一种发酵植物蛋白的制备方法技术

本发明专利技术涉及到一种发酵植物蛋白的制备方法，其特征在于包括下述步骤：（１）将去植物蛋白原料粉碎，放入无氧发酵容器，得到粉碎的植物蛋白粕；（２）处理反刍动物瘤胃获得瘤胃液；（３）配制矿物质缓冲液；（４）将瘤胃滤液接种到植物蛋白粕中，加入矿物质缓冲液和非蛋白氮，混合均匀，通入ＣＯ２气体除氧；（５）在３５－４３℃下厌氧发酵２４－８４小时，然后于５０－７０℃下干燥，即得到发酵植物蛋白。与现有技术相比，本发明专利技术利用反刍动物废弃资源为菌源，对植物蛋白中主要抗营养因子去除效果很明显，胰蛋白酶抑制因子高效降解，其活性降低４２％－６３％，植酸含量降低５０％－８５％，粗纤维含量降低１０％－４５％，粗蛋白含量增加１０％－２０％。粗纤维含量有较大的降低，这是当前普遍采用的双菌种或多菌种组合发酵处理豆粕所不易达到的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到生物发酵领域，具体指。
技术介绍
随着全球水产养殖业的快速发展，饲料原料尤其是蛋白质饲料不足的情况日趋明 显。鱼粉作为水产饲料工业中最重要的优质蛋白来源，其需要量急剧上升，价格居高不下， 严重制约了水产养殖业的发展。豆粕、菜籽粕等是重要的植物性蛋白源，具有较高的营养价 值，价格相对较低且来源广泛，是理想的鱼粉替代源。但是这些植物性蛋白常含有多种抗 营养因子，如豆粕中含有胰蛋白酶抑制因子、植酸等抗营养因子，极大限制了豆粕的饲用价 值。制备低抗植物蛋白的各种加工处理方法也相继出现。近年来，与加热处理、化学浸提等常规方法相比，微生物发酵处理由于去除效果良 好、营养价值提高、工艺环保等多种优点，备受人们的关注。例如授权公告号为CN1279835C 的中国专利技术专利即公开了这样《一种发酵法消除豆粕中抗营养因子的方法》，其包括a、准 备豆粕原料；b、在原料中加入料水；C、接种主要能产蛋白酶菌或/和产乳酸菌及分解大豆 低聚糖菌或/和分解大豆凝血素等多种抗营养因子的微生物菌种，所述的微生物菌种主要 选自酵母菌、乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌的单株菌种或其组合；d、控温发酵， 发酵温度为30°C 55°C;e、成品处理。该方法组合使用多菌种，与添加单一的酶制剂相比， 可以同时消除多种抗营养因子，更有利于动物的吸收。但是这种方法中，料水为灭菌水；发 酵豆粕中纤维素等非淀粉多糖未能得到有效去除，并且这一发酵过程仅适用于豆粕这一种 植物蛋白源，对其它的植物蛋白没有作用。反刍动物瘤胃作为特殊的消化发酵罐，其中栖息着各种微生物，例如细菌、真菌、 原虫等，表现出很强的降解纤维素和消除饲料毒物的作用，包括生氰糖甙、皂甙和植酸等。 与单胃动物不同的是，反刍动物可以耐受含有胰蛋白酶抑制因子和皂甙的物质，如豆粕，这 可能与消化道中的微生物发酵状态有关。屠宰厂和肉类加工厂在屠宰牛羊等反刍动物中产 生很多的瘤胃内容物，它占地面积大，水分多，膻味浓而严重污染周围的土壤、水源、空气。 据统计，每头牛屠宰可产生2-5kg的风干瘤胃内容物，而每头羊可产生0. 5-1. 5kg的风干瘤 胃内容物。在我国，每年立冬以后是集中宰杀牛羊的季节，如把牛羊胃内容物收集起来，至 少可有30万吨。调查表明，这些内容物除20%作为有机肥料还田外，其余都被废弃。而恰 恰是这些“废弃物”含有丰富的微生物，同时其本身还是一种特殊的饲料资源。据分析，瘤 胃内容物含粗蛋白质15. 62%、粗纤维29.8%、粗脂肪为2.3%、粗灰分10. 23%、无氮浸出 物41.55%、钙0.81%、磷0.53%，相当于优质豆科牧草。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种以牛羊屠宰场废弃 瘤胃内容物为菌源、利用微生物发酵技术有效去除植物蛋白中主要抗营养因子特别是纤维 素等非淀粉多糖从而获得含有大量多肽发酵植物蛋白的制备方法
本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该发酵植物蛋白的制备方法，其 特征在于包括下述步骤(1)将去植物蛋白原料粉碎，放入无氧发酵容器，得到粉碎的植物蛋白粕；(2)处理反刍动物瘤胃在反刍动物屠宰时，迅速分离瘤胃，将瘤胃内容物收集到 无氧容器中，35士43°C恒温，过滤除去固体颗粒得到瘤胃液，并向瘤胃液中通CO2气体；(3)配制矿物质缓冲液将微量元素溶液、常量元素溶液、碳酸氢钠缓冲液和 还原剂溶液按一定比例均勻混合；其中所述的微量元素溶液包括浓度为0. 0132g/L的 CaCl2 · 2H20、浓度为 0. 01g/L 的 MnCl2 · 4H20、浓度为 0. 001g/L 的 CoCl2 · 6H20 和浓度为 0. 008g/L的FeCl3 · 6H20 ；所述的常量元素溶液包括浓度为1. 89g/L的Na2HPO4 · 12H20、浓 度为1. 24g/L的KH2PO4和浓度为0. 12g/L的MgSO4 ·7Η20 ；所述的碳酸氢钠缓冲液组包括浓 度为0. 8g/L的NH4HCO3和浓度为7. Og/L的NaHCO3 ；所述的还原剂溶液包括浓度为0. 039g/ L 的 Cysteine HCl、浓度为 0. 01g/L 的 NaOH 和浓度为 0. 039g/L 的 Na2S · 9H20 ；(4)将瘤胃滤液接种到植物蛋白粕中，加入矿物质缓冲液和非蛋白氮，混合均勻， 通入CO2气体除氧；(5)在35-43°C下厌氧发酵24-84小时，然后于50-70°C下干燥，即得到发酵植物蛋白。所述瘤胃液的接种量与瘤胃液和矿物质缓冲液之和的比例为5_15ml 50ml ；植 物蛋白粕与瘤胃液和矿物质缓冲液之和的比例为0.8-1. 2g 1ml，非蛋白氮的添加量与瘤 胃液和矿物质缓冲液之和的比例为l_2g 100ml。步骤(4)中发酵是在搅拌状态下进行，搅拌速率为lOO-lSOr/min。步骤(2)中在将瘤胃内容物收集到无氧容器中前，先不打开瘤胃，将瘤胃来回颠 倒数次，将瘤胃内容物混合均勻后再打开瘤胃收集瘤胃内容物。步骤(1)中植物蛋白原料粉碎后过40目筛，然后再放入无氧发酵容器。上述方案中，所述的非蛋白氮可以选自尿素、双缩脲、尿素甲醛聚合物、硫酸铵或 异亚丁基二脲。与现有技术相比，本专利技术利用牛、羊、鹿等反刍动物屠宰场废弃资源为菌源，变废 为宝，开发全新的蛋白饲料，成本低，效果好，且有利于保护环境。瘤胃液中的混合微生物 对植物蛋白进行发酵，避免了使用化学添加剂和物理法对豆粕等植物蛋白中蛋白功能性质 的影响，发酵过程中微生物大量繁殖，在降解豆粕中的纤维素等多糖物质的同时，生长繁殖 过程中将糖类物质与无机氮合成菌体蛋白，改善氨基酸组成。其中含有的蛋白酶、纤维素 酶等活性成分可帮助动物更充分地消化吸收各种营养成分。消化酶、中小分子蛋白、益生 菌等可以大大提高豆粕的营养价值。由发酵前后蛋白电泳可以看出，植物蛋白经瘤胃微生 物发酵后大分子蛋白质明显降解，中小分子蛋白明显增加。从测定结果来看，主要抗营养 因子去除效果很明显，胰蛋白酶抑制因子高效降解，其活性降低42% _63%，植酸含量降低 50% -85%，粗纤维含量降低10% -45%，粗蛋白含量增加10% -20%。粗纤维含量有较大 的降低，这是当前普遍采用的双菌种或多菌种组合发酵处理豆粕所不能达到的。附图说明图1为本专利技术实施例2中发酵前后豆粕蛋白的SDS-PAGE电泳图。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1本实施例选用菜籽粕作为原料。(1)将菜籽粕粉碎，过40目筛，充分混勻，秤取50g菜籽粕粉装入CO2气体吹扫过 的500ml无氧发酵瓶中。(2)在反刍动物例如牛、羊、鹿等屠宰时，迅速分离其瘤胃，先不打开瘤胃，将瘤胃 来回颠倒数次，将瘤胃内容物混合均勻。然后用剪刀剪开瘤胃，瘤胃开口不宜过大，开口 过大不便采集瘤胃内容物。用已用CO2气体吹扫过的广口收集瓶接取瘤胃内容物，置于 39士0. 5°C的水浴锅内，依次用二层、四层和六层纱布过滤，过滤应尽量快，以保持微生物的 活力，同时向获得的滤液即瘤胃液中不间断地通入CO2气体。采集前剪刀和收集瓶等工具 应灭菌，以减少污染。采集过程应尽量快，尽量保持瘤胃内容物的厌氧状态，以避免瘤胃微 生物活力的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发酵植物蛋白的制备方法，其特征在于包括下述步骤：（１）将去植物蛋白原料粉碎，放入无氧发酵容器，得到粉碎的植物蛋白粕；（２）处理反刍动物瘤胃：在反刍动物屠宰时，迅速分离瘤胃，将瘤胃内容物收集到无氧容器中，３５－４３℃恒温，过滤除去固体颗粒得到瘤胃液，并向瘤胃液中通ＣＯ↓［２］气体；（３）配制矿物质缓冲液：将微量元素溶液、常量元素溶液、碳酸氢钠缓冲液和还原剂溶液按一定比例均匀混合；其中所述的微量元素溶液包括浓度为０．０１３２ｇ／Ｌ的ＣａＣｌ↓［２］.２Ｈ↓［２］Ｏ、浓度为０．０１ｇ／Ｌ的ＭｎＣｌ↓［２］.４Ｈ↓［２］Ｏ、浓度为０．００１ｇ／Ｌ的ＣｏＣｌ↓［２］.６Ｈ↓［２］Ｏ和浓度为０．００８ｇ／Ｌ的ＦｅＣｌ↓［３］.６Ｈ↓［２］Ｏ；所述的常量元素溶液包括浓度为１．８９ｇ／Ｌ的Ｎａ↓［２］ＨＰＯ↓［４］.１２Ｈ↓［２］Ｏ、浓度为１．２４ｇ／Ｌ的ＫＨ↓［２］ＰＯ↓［４］和浓度为０．１２ｇ／Ｌ的ＭｇＳＯ↓［４］.７Ｈ↓［２］Ｏ；所述的碳酸氢钠缓冲液组包括浓度为０．８ｇ／Ｌ的ＮＨ↓［４］ＨＣＯ↓［３］和浓度为７．０ｇ／Ｌ的ＮａＨＣＯ↓［３］；所述的还原剂溶液包括浓度为０．０３９ｇ／Ｌ的Ｃｙｓｔｅｉｎｅ　ＨＣｌ、浓度为０．０１ｇ／Ｌ的ＮａＯＨ和浓度为０．０３９ｇ／Ｌ的Ｎａ↓［２］Ｓ.９Ｈ↓［２］Ｏ；（４）将瘤胃滤液接种到植物蛋白粕中，加入矿物质缓冲液和非蛋白氮，混合均匀，通入ＣＯ↓［２］气体除氧；（５）在３５－４３℃下厌氧发酵２４－８４小时，然后于５０－７０℃下干燥，即得到发酵植物蛋白。...

【技术特征摘要】
一种发酵植物蛋白的制备方法，其特征在于包括下述步骤(1)将去植物蛋白原料粉碎，放入无氧发酵容器，得到粉碎的植物蛋白粕；(2)处理反刍动物瘤胃在反刍动物屠宰时，迅速分离瘤胃，将瘤胃内容物收集到无氧容器中，35 43℃恒温，过滤除去固体颗粒得到瘤胃液，并向瘤胃液中通CO2气体；(3)配制矿物质缓冲液将微量元素溶液、常量元素溶液、碳酸氢钠缓冲液和还原剂溶液按一定比例均匀混合；其中所述的微量元素溶液包括浓度为0.0132g/L的CaCl2·2H2O、浓度为0.01g/L的MnCl2·4H2O、浓度为0.001g/L的CoCl2·6H2O和浓度为0.008g/L的FeCl3·6H2O；所述的常量元素溶液包括浓度为1.89g/L的Na2HPO4·12H2O、浓度为1.24g/L的KH2PO4和浓度为0.12g/L的MgSO4·7H2O；所述的碳酸氢钠缓冲液组包括浓度为0.8g/L的NH4HCO3和浓度为7.0g/L的NaHCO3；所述的还原剂溶液包括浓度为0.039g/L的Cysteine HCl、浓度为0.01g/L的NaOH和浓度为0.039g/L的Na2S·9H2O；(4)将瘤胃滤液接种到植物蛋白粕中，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱国英，李彩燕，汪财生，高有领，
申请(专利权)人：钱国英，李彩燕，汪财生，高有领，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]