CN116725120A

CN116725120A - 连续酶菌发酵肉粉提高蛋白消化率的方法及在宠物中的应用效果

Info

Publication number: CN116725120A
Application number: CN202310739404.1A
Authority: CN
Inventors: 姜博文; 张洪才; 段卫帅
Original assignee: Shenzhen Douchai Pet Products Co ltd; Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shenzhen Douchai Pet Products Co ltd; Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2023-06-21
Filing date: 2023-06-21
Publication date: 2023-09-12

Abstract

本发明提供了一种连续酶菌发酵肉粉提高蛋白消化率的方法及在宠物中的应用效果，其中连续酶菌发酵肉粉包括步骤(1)酶解：将肉粉与水混合均匀后，向其中加入蛋白酶，进行酶解，酶解后灭酶；(2)益生菌培养：将益生菌加入到液体培养基中进行传代培养，至菌株活菌数不低于10^9～10CFU/mL；(3)益生菌发酵：向步骤(1)灭酶的酶解物中接种步骤(2)的益生菌，发酵至其中的益生菌总数为不低于10¹⁰CFU/mL，(4)冷冻干燥：将益生菌发酵后的发酵产物直接冷冻干燥，得发酵肉粉。本发明的发酵肉粉蛋白水解度高，表观蛋白消化率高，用于制备宠物食粮或保健品，提高宠物肠道健康。

Description

连续酶菌发酵肉粉提高蛋白消化率的方法及在宠物中的应用效果

技术领域

本发明属于食品加工领域，具体地说，本发明涉及一种连续酶菌发酵肉粉提高蛋白消化率的方法及在宠物中的应用效果。

背景技术

近年来，人们将宠物视为自己的伴侣，其健康也越来越受到人们的重视。在宠粮中添加复合益生菌、酶制剂和益生元等，可有效调节肠道菌群平衡、增加有益菌数量、抑制有害菌生长、改善肠道健康、提高营养物质吸收率和提高猫抵抗力等。如酶制剂可提高猫日粮中蛋白和淀粉等的消化率，减少食糜黏度、降低猫腹泻、提高机体免疫力、减少疾病发生和增强特定生理机能等。在宠物日粮中添加复合益生菌和酶制剂可增强其肠道屏障功能和防止病菌体的侵害。

发酵肉是指在自然或人工控制条件下，利用微生物的发酵作用，使原料肉发生一系列生物化学变化及物理变化，而形成具有特殊风味、色泽和质地以及较长保存期的肉制品。其主要特点是营养丰富、风味独特、保质期长。通过有益微生物的发酵，引起肉中蛋白质变性和降解，既改善产品质地，也提高了蛋白质的吸收率。酶解肉是在动物蛋白酶的催化下，把肉中的蛋白质分解成小分子蛋白肽及氨基酸成分，提高其营养价值，同时美拉德反应中产生大量的挥发性的肉类香气物质，增强肉类食品风味。生物酶解肉的优点有：易于人体和动物或宠物营养吸收、减少人体和宠物的过敏，提高产品风味。与传统的单独微生物益生菌发酵、酶解相比，菌酶协同的发酵方式在发酵效率、发酵产品的质量上有着显著的优势，例如通过连续酶菌发酵，即先通过酶酶解样品，之后用酶解后的培养基作为菌的发酵底物，提高发酵效率和降低成本。

例如，现有技术CN116195679A、CN115720960A、CN115736105A、CN115316514A均公开了利用发酵技术处理食品的方法，但是，目前菌酶协同发酵方式的研究仅停留在微生物和酶制剂同步反应的初级阶段，没有深入考虑酶制剂作用条件和微生物生长环境是否一致，水环境对生物酶的催化作用的影响。现有技术公开的菌酶协同发酵技术都是菌酶同时在没有自由水的固态环境中同步进行，由于生物酶是具有活性的蛋白质，其活性需要适当的溶剂(自由水)作为媒介的，低水活度限制了酶的作用效果，大大降低酶解效率，提高了酶的使用成本。在固态环境下进行酶解反应，难以调控和预见反应过程，影响生产肉制品品质的稳定。因此，现有技术公开的菌酶协同发酵生物肉类生产时间长，大多数需要发酵5天以上，降解效率低，质量稳定性差。

发明内容

针对现有菌酶发酵或其协同发酵技术存在的缺陷，本发明提供了一种连续酶菌发酵肉粉提高蛋白消化率的方法，其中连续酶菌发酵肉粉包括以下步骤：

(1)酶解：将肉粉与水混合均匀后，向其中加入蛋白酶，进行酶解，酶解后灭酶；

(2)益生菌培养：将益生菌加入到液体培养基中进行传代培养，至菌株活菌数不低于10^9～10CFU/mL；

(3)益生菌发酵：向步骤(1)灭酶的酶解物中接种步骤(2)的益生菌，发酵至其中的益生菌总数为不低于10¹⁰CFU/mL，

(4)冷冻干燥：将益生菌发酵后的发酵物直接冷冻干燥，得发酵肉粉。

在另一优选例中，所述肉粉选自鸡肉粉、鸭肉粉、猪肉粉、牛肉粉中的一种或多种。

在另一优选例中，所述蛋白酶选自碱性蛋白酶，木瓜蛋白酶，淀粉酶，半纤维素酶、纤维素酶，或其组合。

在另一优选例中，所述益生菌选自乳酸菌，酵母菌，芽孢杆菌或其组合。

在另一优选例中，步骤(1)中，水的重量为肉粉重量的20～70％。在另一更优选例中，步骤(1)中，水的重量为肉粉重量的30～50％。

在另一优选例中，步骤(1)中，蛋白酶的添加量为肉粉重量的0.01～0.1％，酶解温度为40～65℃，酶解时间为2～3.5h。在另一更优选例中，酶解温度为50～60℃，酶解时间为2～3h。

在另一优选例中，步骤(1)中，灭酶的方式为沸水中煮13～18分钟。

在另一优选例中，步骤(2)中，益生菌的培养条件35～40℃，20～30h，益生菌为多种时分别进行传代培养。

在另一优选例中，步骤(3)中，益生菌的接种量为灭酶的酶解液的5～25％。

在另一优选例中，步骤(3)中，益生菌发酵的温度为30～40℃，时间为6～12h，在另一更优选例中，发酵温度为35～38℃，发酵时间为9～11h。

在另一优选例中，步骤(4)中，冷冻干燥的温度为-30℃至-40℃，冷冻至产品中水分含量小于5％。

在另一优选例中，所述发酵肉粉用于制备宠物食品或保健品。

本发明还提供了一种术后宠物食粮，其包含上述方法得到的发酵肉粉。

在另一优选例中，所述宠物食粮包含以下重量含量的组分：

发酵肉粉40～70％、鱼粉1～5％、牛肉骨粉10～15％、鸡油5～15％、鱼油3～5％、小米5～10％、天然抗氧化剂0.3-0.6％、豌豆5～10％、蛋氨酸0.3～0.5％、牛磺酸0.3～0.5％、氯化胆碱0.3～0.5％、磷酸氢钙0.2～1％、食盐0.3～0.5％，其中天然抗氧化剂包括维生素、微量元素、合成氨基酸等成分的组合物，例如，可购自于奥特奇生物制品(中国)有限公司。

本发明的连续酶菌发酵肉粉提高蛋白消化率的方法改变了传统的发酵工艺，提高了蛋白的酶解效率，缩短了发酵周期，且得到的发酵肉粉中蛋白水解度较好，用于宠物食粮使得其中的蛋白消化率高，用于宠物日粮或保健品，例如，术后宠物，可显著促进宠物的健康，尤其是肠道健康。

具体实施方式

针对现有技术中，微生物益生菌发酵和菌酶同时处理食品的过程中存在的缺点，本申请发明人经过深入的研究发现，将肉粉先在适宜的条件下酶解，灭酶后再在适宜的条件益生菌发酵，可高效制得的蛋白水解度高的发酵肉产品，并且该发酵肉用于术后宠物食粮，使得其中的蛋白消化率高。

本发明的连续酶菌发酵肉粉提高蛋白消化率的方法中，连续酶菌发酵肉粉包括以下步骤：

(2)益生菌培养：将益生菌加入到上述灭酶后的液体培养基中进行传代培养，至菌株活菌数不低于10^9～10CFU/mL；

步骤(1)中水的重量为肉粉重量的20～70％，该反应步骤中，酶解环境中存在足够的自由水作为媒介，可大大提高提高酶的作用效果，大大提高酶解效率。该步骤(1)中酶的添加量没有特别限定，较佳地，蛋白酶的添加量为肉粉的0.01～0.1％，酶解温度为40～65℃，酶解时间为2～3.5h，更佳地，蛋白酶的添加量为肉粉的0.05～0.1％，酶解温度为50～60℃，酶解时间为2～3h。酶解之后进行灭酶，灭酶的方式为沸水中煮13～18分钟。酶在搅拌的过程中加入，搅拌速度为200～500rpm。可用于本发明的酶包括但不局限于碱性蛋白酶，木瓜蛋白酶，淀粉酶，半纤维素酶、纤维素酶。

步骤(2)中，益生菌的培养条件35～40℃，20～30h，益生菌为多种时分别进行传代培养。

步骤(3)中，益生菌的接种量为灭酶的酶解液的5～25％，益生菌发酵温度为30～40℃，发酵时间为6～12h，更佳地，发酵温度为35～38℃，发酵时间为9～11h。

本发明的描述中“多种”指两种或者两者以上。

本发明的有益效果：

1.本发明通过连续酶解和益生菌发酵，提高了肉粉中蛋白水解度，用于宠物食品和保健品，例如术后宠物食粮，可明显提高肉粉中蛋白消化率。

2.本发明的发酵肉粉过程大大缩短了传统固态发酵(5-7天)、传统菌酶协同发酵的时间(2-3天)，有效地减低了成本，提高了产业化的效率。

3.本发明的发酵肉粉用做宠物食粮或保健品，饲养宠物后可显著降低宠物的粪便量。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。具体实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施的，给出了详细的实施方式和操作过程。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件进行。除非另有说明，比例和百分数按重量计。

下列实施例中所用乳酸菌为乳杆菌属、双歧杆菌属中的一种或组合。

下列具体实施例子中，猫的选取标准和饲养方式如下：

猫的选取标准：选择健康的英短40只，年龄在1～2岁，平均体重为3.70kg左右，免疫程序齐全，随机分成四组(每组10只)，试验期间分别利用下面的实施例1、2、3和对比例1得到的食粮进行喂养。

饲养方式：猫在上海交通大学实验动物房饲喂，饲养在同一环境下超过30天，才开始正式实验，试验期为7天，试验前3天转入猫舍，单笼饲养，自由采食及饮水，相对湿度60～70％。

猫粪便评分和腹泻率检测

猫粪便的评分标准：5分：含水量极低，干燥、易碎，呈块状；4分：粪便表面有清晰可见的纹路和干裂，容易拾起，基本不在地面有残留；3分：粪便潮湿，呈圆柱状，从地面捡起时会有残留；2分：粪便湿度较大，但不是完全呈液态。不易拾起，有些时候还会在宠物肛周粘连；1分：完全的液态粪便。每天观测猫的粪便情况，计算腹泻率：

腹泻率＝(腹泻头数/实验组总头数)*100％。

猫的粪便量的测量

通过电子秤称量重量。

蛋白质含量测定，参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》，采用凯氏定氮法测定。

蛋白水解度测定，参照GB 5009.235—2016《食品安全国家标准食品中氨基酸态氮的测定》，采用甲醛滴定法测定。

实施例1

1.1发酵鸡肉粉的制备

(1)酶解：将鸡肉粉中加入其重量的35％水，搅拌混合均匀后，搅拌(搅拌速度为300rpm)下向其中加入碱性蛋白酶和半纤维素酶，碱性蛋白酶和半纤维素酶的添加量为鸡肉粉的0.05％和0.03％，蛋白酶活为50000U/g，在55℃酶解2.5h，将得到的酶解液在沸水中加热灭酶15分钟，冷却后备用。

(2)益生菌培养：将乳酸菌和酵母菌分别加入到液体培养基(高压灭菌后)中，在37℃，传代培养24h，至活菌数分别不低于10^9～10CFU/mL。

(3)益生菌发酵：在步骤(1)的灭酶后的酶解液中接种步骤(2)得到的乳酸菌和酵母菌培养液，益生菌的接种量分别为6％和7％(按照灭酶后的酶解液计)，37℃培养10h，至发酵液中的活菌总数不低于10¹⁰CFU/mL。

(4)冷冻干燥：-30～-40℃冷冻干燥至产品中的水分含量小于5％，制得发酵鸡肉粉。

1.2膨化猫食粮的制备

(1)将上述发酵鸡肉粉与猫膨化食粮中的其他组分粉碎，细度约40目，均匀混合，140～150℃条件下通过双螺旋膨化挤出制得膨化猫食粮。

其中制备膨化猫食粮的组分为：发酵鸡肉粉60％、鱼粉3％、牛肉骨粉11％、鸡油10％、鱼油4％、小米5％、天然抗氧化剂0.4％、豌豆5％、蛋氨酸0.3％、牛磺酸0.3％、氯化胆碱0.4％、磷酸氢钙0.3％、食盐0.3％，其中天然抗氧化剂包括维生素、微量元素、合成氨基酸等成分的组合物，购自于奥特奇生物制品(中国)有限公司。

实施例2

2.1发酵鸡肉粉的制备

(1)酶解：将鸡肉粉中加入其重量的30％水，搅拌混合均匀后，搅拌(搅拌速度为300rpm)下向其中加入蛋白酶，木瓜蛋白酶的添加量为鸡肉粉的0.09％，木瓜蛋白酶活为50000U/g，在50℃酶解3h，将得到的酶解液在沸水中加热灭酶18分钟，冷却后备用。

(2)益生菌培养：将乳酸菌和芽孢杆菌分别加入到液体培养基(高压灭菌后)中，在37℃，传代培养24h，至活菌数分别不低于10^9～10CFU/mL。

(3)益生菌发酵：在步骤(1)的灭酶后的酶解液中接种步骤(2)得到的乳酸菌和酵母菌培养液，益生菌的接种量分别为8％和5％(按照灭酶后的酶解液计)，37℃培养10h，至发酵液中的活菌总数不低于10¹⁰CFU/mL。

2.2膨化猫食粮的制备

其中制备膨化猫食粮的组分为：发酵鸡肉粉55％、鱼粉4％、牛肉骨粉14％、鸡油9％、鱼油5％、小米5％、天然抗氧化剂0.4％、豌豆5％、蛋氨酸0.5％、牛磺酸0.5％、氯化胆碱0.5％、磷酸氢钙0.7％、食盐0.4％，其中天然抗氧化剂包括维生素、微量元素、合成氨基酸等成分的组合物，购自于奥特奇生物制品(中国)有限公司。

实施例3

1.1发酵鸡肉粉的制备

(1)酶解：将鸡肉粉中加入其重量的45％水，搅拌混合均匀后，搅拌(搅拌速度为300rpm)下向其中加入纤维素酶，木瓜蛋白酶的添加量为鸡肉粉的0.1％，蛋白酶活为50000U/g，在60℃酶解2h，将得到的酶解液在沸水中加热灭酶15分钟，冷却后备用。

(2)益生菌培养：将芽孢杆菌和酵母菌分别加入到液体培养基(高压灭菌后)中，在37℃，传代培养24h，至活菌数分别不低于10^9～10CFU/mL。

(3)益生菌发酵：在步骤(1)的灭酶后的酶解液中接种步骤(2)得到的乳酸菌和酵母菌培养液，益生菌的接种量分别为5％和6％(按照灭酶后的酶解液计)，37℃培养10h，至发酵液中的活菌总数不低于10¹⁰CFU/mL。

1.2膨化猫食粮的制备

对比例1

膨化猫食粮的制备

(1)将未经发酵市售鸡肉粉与猫膨化食粮中的其他组分粉碎，细度约40目，均匀混合，140～150℃条件下通过双螺旋膨化挤出制得膨化猫食粮。

其中制备膨化猫食粮的组分为：未经发酵市售鸡肉粉60％、鱼粉3％、牛肉骨粉11％、鸡油10％、鱼油4％、小米5％、天然抗氧化剂0.4％、豌豆5％、蛋氨酸0.3％、牛磺酸0.3％、氯化胆碱0.4％、磷酸氢钙0.3％、食盐0.3％，其中天然抗氧化剂包括维生素、微量元素、合成氨基酸等成分的组合物，购自于奥特奇生物制品(中国)有限公司。

每天观测分别用实施例1～3和对比例1的膨化宠物食粮饲养的猫的粪便情况，统计第0至15天的腹泻情况，结果见下表1。

表1利用实施例1～3和对比例1的膨化猫食粮饲养的猫的腹泻率

从表1可以看出实施例1～3制得的发酵鸡肉粉制备的膨化宠物食粮可显著降低猫的腹泻率，说明猫的肠道健康得到改善。

观测分别利用实施例1～3和对比例1制得的膨化宠物食粮饲养的猫的粪便情况，按照上面提到的方法计算第0天、7天和第15天的粪便评分，结果见下表2。

表2利用实施例1～3和对比例1的膨化宠物食粮饲养的猫的粪便评分

注：同行数据肩标无字母或相同小写字母表示差异不显著(p＞0.05)，不同小写字母表示差异显著(p＜0.05)，以下同上。

从表2可以看出本发明的发酵鸡肉粉制备的膨化宠物食粮可显著提高猫的粪便评分，说明猫的肠道健康得到改善。

观测分别利用实施例1～3和对比例1的膨化宠物食粮饲养的猫的排粪量情况，按照上面提到的方法称量第0天、第7天和第15天的粪便量，结果见下表3。

表3利用实施例1～3和对比例1的膨化宠物食粮饲养的猫的排粪量

从表3可以看出利用本发明的发酵鸡肉粉制备的膨化宠物食粮饲喂猫后，猫的排粪量显著降低，表明，发酵的鸡肉粉的蛋白消化率高，从而减少了猫的排粪量，提供了肉粉的利用率。

测量膨化宠物食粮中蛋白水解度和利用实施例1～3和对比例1的膨化宠物食粮饲养的猫的粪便中表观蛋白消化率，结果如下表4所示。

表4对比例1和实施例1～3中膨化宠物食粮中的蛋白水解度和粪便中的消化率

从表4可以看出本发明的发酵鸡肉粉制备的膨化宠物食粮的蛋白水解度较高和利用该膨化宠物食粮饲养猫后，猫粪便中表观蛋白消化率比较高，表明本发明的发酵鸡肉粉可显著提高蛋白的消化率。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims

1.一种连续酶菌发酵肉粉提高蛋白消化率的方法，其特征在于，连续酶菌发酵肉粉包括以下步骤：

(2)益生菌培养：将益生菌加入到液体培养基中进行传代培养，至菌株活菌数不低于10⁹ ^～10CFU/mL；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述肉粉选自鸡肉粉、鸭肉粉、猪肉粉、牛肉粉中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蛋白酶酶选自碱性蛋白酶，木瓜蛋白酶，淀粉酶，半纤维素酶、纤维素酶，或其组合，和/或

所述益生菌选自乳酸菌，酵母菌，芽孢杆菌或其组合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，水的重量为肉粉重量的20～70％，和/或

步骤(1)中，蛋白酶的添加量为肉粉的0.01～0.1％，酶解温度为40～65℃，酶解时间为2～3.5h，更佳地，酶解温度为50～60℃，酶解时间为2～3h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，灭酶的方式为沸水中煮13～18分钟。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，益生菌的培养条件为35～40℃，20～30h，益生菌为多种时分别进行传代培养。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，益生菌的接种量为灭酶的酶解液重量的5～25％，和/或

益生菌发酵的温度为30～40℃，时间为6～12h，更佳地，发酵温度为35～38℃，发酵时间为9～11h。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，冷冻干燥的温度为-30℃至-40℃，冷冻至产品中水分含量小于5％。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述发酵肉粉用于制备宠物食品或保健品。

10.一种宠物食粮，其特征在于，所述宠物食粮包含根据权利要求1-8任一项所述的方法得到的发酵肉粉。