高品质酶解发酵豆粕制造技术

本发明专利技术涉及一种高品质酶解发酵豆粕。高品质酶解发酵豆粕的制备方法包括将去皮豆粕粉碎过80目筛，使用α‑半乳糖苷酶、糖化酶进行第一步酶解，再使用木瓜蛋白酶进行第二步酶解，灭酶后接入酵母菌，芽孢杆菌和乳酸菌的复合菌种，先有氧发酵后厌氧发酵，成品通过喷雾干燥最大限度保留活性成分。制成的酶解发酵豆粕具发酵特有的香味，蛋白含量约55％，酸溶蛋白大于50％，抗原等抗营养因子基本去除，成分稳定，具亲水性强，持水率高，适口性强，对水产动物诱食明显，等特点。富含功能性小肽，益生菌及其代谢产物，有利于养殖动物肠道营养平衡，解决动物的营养性腹泻问题，适用于仔猪，家禽，宠物，水产，等饲料中，建议使用比例为2‑5％。

【技术实现步骤摘要】
高品质酶解发酵豆粕本申请是对申请日2016.12.15日，申请号201611163397.1，专利技术名称“一种高品质酶解发酵豆粕及其制备方法与应用”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及高品质酶解发酵豆粕发酵豆粕及其制备方法与应用。
技术介绍
豆粕是大豆经过提取油脂后得到的副产物，因其含有丰富的蛋白质(含量：43-48％)、较平衡的氨基酸、多种矿物质营养成分以及其他植物性饲料易缺的赖氨酸(含量：2.5-2.8％)，被广泛应用在饲料行业。但在油脂提取加工过程中，所得的豆粕往往经过高温处理，造成蛋白质变性严重，溶解性很差，不利于动物的消化吸收。同时，豆粕中还含有许多抗营养因子，植酸、低聚寡糖和大豆球蛋白，等热稳定性的抗营养因子，因此，未经处理的豆粕若直接被动物饲用，极易引起腹泻和肠道过敏等问题，尤其不利于肠道功能还不健全的幼小动物。因此很大程度上影响了豆粕的饲用价值。酶解豆粕和发酵豆粕即是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由于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。目前，国内相关研究很多，因设计流程差异，使用酶或微生物菌种差异，处理时间、温度等参数的不统一，产品呈现多样化态势。成品的指标也因处理工艺不同，差异化很大。普遍存在产品品质不稳定、适口性差、抗营养因子处理不彻底或小肽含量不达标等问题，不能有效的替代鱼粉，及真正解决幼小动物对适口性、抗腹泻、高消化率的要求。同类产品更多依赖进口，如：丹麦Hamlet等，但进口产品因价格昂贵，资源供应不稳定，运输周期长等问题，实际生产中使用比例很小。提高酶解或发酵豆粕的品质，真正做到低抗原、易吸收、适口性佳、活性保留率高的功能性大豆肽，并能实现批量生产，是众多科研机构和生产厂家亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决现有技术不足，本专利技术旨在提供一种高品质酶解发酵豆粕及其制备方法与应用。本专利技术技术方案如下：一种高品质酶解发酵豆粕的制备方法，包括以下步骤：1)将去皮豆粕粉碎，过80目筛，加入豆粕重量3-4倍的水，搅拌均匀；2)向步骤1)所得物料中加入豆粕重量0.5-1‰的α-半乳糖苷酶和豆粕重量1-1.5‰的糖化酶进行酶解；酶解完全后再后加入豆粕重量0.3-0.5‰的木瓜蛋白酶进行酶解；酶解完全后升温灭酶；3)将步骤2)所得物料降温至至30-35℃，接入酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌的混合菌，先进行好氧发酵20-24h，再进行厌氧发酵48-50h，发酵完成；4)将步骤3)所得物料过胶体磨；喷雾干燥，即得。本专利技术所述豆粕中粗蛋白质含量≥43.0％，优选为去皮豆粕，粗蛋白大于45％。本专利技术研究发现，进行液体酶解时，若加水量过低(例如低于3倍重量的豆粕)，则豆粕易于结块，影响酶制剂混合均与度，酶解不彻底严重影响酶解效果；若加水量过高(例如高于5倍重量的豆粕)，则因水分含量过高引起后续步骤干燥时增加能耗，且影响生产效率，造成成本上升。在大量研究基础上，确定豆粕与水最适重量的比例为1:3-4。本专利技术使用α-半乳糖苷酶和糖化酶对豆粕进行酶解，可有效去除豆粕中大豆寡糖(水苏糖、棉子糖、蔗糖等)；使用木瓜蛋白酶对豆粕进行酶解处理，使大豆蛋白被分解成小分子蛋白和小肽分子，有效提高了成品中小肽含量，更利于幼小动物的吸收利用。本专利技术酶解过程分两步，第一步先加入α-半乳糖苷酶和糖化酶，酶解完全后，再加入木瓜蛋白酶进行第二步酶解。上述三种酶不能同时加入，否则木瓜蛋白酶会分解α-半乳糖苷酶和糖化酶，影响寡糖的去除效果。所述第一步酶解完全的标准为：检测水苏糖和棉籽糖的总含量小于1％，可用本领域常规方法进行检测。本专利技术进一步优化了第一步酶解过程α-半乳糖苷酶和糖化酶的添加量和酶解条件：优选地，α-半乳糖苷酶的添加量为豆粕重量的0.5‰；优选地，糖化酶的添加量为豆粕重量的1‰；最适pH6.0，最适酶解温度为50-55℃；优选酶解时间为2-3h。所述第二步酶解完全的标准为：检测酸溶蛋白(小肽)含量大于35％，可用本领域常规方法进行检测。本专利技术进一步优化了第二步酶解过程木瓜蛋白酶的添加量和酶解条件：优选地，木瓜蛋白酶的添加量为豆粕重量的0.3‰；最适pH6.0，最适酶解温度为50-55℃；优选酶解时间为3-5h。本专利技术所述α-半乳糖苷酶、糖化酶、木瓜蛋白酶均为本领域通用术语，各酶制剂均可市售购得。其中，α-半乳糖苷酶的酶活优选为3000IU/g，糖化酶的酶活优选为20万IU/g，木瓜蛋白酶的酶活优选为80万IU/g。所述升温灭酶优选为酶解完成后立即升温至85-90℃，进行灭酶30分钟。本专利技术使用酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌协同作用，提高了豆粕的蛋白溶解度，有利于消化吸收；发酵过程中微生物进一步分解豆粕剩余多糖或寡糖。本专利技术厌氧发酵阶段可产生乳酸、益生菌、谷氨酸、乳酸、维生素、UGF(未知生长因子)等活性物质，有利于改善酶解发酵豆粕风味，使产品具有一定芳香气味和鲜味，有一定诱食性，适口性好；利于养殖动物肠道健康。本专利技术发酵过程分为两个阶段，第一阶段先进行有氧(或好氧)发酵，有利于酵母菌的快速增殖，有利于芽孢杆菌对无机营养元素的利用；第二阶段进行厌氧发酵，有利于酵母菌产生代谢产物，为乳酸菌的快速增殖提供厌氧环境、产生乳酸等有机酸。为满足有氧发酵阶段酵母菌的大量增值，还添加原料豆粕重量1％的甘蔗糖蜜作为碳源，厌氧阶段酵母菌产生大量代谢物，有利于养殖动物肠道健康。所述混合菌的接种量优选为豆粕原料干物质重量的1-2‰。优选地，所述混合菌中酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌的有效活菌数分别为4×109CFU/g、5×109CFU/g、6×109CFU/g。本专利技术所述酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌均可以通过市售购得。所述酵母菌优选为酿酒酵母Saccharomycescerevisiae2.1392；所述芽孢杆菌优选为饲料芽孢杆菌Paenibacilluspabuli1.3772；所述乳酸菌优选为戊糖片球菌Pediococcuspentosaceus1.2695；以上菌种均购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。本专利技术研究发现，在喷雾干燥前进入胶体磨处理，可以有效避免因物料在酶解和发酵过程中因小肽含量丰富而造成的结块，堵塞模孔；有效提升了产品品质。优选地，进入胶体磨，过100目筛，再喷雾干燥，即得成品，成品直接可通过80目筛，细度均一，可直接进行打包。本专利技术使用喷雾干燥工艺，不同于同行多使用闪蒸干燥或沸腾烘干机。该烘干方式干燥迅速，可直接干燥成粉末，省去干燥后粉碎的步骤，成品细度均一，流散性强；并且可最大限度的保留酶解发酵豆粕的活性物质，保证产品质量，对发酵过程中产生的生物活性物质，溶解性，及产品的色、香、味等，保留率极高。所述喷雾干燥器的原理为：喷雾干燥机通过加热转化为热空气，进入装置在干燥室顶部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高品质酶解发酵豆粕的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将去皮豆粕粉碎，过80目筛，加入豆粕重量3-4倍的水，搅拌均匀；/n2)向步骤1)所得物料中加入豆粕重量0.5-1‰的α-半乳糖苷酶和豆粕重量1-1.5‰的糖化酶进行酶解；酶解完全后再加入豆粕重量0.3-0.5‰的木瓜蛋白酶进行酶解；酶解完全后升温灭酶；所述α-半乳糖苷酶的酶活为3000IU/g，糖化酶的酶活为20万IU/g，木瓜蛋白酶的酶活为80万IU/g；/n其中，所述α-半乳糖苷酶和糖化酶酶解的酶解过程中，最适pH6.0，最适酶解温度为50-55℃；优选酶解时间为2-3h；所述木瓜蛋白酶的酶解过程中，最适pH6.0，最适酶解温度为50-55℃；优选酶解时间为3-5h；/n3)将步骤2)所得物料降温至至30-35℃，接入酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌的混合菌，先进行好氧发酵20-24h，再进行厌氧发酵48-50h，发酵完成；/n所述酵母菌为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae 2.1392；所述芽孢杆菌为饲料芽孢杆菌Paenibacillus pabuli 1.3772；所述乳酸菌为戊糖片球菌Pediococcuspentosaceus 1.2695；/n所述混合菌种的接种量为豆粕原料干物质重量的1-2‰；/n4)将步骤3)所得物料过胶体磨，喷雾干燥，即得成品。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高品质酶解发酵豆粕的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将去皮豆粕粉碎，过80目筛，加入豆粕重量3-4倍的水，搅拌均匀；
2)向步骤1)所得物料中加入豆粕重量0.5-1‰的α-半乳糖苷酶和豆粕重量1-1.5‰的糖化酶进行酶解；酶解完全后再加入豆粕重量0.3-0.5‰的木瓜蛋白酶进行酶解；酶解完全后升温灭酶；所述α-半乳糖苷酶的酶活为3000IU/g，糖化酶的酶活为20万IU/g，木瓜蛋白酶的酶活为80万IU/g；
其中，所述α-半乳糖苷酶和糖化酶酶解的酶解过程中，最适pH6.0，最适酶解温度为50-55℃；优选酶解时间为2-3h；所述木瓜蛋白酶的酶解过程中，最适pH6.0，最适酶解温度为50-55℃；优选酶解时间为3-5h；
3)将步骤2)所得物料降温至至30-35℃，接入酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌的混合菌，先进行好氧发酵20-24h，再进行厌氧发酵48-50h，发酵完成；
所述酵母菌为酿酒酵母Saccharomycescerevisiae2.1392；所述芽孢杆菌为饲料芽孢杆菌Paenibacilluspabuli1.3772；所述乳酸菌为戊糖片球菌Pediococcuspentosaceus1.2695；
所述混合菌种的接种量为豆粕原料干物质重量的1-2‰；
4)将步骤3)所得物料过胶体磨，喷雾干燥，即得成品。


2.根据权利要求1所述的高品质酶解发酵豆粕的制备方法，其特征在于，所述豆粕中粗蛋白质含量≥43.0％；优选所述豆粕为去皮豆粕，粗蛋白大于45％。


3.根据权利要求1或2所述的高品质酶解发酵豆粕的制备方法，其特征在于，所述混合菌中酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌的有效活菌数分别为4×109CFU/g、5×109CFU/g、6×109CFU/g。


4.根据权利要求1-3任一项所述的高品质酶解发酵豆粕的制备方法，其特征在于，α-半乳糖苷酶的添加量为豆粕重量的0.5‰；糖化酶的添加量为豆粕重量的1‰；木瓜蛋白酶的添加量为豆粕重量的0.3‰。


5.根据权利要求1-4任一项所述的高品质酶解发酵豆粕的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥条件为：进风温度为240℃，出风温度为95℃；和/或，
所述升温灭酶为酶解完成后立即升温至85-90℃，进行灭酶30分钟。


6.权利要求1所述的高品质酶解发酵豆粕的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将去皮豆粕粉碎，过80目筛，加入豆粕重量3-4倍的水，搅拌均匀；
2)向步骤1)所得物料中加入豆粕重量0.5‰的α-半乳糖苷酶和豆粕重量1‰的糖化酶，进行酶解...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐精，廖全中，
申请(专利权)人：岳阳市展翔生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43