下步骤：

步骤一：分别取菜籽粕81kg的麸皮27kg，加40℃温水72kg后搅拌均匀，静置50min，使菜籽粕和麸皮分别完全润湿，然后将润湿后的物料在135℃下灭菌熟化15min，得到熟化物料。

步骤二：将熟化物料冷却至常温，转入发酵容器，保证其厚度为10-50cm，向其中接入12.6kg黑曲霉菌种，搅拌均匀，维持温度为20℃，好氧发酵48h，得到发酵物料。

步骤三：向发酵物料中加入乳酸菌发酵液，使其含水量为55%，然后让发酵物料在30℃下酶解48h，得到酶解物料，酶解过程直接利用好氧发酵过程中所产生的酶，不添加任何外源性酶，并且酶解过程保持厌氧条件。

步骤四：将酶解物料烘干，即得到清洁化的富肽菜籽粕。

实施例4

本实施例提供一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，该方法实现了清洁化的高效发酵，并通过酶解发酵物料使提高产品的安全性、营养性以及适口性。该方法包括如下步骤：

步骤一：分别取菜籽粕84kg的麸皮36kg，加50℃温水180kg后搅拌均匀，静置30min，使菜籽粕和麸皮分别完全润湿，然后将润湿后的物料在125℃下灭菌熟化20min，得到熟化物料。

步骤二：将熟化物料冷却至常温，转入发酵容器，保证其厚度为10-50cm，向其中接入9kg黑曲霉菌种，搅拌均匀，维持温度为40℃，好氧发酵30h，得到发酵物料。

步骤三：向发酵物料中加入酵母菌发酵液和芽孢杆菌发酵液的混合物，使其含水量为55%，然后让发酵物料在60℃下酶解24h，得到酶解物料，酶解过程直接利用好氧发酵过程中所产生的酶，不添加任何外源性酶，并且酶解过程保持厌氧条件。

步骤四：将酶解物料在65-70℃烘干至含水量小于10%，即得到清洁化的富肽菜籽粕。

实施例5

本实施例提供一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，该方法实现了清洁化的高效发酵，并通过酶解发酵物料使提高产品的安全性、营养性以及适口性。该方法包括如下步骤：

步骤一：分别取菜籽粕80kg的麸皮20kg，加60℃温水100kg后搅拌均匀，静置45min，使菜籽粕和麸皮分别完全润湿，然后将润湿后的物料在120℃下灭菌熟化25min，得到熟化物料。

步骤二：将熟化物料冷却至常温，转入发酵容器，保证其厚度为10-50cm，向其中接入10kg黑曲霉菌种，搅拌均匀，维持温度为25℃，好氧发酵36h，得到发酵物料。

步骤三：向发酵物料中加入酵母菌发酵液、芽孢杆菌和丁酸梭菌发酵液的混合物，使其含水量为60%，然后让发酵物料在45℃下酶解36h，得到酶解物料，酶解过程直接利用好氧发酵过程中所产生的酶，不添加任何外源性酶，并且酶解过程保持厌氧条件。

步骤四：将酶解物料在65-70℃烘干至含水量小于10%，即得到清洁化的富肽菜籽粕。

实施例6

本实施例提供一种发酵种子的制备方法，该方法使用于实施例2-5中黑曲霉发酵菌种的制备，具体地，其包括如下步骤：

取将麸皮，加入温水后混合均匀，使麸皮含水量为30%-60%，麸皮充分润湿后，在110℃-135℃条件下灭菌10-30min，冷却至30-40℃，然后向其中接种黑曲霉菌种，控制温度为30-35℃，培养2-5天得到菌种。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

（1）往菜籽粕中掺入麸皮，加水润湿后进行高温熟化灭菌，得到无菌的熟化物料；

（2）熟化物料经冷却后接入菌种进行好氧发酵，得到发酵物料；所述菌种为单菌株；

（3）将发酵物料进行酶解，得到酶解物料；酶解所用的酶为菌种发酵过程中产生的酶；

（4）将酶解物料烘干即得。

2.根据权利要求1所述的高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其特征在于，菜籽粕占干物料总重量的70-90%，麸皮占干物料总重量的10-30%。

3.根据权利要求2所述的高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其特征在于，加入的水的温度为40-60℃，加水后物料的含水量为总重量的30-60%，加水后拌匀并静置20-50min使物料充分吸收水分，然后在110-135℃下熟化灭菌15-30min。

4.根据权利要求1所述的高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述菌种为黑曲霉。

5.根据权利要求4所述的高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其特征在于，所述菌种通过如下方法制备：将麸皮和水混合均匀，使麸皮含水量为30%-60%，110℃-135℃灭菌10-30min，冷却至30-40℃后接种菌株，然后控制物料温度为30-35℃，培养2-5天得到菌种。

6.根据权利要求4所述的高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其特征在于，所述菌种的接入量为所述熟化物料的3-7%。

7.根据权利要求4所述的高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其特征在于，好氧发酵的温度维持在20-40℃，发酵30-48h。

8.根据权利要求1所述的高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其特征在于，步骤（3）中，酶解前，向发酵物料中加水或微生物发酵液至发酵物料的含水量为50-60%，所述微生物发酵液选自乳酸菌发酵液、酵母发酵液、芽孢杆菌发酵液或丁酸梭菌发酵液中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其特征在于，酶解过程为厌氧过程，控制温度为30-60℃，酶解时间为24-48小时。

10.根据权利要求1所述的高效清洁化制备富肽菜籽粕的方法，其特征在于，步骤（4）中，酶解物料在65-70℃烘干至含水量小于10%。