混菌固态发酵生产菜籽肽的研究

摘要

菜籽粕是生产菜籽油的副产物,蛋白质含量丰富,是重要的植物蛋白质资源。然而,菜籽粕中因硫甙、植酸、单宁等多种抗营养因子的存在降低了它的营养价值,使其利用受到限制。菜籽肽是由菜籽蛋白水解得到的低分子肽混合物,具有比菜籽蛋白更优越的加工特性和生物活性作用,在饲料添加剂、食品和医药中具有广泛的应用前景。微生物发酵法是生产菜籽肽的方法之～,一方面由于其将蛋白酶的发酵生产和菜籽肽的酶解生产结合在一起,降低了菜籽肽的生产成本;另一方面由于微生物发酵菜籽粕具有一定的脱毒效果而将菜籽肽的发酵生产和菜籽粕的脱毒研究有机结合起来,为真正促进植物蛋白资源的高效利用和植物蛋白低聚肽的安全饲用奠定一定的应用基础。
　　 本论文以制油工业副产品菜籽粕为原料,利用微生物混合固态发酵技术生产菜籽肽,以期获得具有较高含量菜籽蛋白肽和较低含量硫甙的发酵产品作为饲料添加剂应用于饲料工业中。本论文进行了以下四方面的研究:(1)混菌固态发酵生产菜籽肽的菌种筛选;(2)混菌固态发酵菜籽粕的脱毒研究;(3)混菌固态发酵生产菜籽肽培养基条件优化;(4)混菌固态发酵生产菜籽肽发酵条件优化。具体研究结果如下:
　　 (1)通过枯草芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌两种细菌分别和雅致放射毛霉、宇佐美曲霉与米曲霉三种霉菌进行组合配伍,采用平板培养和混菌发酵相结合的方法筛选固态发酵菜籽粕生产菜籽肽的最佳菌种。结果表明:枯草芽孢杆菌和雅致放射毛霉混菌发酵效果最好,发酵后所产生的低分子量菜籽肽含量高于其他混菌,适合混菌固态发酵生产菜籽蛋白肽。
　　 (2)在混菌固态发酵生产菜籽肽的菌种筛选中平板培养的基础上,对能较好共存的3种菌种组合进行菜籽粕固态发酵,以硫甙降解率为指标评价其硫甙降解效果。结果表明:枯草芽孢杆菌和宇佐美曲霉混菌发酵的硫甙降解率最高,在接种比例为2:1的条件下硫甙降解率达到81.67％,硫甙降解效果较好。
　　 (3)以菜籽粕为原料,通过枯草芽孢杆菌和雅致放射毛霉混菌固态发酵生产菜籽肽。先以肽得率、氮溶解指数和硫甙降解率为指标,通过单因素实验初步得到混菌发酵的培养基条件,再根据Box-Benhnken的中心组合实验设计原理,在单因素实验的基础上采用响应面分析法,建立起菜籽肽得率与各影响因素的回归方程,优化混菌固态发酵培养基组成,得出最佳的培养基工艺条件为:菜籽粕中麸皮添加量5％、料液比1:1.35、葡萄糖添加量0.50％、KH2P04添加量0.36％、初始pH6.5,此条件下发酵产物的菜籽肽得率可达6.85％,同时测得在此优化条件下的硫甙降解率为62.Og％。
　　 (4)在培养基条件优化的基础上,进一步优化枯草芽孢杆菌和雅致放射毛霉混菌固态发酵生产菜籽肽的工艺条件。先以肽得率、氮溶解指数和硫甙降解率为指标,通过单因素实验初步得到混菌发酵的发酵条件,再根据Box-Benhnken中心组合实验设计,在单因素实验的基础上采用响应面分析法进一步优化混菌发酵条件,确定最佳工艺条件为:枯草芽孢杆菌和雅致放射毛霉同时接种、接种比例4:1、发酵温度32.1℃、发酵时间4.64d(111h),此条件下发酵产物的菜籽肽得率可达9.85％,比培养基条件优化结果相对提高了43.8％,比优化前相对提高了98.6％,发酵效果较为明显。同时测得在此优化条件下的硫甙降解率为67.83％,优化后菜籽粕中的硫甙降解效果比优化前得到一定程度的改善。