菌酶协同发酵豆粕工艺的优化
13页1、菌酶协同发酵豆粕工艺的优化11-01豆粕因其富含蛋白质,被广泛应用为饲用蛋白原料,但直接饲喂蛋白质生物转化 率较低,而导致其转化效率低的原因是在于抗营养因子的存在。抗营养因子不仅破坏 了饲料本身的营养价值和可利用效率,还大大降低了家禽的生产性能。因此需要将豆 粕中大分子蛋白转变成肽类物质和氨基酸等小分子物质,进而提高饲料蛋白的利用 率。酶解法和微生物发酵法是现在被广泛用于处理豆粕的两种方法。酶解法利用蛋白酶将大分子蛋白分解为小分子物质。其具有肽类物质含量高、免 疫活性强等特点,但在酶解过程易产生苦味物质,影响饲料产品的适口性。微生物发 酵法是通过发酵产生的蛋白酶发挥作用,此外在发酵过程会产生大量有机酸及香味物 质,对于改善饲料适口性,调节动物肠道健康具备积极意义,但单一的微生物发酵 法,蛋白酶的量较低,无法满足实际生产需求。菌酶协同发酵即在酶解工艺的处理下加入一定量的乳酸菌、酵母菌、芽孢菌、甚 至霉菌等益生菌进行发酵,这些益生菌在发酵过程会产生多种香味物质,可以对饲料 产品的苦味起到调节作用。同时也可以克服单独利用微生物发酵产酶不足的问题,这 对于饲料的制备具有重大意义。而相较于其他益
2、生菌,乳酸菌作为发酵菌种具有独特 的优势,它能够利用饲料中的糖代谢生成乳酸及其他各种有机酸,降低饲料的pH值,从而发挥抑菌作用,延长饲料产品的保质期,同时发酵产生的多种有机酸也增加 了饲料的营养性和适口性。本研究采取菌酶协同发酵法制备豆粕饲料。选用了产酸量高的植物乳杆菌作为发 酵菌种,同时选用了碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶3 种蛋白酶制剂对豆粕进 行酶解,综合考虑发酵豆粕的小肽含量和有机酸含量的变化情况,对菌酶协同发酵豆 粕的工艺进行了优化。1材料与方法1.1菌株植物乳杆菌 DY6 ( CCTCC2017138 )、副干酪乳杆菌 DY2(CCTCC2017303)、鼠李糖乳杆菌 DY4(CCTCC2017279)、乳酸片球菌 DY5(CCTCC2017280),保藏于中国典型培养物保藏中心;植物乳杆菌 DY1和鼠李糖 乳杆菌DY3,为实验室保藏。1.2主要试剂乙酸钠、K2HPO4、MgSO47H2。、MnSO44H2O、柠檬酸三铵、豆粕、酸 性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶,购自山东和实集团有限公司;H2SO4、 ZnSO4、CUSO4、三氯乙酸、SDS-PAGE凝胶制备试剂盒。
3、1.3培养基MRS培养基(g/L):胰蛋白胨10.0,牛肉膏8.0,酵母浸出粉4.0,葡萄糖 20.0 , K2HPO4 2.0 ,柠檬酸三铵 2.0 ,醋酸钠 5.0 , MnSO4- 4 H2O 0.58 , MnSO4- 4H2O 0.25 吐温-80 1ml ,蒸馏水 1 l,pH6.36.5 ,1x105Pa 灭菌 30min。1.4仪器与踽SHP-300FE,智能生化培养箱上海三发科学仪器有限公司; PL2002电子天 平,METTLER TOLIDO公司;5804 R冷冻离心机,德国Eppendorf公司;5424 台式高速离心机,德国Eppendorf公司;高效液相色谱仪chromaster ,日本日立 公司;GeIDoc凝胶成像仪,美国Bio-Rad公司。1.5实验方法1.5.1菌株活化将实验室保藏菌种按照体积分数为1%的接种量接种到 MRS培养基,37 C活 化24h,按照同样的方式活化23代,继续于MRS培养基中培养,得到乳酸菌的 菌液。1.5.2豆粕固态发酵将风干的豆粕、水、糖蜜、蛋白酶以及对数期的植物乳杆菌菌液按不同的的配比 混合均匀后置于经无菌处理的自封袋中
4、,封口置于3 7C培养箱中发酵48h。1.5.3发酵菌株的筛选将风干的豆粕、水、糖蜜、及对数期的乳酸菌菌液按(所述水的加入量占豆粕总 质量的50%、糖蜜原液的加入量占豆粕总质量的 3%、菌液接种量占豆粕总质量的 5%)比例混合均匀后置于无菌处理的自封袋中,37 C培养箱中发酵48 h55C烘 干、粉碎,测定样品中小肽、有机酸、总酸含量。1.5.4蛋白酶的选择将风干的豆粕、水、糖蜜、及不同的蛋白酶按(所述水的加入量占豆粕总质量的 5 0%、糖蜜原液的加入量占豆粕总质量的3%、蛋白酶加入量占豆粕总质量的1 %)比例混合均匀后置于无菌处理的自封袋中3。培养箱中培养48 h,55烘干、粉碎,测定样品中小肽含量。1.5.5菌酶协同发酵工艺优化1.5.5.1豆粕菌酶酵解的方法将风干的豆粕、水、糖蜜、蛋白酶及对数期的乳酸菌菌液按(所述水的加入量占 豆粕总质量的50%、糖蜜原液的加入量占豆粕总质量的3%、菌液接种量占豆粕总质 量的5%、蛋白酶2500U/g )比例混合均匀后置于无菌处理的自封袋中,37 。培养 箱中发酵48 h。1.5.5.2菌液接种量对发酵豆粕的影响选取最佳菌株和蛋白酶,控制水、糖蜜
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