固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)大豆多肽的初步研究

高曉梅　李楊　劉曉輝等

摘要：以豆粕粉為原料，以大豆多肽轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)對(duì)固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)條件進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)獲得的13株蛋白酶產(chǎn)生菌株進(jìn)一步篩選。結(jié)果表明：最佳發(fā)酵條件為基質(zhì)含水量40%，接種量1%，初始pH值6.5，發(fā)酵時(shí)間 120 h，發(fā)酵溫度28℃；各菌株對(duì)蛋白含量無(wú)明顯影響，但蛋白水解度存在較大差異，其中米曲霉（Aspergillus oryzea）1001和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）發(fā)酵后大豆多肽含量可高達(dá)26.44%和25.46%。

關(guān)鍵詞：固態(tài)發(fā)酵；大豆多肽；發(fā)酵條件優(yōu)化；菌株篩選

中圖分類號(hào)：TQ920.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2014）07-0078-04

AbstractWith soybean meal powder as raw material， the production situations of solid state fermentation were optimized using soybean peptide convert ratio as index， and the thirteen strains producing protease were further screened. The results showed that the optimum fermentation conditions were 40% of substrate water content， 1% of inoculation amount， 6.5 of the initial pH value，120 h of the fermentation time， and 28℃ of the fermentation temperature. There was no obvious effect on protein content of different strains，but the degrees of hydrolysis were quite different.The content of soybean polypeptides reached 26.44% and 25.46% respectively after fermentation with Aspergillus oryzea 1001 and Bacillus subtilis.

Key wordsSolid state fermentation； Soybean polypeptides； Optimization of fermentation condition； Strain screening

大豆是一種優(yōu)良的植物性蛋白質(zhì)來(lái)源， 經(jīng)過(guò)加工制成的豆粕富含必需氨基酸，且具有較平衡的氨基酸配比。但由于大豆蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 分子量較大（80%大豆蛋白質(zhì)分子量超過(guò)100 kD），且含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，因此不利于消化和吸收。大豆多肽是大豆蛋白質(zhì)水解后產(chǎn)生的由2～10個(gè)氨基酸殘基組成的低肽混合物， 分子量范圍為300～3 000 Da左右。與大豆蛋白質(zhì)相比，大豆多肽具有多種獨(dú)特的生理功能， 如易消化、易吸收、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收、抗氧化、促進(jìn)雙歧桿菌和乳酸菌增殖、增強(qiáng)免疫力等[1，2]。目前，大豆多肽已廣泛地應(yīng)用于飼料行業(yè)， 其促進(jìn)飼養(yǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)和增強(qiáng)動(dòng)物免疫力的功能已得到驗(yàn)證[3]。

大豆多肽的生產(chǎn)方法有直接酶解法和發(fā)酵法。直接酶解法成本較高，限制了其在生產(chǎn)中的應(yīng)用；發(fā)酵法是把蛋白酶的發(fā)酵生產(chǎn)和大豆多肽的酶解生產(chǎn)結(jié)合在一起， 降低了大豆多肽的生產(chǎn)成本， 應(yīng)用前景較好[4，5]。本文利用13株蛋白酶產(chǎn)生菌株進(jìn)行固體發(fā)酵，用于生產(chǎn)飼用大豆多肽， 旨在為大豆多肽的固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

2.7酸性蛋白酶水解對(duì)大豆蛋白和多肽含量的影響

采用飼用工業(yè)酸性蛋白酶，在其最適pH 4.0、40℃條件下水解2 h后，測(cè)定蛋白及多肽含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)豆粕經(jīng)酸性蛋白酶水解后蛋白含量有一定提高，平均可達(dá)45%左右，大豆多肽含量平均可達(dá)11.82%。

3結(jié)論與討論

通過(guò)固態(tài)發(fā)酵方法，以大豆多肽轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)，確定豆粕最佳發(fā)酵工藝：培養(yǎng)料含水量為40%、接菌量為1%、發(fā)酵溫度28℃、初始pH值為6.5、發(fā)酵時(shí)間為120 h。不同菌種發(fā)酵的蛋白含量無(wú)明顯差異，但水解度差異較大。枯草芽胞桿菌和米曲霉1001蛋白水解度較高，可達(dá)25%以上；總狀毛霉M-808、酵母菌和乳酸菌蛋白水解度較小，平均8%左右。相較于微生物發(fā)酵水解，酸性蛋白酶對(duì)豆粕的水解度較低且操作復(fù)雜，成本較高。

液體搖瓶發(fā)酵的豆粕蛋白水解度達(dá)60%，然而固體發(fā)酵法具有操作更為簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)生產(chǎn)大豆多肽的一種很有潛力的方法。

真菌存在著廣泛的肽酶譜系，且具有價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛、不易污染雜菌等優(yōu)勢(shì)，適用于固態(tài)發(fā)酵。另外通過(guò)改良發(fā)酵條件和復(fù)合菌種配比等方法可以提高蛋白水解度。本研究擬進(jìn)一步選擇一條操作簡(jiǎn)便、耗能低、投資少的固態(tài)發(fā)酵工藝。參考文獻(xiàn)：

[1]余勃，陸兆新.發(fā)酵豆粕生產(chǎn)大豆多肽研究[J].食品科學(xué)，2007，28（2）： 189-192.

[2]李善仁，林新堅(jiān)，蔡海松，等，混菌發(fā)酵豆粕制備大豆多肽的研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2009，2（12）：53-57.

[3]張晶， 李牧， 單安山，等.大豆活性肽對(duì)14日齡早期斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和甲狀腺素分泌的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2005， 36（4）： 467-471.

[4]周伏忠，賈蘊(yùn)麗，陳國(guó)參，等.豆粕發(fā)酵適宜菌株篩選及其發(fā)酵技術(shù)研究[J].河南科學(xué)，2007，25（3）：409-412.

[5]李理，潘進(jìn)權(quán)，楊曉泉，等. 液體發(fā)酵法制備風(fēng)味良好的大豆多肽[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2003， 29（1）： 23-26.

[6]陳嶸，關(guān)珊珊，呂國(guó)忠，等. 產(chǎn)蛋白酶毛霉菌株的初步篩選[J].微生物學(xué)通報(bào)， 2008（1）：101-104.

[7]莫重文，魏安池.酶法水解豆粕制備多肽味素的研究[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，28（3）：5-8.

[8]張雪，魏建春，李云芳.酶法水解植物蛋白技術(shù)研究[J].鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2002，22（3）：246-247.

摘要：以豆粕粉為原料，以大豆多肽轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)對(duì)固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)條件進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)獲得的13株蛋白酶產(chǎn)生菌株進(jìn)一步篩選。結(jié)果表明：最佳發(fā)酵條件為基質(zhì)含水量40%，接種量1%，初始pH值6.5，發(fā)酵時(shí)間 120 h，發(fā)酵溫度28℃；各菌株對(duì)蛋白含量無(wú)明顯影響，但蛋白水解度存在較大差異，其中米曲霉（Aspergillus oryzea）1001和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）發(fā)酵后大豆多肽含量可高達(dá)26.44%和25.46%。

關(guān)鍵詞：固態(tài)發(fā)酵；大豆多肽；發(fā)酵條件優(yōu)化；菌株篩選

中圖分類號(hào)：TQ920.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2014）07-0078-04

AbstractWith soybean meal powder as raw material， the production situations of solid state fermentation were optimized using soybean peptide convert ratio as index， and the thirteen strains producing protease were further screened. The results showed that the optimum fermentation conditions were 40% of substrate water content， 1% of inoculation amount， 6.5 of the initial pH value，120 h of the fermentation time， and 28℃ of the fermentation temperature. There was no obvious effect on protein content of different strains，but the degrees of hydrolysis were quite different.The content of soybean polypeptides reached 26.44% and 25.46% respectively after fermentation with Aspergillus oryzea 1001 and Bacillus subtilis.

Key wordsSolid state fermentation； Soybean polypeptides； Optimization of fermentation condition； Strain screening

大豆是一種優(yōu)良的植物性蛋白質(zhì)來(lái)源， 經(jīng)過(guò)加工制成的豆粕富含必需氨基酸，且具有較平衡的氨基酸配比。但由于大豆蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 分子量較大（80%大豆蛋白質(zhì)分子量超過(guò)100 kD），且含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，因此不利于消化和吸收。大豆多肽是大豆蛋白質(zhì)水解后產(chǎn)生的由2～10個(gè)氨基酸殘基組成的低肽混合物， 分子量范圍為300～3 000 Da左右。與大豆蛋白質(zhì)相比，大豆多肽具有多種獨(dú)特的生理功能， 如易消化、易吸收、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收、抗氧化、促進(jìn)雙歧桿菌和乳酸菌增殖、增強(qiáng)免疫力等[1，2]。目前，大豆多肽已廣泛地應(yīng)用于飼料行業(yè)， 其促進(jìn)飼養(yǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)和增強(qiáng)動(dòng)物免疫力的功能已得到驗(yàn)證[3]。

大豆多肽的生產(chǎn)方法有直接酶解法和發(fā)酵法。直接酶解法成本較高，限制了其在生產(chǎn)中的應(yīng)用；發(fā)酵法是把蛋白酶的發(fā)酵生產(chǎn)和大豆多肽的酶解生產(chǎn)結(jié)合在一起， 降低了大豆多肽的生產(chǎn)成本， 應(yīng)用前景較好[4，5]。本文利用13株蛋白酶產(chǎn)生菌株進(jìn)行固體發(fā)酵，用于生產(chǎn)飼用大豆多肽， 旨在為大豆多肽的固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

2.7酸性蛋白酶水解對(duì)大豆蛋白和多肽含量的影響

采用飼用工業(yè)酸性蛋白酶，在其最適pH 4.0、40℃條件下水解2 h后，測(cè)定蛋白及多肽含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)豆粕經(jīng)酸性蛋白酶水解后蛋白含量有一定提高，平均可達(dá)45%左右，大豆多肽含量平均可達(dá)11.82%。

3結(jié)論與討論

通過(guò)固態(tài)發(fā)酵方法，以大豆多肽轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)，確定豆粕最佳發(fā)酵工藝：培養(yǎng)料含水量為40%、接菌量為1%、發(fā)酵溫度28℃、初始pH值為6.5、發(fā)酵時(shí)間為120 h。不同菌種發(fā)酵的蛋白含量無(wú)明顯差異，但水解度差異較大。枯草芽胞桿菌和米曲霉1001蛋白水解度較高，可達(dá)25%以上；總狀毛霉M-808、酵母菌和乳酸菌蛋白水解度較小，平均8%左右。相較于微生物發(fā)酵水解，酸性蛋白酶對(duì)豆粕的水解度較低且操作復(fù)雜，成本較高。

液體搖瓶發(fā)酵的豆粕蛋白水解度達(dá)60%，然而固體發(fā)酵法具有操作更為簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)生產(chǎn)大豆多肽的一種很有潛力的方法。

真菌存在著廣泛的肽酶譜系，且具有價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛、不易污染雜菌等優(yōu)勢(shì)，適用于固態(tài)發(fā)酵。另外通過(guò)改良發(fā)酵條件和復(fù)合菌種配比等方法可以提高蛋白水解度。本研究擬進(jìn)一步選擇一條操作簡(jiǎn)便、耗能低、投資少的固態(tài)發(fā)酵工藝。參考文獻(xiàn)：

[1]余勃，陸兆新.發(fā)酵豆粕生產(chǎn)大豆多肽研究[J].食品科學(xué)，2007，28（2）： 189-192.

[2]李善仁，林新堅(jiān)，蔡海松，等，混菌發(fā)酵豆粕制備大豆多肽的研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2009，2（12）：53-57.

[3]張晶， 李牧， 單安山，等.大豆活性肽對(duì)14日齡早期斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和甲狀腺素分泌的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2005， 36（4）： 467-471.

[4]周伏忠，賈蘊(yùn)麗，陳國(guó)參，等.豆粕發(fā)酵適宜菌株篩選及其發(fā)酵技術(shù)研究[J].河南科學(xué)，2007，25（3）：409-412.

[5]李理，潘進(jìn)權(quán)，楊曉泉，等. 液體發(fā)酵法制備風(fēng)味良好的大豆多肽[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2003， 29（1）： 23-26.

[6]陳嶸，關(guān)珊珊，呂國(guó)忠，等. 產(chǎn)蛋白酶毛霉菌株的初步篩選[J].微生物學(xué)通報(bào)， 2008（1）：101-104.

[7]莫重文，魏安池.酶法水解豆粕制備多肽味素的研究[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，28（3）：5-8.

[8]張雪，魏建春，李云芳.酶法水解植物蛋白技術(shù)研究[J].鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2002，22（3）：246-247.

摘要：以豆粕粉為原料，以大豆多肽轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)對(duì)固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)條件進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)獲得的13株蛋白酶產(chǎn)生菌株進(jìn)一步篩選。結(jié)果表明：最佳發(fā)酵條件為基質(zhì)含水量40%，接種量1%，初始pH值6.5，發(fā)酵時(shí)間 120 h，發(fā)酵溫度28℃；各菌株對(duì)蛋白含量無(wú)明顯影響，但蛋白水解度存在較大差異，其中米曲霉（Aspergillus oryzea）1001和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）發(fā)酵后大豆多肽含量可高達(dá)26.44%和25.46%。

關(guān)鍵詞：固態(tài)發(fā)酵；大豆多肽；發(fā)酵條件優(yōu)化；菌株篩選

中圖分類號(hào)：TQ920.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2014）07-0078-04

AbstractWith soybean meal powder as raw material， the production situations of solid state fermentation were optimized using soybean peptide convert ratio as index， and the thirteen strains producing protease were further screened. The results showed that the optimum fermentation conditions were 40% of substrate water content， 1% of inoculation amount， 6.5 of the initial pH value，120 h of the fermentation time， and 28℃ of the fermentation temperature. There was no obvious effect on protein content of different strains，but the degrees of hydrolysis were quite different.The content of soybean polypeptides reached 26.44% and 25.46% respectively after fermentation with Aspergillus oryzea 1001 and Bacillus subtilis.

Key wordsSolid state fermentation； Soybean polypeptides； Optimization of fermentation condition； Strain screening

大豆是一種優(yōu)良的植物性蛋白質(zhì)來(lái)源， 經(jīng)過(guò)加工制成的豆粕富含必需氨基酸，且具有較平衡的氨基酸配比。但由于大豆蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 分子量較大（80%大豆蛋白質(zhì)分子量超過(guò)100 kD），且含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，因此不利于消化和吸收。大豆多肽是大豆蛋白質(zhì)水解后產(chǎn)生的由2～10個(gè)氨基酸殘基組成的低肽混合物， 分子量范圍為300～3 000 Da左右。與大豆蛋白質(zhì)相比，大豆多肽具有多種獨(dú)特的生理功能， 如易消化、易吸收、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收、抗氧化、促進(jìn)雙歧桿菌和乳酸菌增殖、增強(qiáng)免疫力等[1，2]。目前，大豆多肽已廣泛地應(yīng)用于飼料行業(yè)， 其促進(jìn)飼養(yǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)和增強(qiáng)動(dòng)物免疫力的功能已得到驗(yàn)證[3]。

大豆多肽的生產(chǎn)方法有直接酶解法和發(fā)酵法。直接酶解法成本較高，限制了其在生產(chǎn)中的應(yīng)用；發(fā)酵法是把蛋白酶的發(fā)酵生產(chǎn)和大豆多肽的酶解生產(chǎn)結(jié)合在一起， 降低了大豆多肽的生產(chǎn)成本， 應(yīng)用前景較好[4，5]。本文利用13株蛋白酶產(chǎn)生菌株進(jìn)行固體發(fā)酵，用于生產(chǎn)飼用大豆多肽， 旨在為大豆多肽的固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

2.7酸性蛋白酶水解對(duì)大豆蛋白和多肽含量的影響

采用飼用工業(yè)酸性蛋白酶，在其最適pH 4.0、40℃條件下水解2 h后，測(cè)定蛋白及多肽含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)豆粕經(jīng)酸性蛋白酶水解后蛋白含量有一定提高，平均可達(dá)45%左右，大豆多肽含量平均可達(dá)11.82%。

3結(jié)論與討論

通過(guò)固態(tài)發(fā)酵方法，以大豆多肽轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)，確定豆粕最佳發(fā)酵工藝：培養(yǎng)料含水量為40%、接菌量為1%、發(fā)酵溫度28℃、初始pH值為6.5、發(fā)酵時(shí)間為120 h。不同菌種發(fā)酵的蛋白含量無(wú)明顯差異，但水解度差異較大?？莶菅堪麠U菌和米曲霉1001蛋白水解度較高，可達(dá)25%以上；總狀毛霉M-808、酵母菌和乳酸菌蛋白水解度較小，平均8%左右。相較于微生物發(fā)酵水解，酸性蛋白酶對(duì)豆粕的水解度較低且操作復(fù)雜，成本較高。

液體搖瓶發(fā)酵的豆粕蛋白水解度達(dá)60%，然而固體發(fā)酵法具有操作更為簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)生產(chǎn)大豆多肽的一種很有潛力的方法。

真菌存在著廣泛的肽酶譜系，且具有價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛、不易污染雜菌等優(yōu)勢(shì)，適用于固態(tài)發(fā)酵。另外通過(guò)改良發(fā)酵條件和復(fù)合菌種配比等方法可以提高蛋白水解度。本研究擬進(jìn)一步選擇一條操作簡(jiǎn)便、耗能低、投資少的固態(tài)發(fā)酵工藝。參考文獻(xiàn)：

[1]余勃，陸兆新.發(fā)酵豆粕生產(chǎn)大豆多肽研究[J].食品科學(xué)，2007，28（2）： 189-192.

[2]李善仁，林新堅(jiān)，蔡海松，等，混菌發(fā)酵豆粕制備大豆多肽的研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2009，2（12）：53-57.

[3]張晶， 李牧， 單安山，等.大豆活性肽對(duì)14日齡早期斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和甲狀腺素分泌的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2005， 36（4）： 467-471.

[4]周伏忠，賈蘊(yùn)麗，陳國(guó)參，等.豆粕發(fā)酵適宜菌株篩選及其發(fā)酵技術(shù)研究[J].河南科學(xué)，2007，25（3）：409-412.

[5]李理，潘進(jìn)權(quán)，楊曉泉，等. 液體發(fā)酵法制備風(fēng)味良好的大豆多肽[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2003， 29（1）： 23-26.

[6]陳嶸，關(guān)珊珊，呂國(guó)忠，等. 產(chǎn)蛋白酶毛霉菌株的初步篩選[J].微生物學(xué)通報(bào)， 2008（1）：101-104.

[7]莫重文，魏安池.酶法水解豆粕制備多肽味素的研究[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，28（3）：5-8.

[8]張雪，魏建春，李云芳.酶法水解植物蛋白技術(shù)研究[J].鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2002，22（3）：246-247.