豆粕发酵生产高蛋白酶活饲料的研究

摘要

蛋白酶作为一种新型的饲料添加剂,能在适宜的条件下,在体外可水解饲料蛋白质为多肽及游离的氨基酸,在体内可作为外源酶协同动物体内蛋白酶类帮助动物对饲料蛋白质进行消化吸收。随着近年来饲用酶制剂研究的深入和应用范围的扩大,蛋白酶作为一种外源性酶制剂添加于饲料已越来越受到重视。
　　 豆粕是优质的蛋白源饲料,将豆粕进行生物发酵处理后,可以有效地消除豆粕中的各种抗营养成分,并且豆粕中的蛋白质被分解成大量的多肽,利于动物吸收,减少能量消耗。因此研制出不同的功能性发酵豆粕饲料制品,并将其应用于畜牧业必将有着巨大的经济潜力和广阔的发展前景。
　　 本课题的研究是分别采用米曲霉AS3.042和黑曲霉AS3.350对豆粕进行固态发酵处理,以期获得高蛋白酶活性,富含多肽的发酵豆粕饲料制品。
　　 首先对两种曲霉产蛋白酶的最优培养基和适宜培养条件进行了研究,结果表明:
　　 (1)米曲霉产中性蛋白酶的最优培养基和适宜培养条件为:豆粕8.8％,麸皮35.2％,水55％,KH2PO41.0％。接种量为11％,在30℃培养108h,在此条件下,测得中性蛋白酶酶活力为5863.5U/g。
　　 (2)黑曲霉产酸性蛋白酶的最优培养基和适宜培养条件为:豆粕22.5％,麸皮15％,水60％,NH4Cl1.5％、KH2PO41％。接种量为11％,在30℃培养72h,在此条件下,测得酸性蛋白酶酶活力为2054.2U/g。
　　 同时对所产蛋白酶进行了基本酶学性质和酶活力影响因素的研究,结果表明:
　　 (1)中性蛋白酶的最适反应温度为45℃,最适pH为7.5,pH稳定范围在pH6.0-pH8.0。该酶的耐热性一般,在80℃恒温于燥10min保持43％的活力。Mg2+、Na+、Ca2+、Fe2+均对酶活有一定的激活作用,而Cu2+、Fe3+、Mn2+、Zn2+等强烈抑制酶活。
　　 (2)酸性蛋白酶的最适反应温度为45℃,最适pH为3.5,pH稳定范围在pH2.0-pH4.0。该酶的耐热性良好,在80℃恒温干燥10min仍能保持64％的活力。金属离子Ca2+、Mg2+、Na+、Mn2+和K+对酶有明显的激活作用,而Cu2+、Fe2+、Zn2+、Fe3+都对酶产生抑制作用。
　　 最后进行了固态发酵豆粕制备高蛋白酶饲料工艺的研究。确定了干曲接种量为13％,在30℃培养24h,所获得产品质量参数为:
　　 (1)中性蛋白酶类饲料:酶活力4523.5U/g,水解度23.1％,还原糖含量6.5％。
　　 (2)酸性蛋白酶类饲料:酶活力1740.3U/g,水解度26.7％,还原糖含量7.2％。
　　 该产品中富含较高活力的蛋白酶和利于吸收的大豆肽,并且生产成本低,清洁环保,经济价值较高,有望在畜牧产业推广应用。