液态发酵豆粕制备大豆肽发酵条件的优化

摘要

本实验室人员前期研究表明,采用液态发酵法利用枯草芽孢杆菌1389,黑曲霉 AS3.350,米曲霉A-9005发酵豆粕,通过这些微生物所分泌的各种蛋白酶对豆粕中的蛋白质合适位点的切割,对某些肽基团和疏水性氨基酸末端进行修饰和重排,最终可制得高转化率条件下的大豆肽产品,其中大豆肽转化率高达89％。由于人体对低分子量肽(分子量低于1000Da的大豆肽)的吸收率可达90％,优质的大豆肽分子量分布以低于1000Da为主,同时低分子量肽能加快蛋白质合成,提高矿物元素的吸收利用率,提高动物机体免疫力,阻碍脂肪的吸收,并能促进脂质代谢,因此对所得大豆肽产品的分子量分布的测定具有很高的必要性,并且通过对发酵条件的进一步优化有望得到分子量分布合理,低分子量肽含量较高的大豆肽产品。本课题主要进行了以下研究:枯草芽孢杆菌1389、黑曲霉AS3.350、米曲霉A-9005、枯草芽孢杆菌1389和黑曲霉3.350混合、枯草芽孢杆菌1389和米曲霉 A-9005混合发酵豆粕制备大豆肽的动态发酵过程中大豆肽的低分子量肽的比率、肽转化率、酶系分布、水解度的测定。并根据动态发酵过程中各指标的变化规律分析各指标之间的相关性,然后确定最佳的发酵条件,并对大豆肽的苦味进行评定。
　　 研究结果如下:
　　 (1)通过对本实验室前期所得的高转化率条件下的大豆肽中低分子量肽转化率的测定可以得出,利用混合菌种发酵豆粕制备低分子量肽优于单菌种发酵。其中枯草芽孢杆菌与米曲霉混合发酵48h时低分子量肽的转化率为56％,大豆肽的转化率为61.54％；枯草芽孢杆菌与黑曲霉混合发酵48h时低分子量肽的转化率为51.3％,此时的大豆肽转化率为77.59％。
　　 (2)通过对发酵过程中肽转化率随时间的变化趋势分析可以看出,枯草芽孢杆菌与黑曲霉的混合发酵制备大豆肽,所得的低分子量肽的转化率最高,为55.9％,相比其他菌种发酵而言,枯草芽孢杆菌与黑曲霉的混合发酵最先达到最大值。
　　 (3)在自然pH条件下,改变不同菌种的发酵时间考察分子量分布与酶系分布的相关性,通过研究发现,混合菌种发酵所得产品中,低分子量肽的比率较高,各种蛋白酶的活性也较大。其中枯草芽孢杆菌1389和米曲霉 A-9005混合发酵产生的蛋白酶的酶活在48h达到最大值,低分子量肽的比率最大值为91.9％。枯草芽孢杆菌1389和黑曲霉3.350混合发酵所产生的酸性蛋白酶的酶活在36h的时候达到最大值,低分子量肽的比率变化较小,且始终在55％以上,并且在36h最先达到最大值。与单菌种发酵条件相比,混合菌种发酵过程中产生的蛋白酶种类最多,切割位点较多,因此,大豆肽的分子量分布与酶系分布具有一定的相关性。
　　 (4)在自然pH条件下,改变不同菌种的发酵时间考察分子量分布与水解度的相关性,通过研究发现,大豆肽的分子量分布与水解度的相关性不明显。因此不能通过控制发酵过程中蛋白质的水解度间接地控制发酵液中低分子量肽的比率。
　　 (5)通过对大豆肽的感官评定可以看出,混合菌种发酵液的感官评定较理想,苦味和臭味不太明显。伺时分子质量大于6000Da的大豆肽,苦味不能被感觉。分子质量为500～1000Da时,大豆肽苦味最强。