液態同步發酵酶解植物蛋白的方法及制得的蛋白水解物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及酶解植物蛋白的方法，具體設及一種液態同步發酵酶解植物蛋白的方 法及制得的蛋白水解物。
【背景技術】
[0002] 小膚一般含有2~3個氨基酸殘基，可W被機體直接和完整的吸收，吸收速率快、消 耗能量低、吸收效率高。小膚作為飼料添加劑，具有多種生物活性功能，可W促進腸粘膜結 構和功能發育;可W促進氨基酸吸收和蛋白質合成;可W促進免疫器官發育，可W提高機體 免疫力;可W促進礦物會吸收;可W提高機體抗氧化水平等。
[0003] 小膚的生產可W通過化學合成法、酸水解法、蛋白酶酶解法來實現。化學合成法成 本高，不適合應用于飼料領域;酸水解法水解過程不易控制，小膚易被水解成氨基酸。蛋白 酶酶解法條件溫和，過程可控，得到的產物小膚含量高。關于蛋白酶酶解的專利有 化01823124.1、21^201110164075.乂、化00805272.7等，運些專利介紹了直接用蛋白酶酶解蛋 白源獲取目的產物的工藝，將植物蛋白配制成植物蛋白水溶液或含水漿狀物后，加入成品 蛋白酶進行酶解后，經干燥得到富含小膚的蛋白水解物。而運些酶解法中使用都是成品蛋 白酶，一般由菌體發酵培養而來，需要經過發酵、酶的提取濃縮、酶的保藏等步驟，使用時再 將其加入到植物蛋白水溶液或含水漿狀物中，工藝流程繁冗，生產周期較長，生產成本較 高。而且現有工藝主要使用固態發酵的方式來實現酶的同步制取和酶解，但固態發酵面臨 一些弊端:如發酵周期長、酶解效果差、所得產物小膚含量低、生產過程勞動強度大、過程不 易控制、產品質量不穩定等。
【發明內容】
[0004] 本發明提供一種液態同步發酵酶解植物蛋白的方法，一是可W解決現有的酶水解 蛋白方法中，需要先制備成品蛋白酶、保藏酶等，導致工藝流程繁冗，生產周期較長，生產成 本較高的問題;二是避免固態發酵所帶來的弊端。
[000引本發明還提供一種由上述方法制得的蛋白水解物。
[0006] 本發明通過下述技術方案實現： 一種液態同步發酵酶解植物蛋白的方法，包括W下步驟： 取能夠產生對應植物蛋白酶的菌種，經活化、種子液培養W及種子液擴大培養后，將種 子液接種于發酵培養基中發酵培養;將植物蛋白與水按重量比為1:(1.7~3)的比例混合， 得到植物蛋白溶液;在發酵培養至20~40h時，添加植物蛋白溶液進行同步酶解，再經過升 溫酶解后，干燥。
[0007] 本發明提供了一種將酶的發酵制取與酶解植物蛋白同步進行的新工藝，省去了酶 的提取、濃縮干燥、儲藏、添加等步驟，簡化了工藝，縮短了生產時間，節約了生產成本，且在 酶的發酵過程中添加植物蛋白，既是酶底物又能作為菌體氮源，可W誘導酶的大量生成，進 一步提高酶解效率。且本發明通過在發酵至20~40h時大量加入待酶解的植物蛋白溶液，使 發酵罐中的料水比增加，大大降低了用水量，使后期的干燥過程更易實現，并最大程度的降 低生產成本。
[0008] 本領域技術人員知道，蛋白酶多來源于微生物，廣泛存在于細菌(含古細菌）、酵母 菌和真菌中。本申請中所需酶解的植物蛋白為能夠用于制備飼用小膚的植物蛋白，包括但 不限于豆巧、大豆蛋白、棉巧蛋白、玉米蛋白W及大米蛋白，對應的蛋白酶多存在于地衣芽 抱桿菌和/或枯草芽抱桿菌中。
[0009] 其中，所述活化步驟具體可W為：將菌種接種于LB培養基中，35~37°C培養12~ 2地。
[0010] 其中，所述種子液培養步驟具體可W為:將活化的菌種接種于種子培養基，于35~ 37°C、200~250轉/分鐘的條件下，震蕩培養12~24h;其中，所述種子培養基的配方為:蛋白 腺6~12g/L、酵母粉3~5g/L、葡萄糖5~lOg/L、硫酸錠2~4g/L、氯化鋼5~lOg/L、憐酸氨二 鐘2~5g/L、憐酸二氨鐘2~3g/L。
[0011] 其中，在所述種子液培養步驟中，在接種活化的菌種前，所述種子培養基于121°C 滅菌20~30min后，冷卻至30~37°C。
[0012] 其中，所述種子液擴大培養步驟具體可W為:將經過上述種子液培養得到的種子 液按原液:新液為（1~5) :50的體積比接種于新的種子培養基，在溫度為35~37°C的條件 下，W150~300轉/分鐘的速度攬拌，并通無菌空氣，培養12~2地。
[0013] 其中，所述發酵培養步驟具體可W為:將經過上述種子液擴大培養得到的種子液 按原液:新液為（1~10): 100的體積比接種于發酵培養基，在溫度為35~37°C的條件下，W 150~300轉/分鐘的速度攬拌并通無菌空氣培養20~40h;其中，發酵培養基的配方為:植物 蛋白30~200g/L、酵母粉3~5g/L、葡萄糖5~lOg/L、硫酸錠2~4g/L、氯化鋼5~lOg/L、憐酸 氨二鐘2~5g/L、憐酸二氨鐘2~3g/L、氯化巧0.1~Ig/L、硫酸儀0.1~Ig/L。
[0014] 其中，在所述發酵培養步驟中，在接種經過上述種子液擴大培養得到的種子液前， 所述發酵培養基于121°C滅菌20~30min后，冷卻至30~37°C。
[0015] 其中，所述植物蛋白與水按重量比為1:(1.7~3)的比例混合后，于121°C的溫度下 滅菌20~30min，冷卻至35~40°C。
[0016] 其中，所述植物蛋白與水混合的重量比進一步優選為1: (1.7~2.2)，W進一步減 少用水量，降低后續的干燥成本。
[0017] 其中，所述同步酶解步驟具體可W為:在發酵培養至20~40h時，采用分批補加或 連續流加的方法向發酵罐中添加滅菌的植物蛋白溶液，植物蛋白溶液的總添加體積為發酵 液體積(即，添加植物蛋白溶液之前的發酵液體積)的0.3~2倍。
[0018] 其中，所述升溫酶解步驟具體可W為:在發酵培養至36~60h時，將發酵溫度提高 至50~60°C，并保持2~化。
[0019] 其中，所述干燥步驟具體可W為:將經過升溫酶解步驟得到的酶解液在65°C的溫 度下熱風干燥，得到粉狀的富含小膚的蛋白水解物。
[0020] 本發明還提供一種由上述方法制得的蛋白水解物。該蛋白水解物中，酸溶蛋白含 量約為27.6-31.5%。該蛋白水解物可用作飼料添加劑，可W提高動物生產性能；提高免疫 力；降低腹瀉率和死亡率等。
[0021] 本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果： 1.節約成本:本發明將蛋白酶的發酵制取和酶對蛋白的酶解過程同步結合起來，省去 了酶的提取濃縮、保藏、添加等步驟，大大縮短了操作時間，節約了時間成本和生產成本，且 利用蛋白原料對菌體產酶的誘導作用，使酶解效率進一步提高。本發明雖為液態發酵，但在 發酵至20~40h時添加了大量待酶解植物蛋白，使含水量降低，大大節約了產品的干燥成 本。
[0022] 2.小膚含量高：前期發酵和后期植物蛋白的誘導使菌體產生大量的蛋白酶，酶解 效率大為提高，產品中酸溶蛋白占干物質的量達到27.6% W上。
[0023] 3.富含益生菌:發酵過程中產酶所使用的地衣芽抱桿菌或枯草芽抱桿菌均是益生 菌，可W促進動物的消化吸收，增加采食量。
[0024] 4.本發明制得的蛋白水解物作為飼料添加劑，可W提高動物生產性能;提高免疫 力；降低腹瀉率和死亡率等。
【附圖說明】
[0025] 此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部 分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中： 圖1為本發明液態同步發酵酶解植物蛋白的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0026] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本 發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作 為對本發明的限定。
[0027] 如圖1所示，為本申請液態同步發酵酶解植物蛋白的工藝流程圖，從圖中可W看 出，本申請制備蛋白水解物的步驟主要包括： 菌種活化、搖瓶種子培養(即，種子液培養）、種子罐種子培養(即，種子液擴大培養）、發 酵培養、同步酶解、升溫酶解、熱風干燥W及成品包裝。結合W下同步發酵酶解不同的植物 蛋白，對本申請作進一步的詳細說明。
[0028] 實施例1同步液態發酵酶解豆巧制取蛋白水解物a (1)菌種活化:將冰箱保藏的地衣芽抱菌種接種于LB培養基的平皿，37°C培養24h。
[0029] (2)搖瓶種子培養基配制：按W下比例配制種子培養基:膜蛋白腺12g/L，酵母粉 4g/L，葡萄糖lOg/L，硫酸錠4g/L，氯化鋼6g/L，憐酸氨二鐘5g/L，憐酸二氨鐘2g/L，裝液量 200mL/瓶，搖瓶容量lOOOmL共3瓶。121°C滅菌20min，冷卻至30~37°C。
[0030] (3)種子液培養:將經過步驟（1)活化后的菌體接種于上述步驟(2)得到的種子培 養基，于搖床37°C、250巧m震蕩培養15h。
[0031] (4巧化種子罐種子培養基的配置:按W下比例配制種子培養基：蛋白腺12g/L，酵 母粉4g/L，葡萄糖lOg/L，硫酸錠4g/L，氯化鋼6g/L，憐酸氨二鐘5g/L，憐酸二氨鐘2g/L，裝液 量30L<J2rC滅菌20min，通無菌空氣冷卻至30~37°C。
[0032] (5)種子液的擴大培養:將步驟(3)培養得到的種子液合并后接種于步驟(4)得到 的種子培養基中，在溫度37°