专利名称：一种富含生物素发酵豆粕的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种发酵豆柏的生产工艺，尤其涉及的是一种富含生物素发酵豆柏的生产工艺。
背景技术：
生物素(Biotin)又名维生素H，属于水溶性B族维生素家族。生物素的结构早在20世纪40年代就已明确。其分子式为CltlH16O3N2S,由咪唑酮环和一个带戊酸的四氢噻吩环结合而成，为含硫的单羧酸。从1946年Cunha等首次报道了猪的生物素缺乏症以来，随着对猪选育水平的不断提高及工厂化养猪的普及，营养学家们对生物素的作用进行了广泛深入的研究。生物素在养殖生产中具有不可忽视的作用。有文献记载，添加生物素，可明显改善动物繁殖性能，提高日增重和饲料利用率，提高乳产品产量，显著改善腿、蹄部的健康状况。除此之外，生物素还可以降低血糖浓度，调节血脂水平，调节免疫水平等功效。目前，生物素的生产方式主要有三种直接提取法、化学合成法和发酵法。直接提取法是用氧化铝色谱法从蛋黄、牛奶以及动物的肝、肾、胰等内脏中提取生物素，在真空下经蒸馏精制而得。该方法由于原料来源有限，产量较小、成本高，所得产品主要用于生产生物学试剂。化学合成法是目前国际上生物素主要采生产方法，其特点是工艺路线长。但因生产过程大量采用有毒有害原料，因此，安全隐患多，环保压力大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种富含生物素发酵豆柏的生产工艺，通过选取特定的菌株，结合传统的固体发酵，生产富含生物素的发酵豆柏。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤(I) 一级种制备从酵母菌斜面培养基中挑取一环酵母菌，接种到液体酵母菌种子培养基中，搅拌培养24 48小时，检测菌液浓度和纯度；从乳酸菌斜面培养基中挑取一环乳酸菌，接种到液体乳酸菌种子培养基中，静置培养24 48小时，检测菌液浓度和纯度；(2) 二级种制备将步骤(I)中制得的酵母菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接种量接入盛有液体酵母菌种子培养基的种子发酵罐中，通气搅拌发酵24 72小时，检测菌液浓度和纯度；将步骤
(I)制得的乳酸菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接种量接入盛有液体乳酸菌种子培养基的种子发酵罐中，静置培养24 48小时，检测菌液浓度和纯度；(3)三级种制备按2 10% (v/v)的接种量将步骤(2)中制得的酵母菌菌液接入盛有酵母菌基本培养基的发酵罐中，调整PH值为6. 5 7. 5，通气搅拌发酵24 72小时，检测菌液浓度和纯度；按2 10% (v/v)的接种量将步骤(2)中制得的乳酸菌菌液接入盛有乳酸菌基本培养基的发酵罐中，调整PH值为5. 5 6，搅拌发酵24 72小时，检测菌液浓度和纯度；(4)固体发酵将步骤(3)中制得的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分别以I 5% (v/w)的接种量加入到发酵底物中，调节水分至40 60%，混合均匀后，堆垛发酵2 5天；(5)烘干粉碎 将步骤(4)发酵完成后的豆柏烘干、粉碎即可。所述步骤(I)中，所述酵母菌斜面培养基包括以下组分葡萄糖5g/L，蛋白胨2g/L,酵母膏lg/L，氯化钠O. 5g/L，琼脂15g/L，酵母菌斜面培养基的pH为6. 5 7. 5，灭菌条件115°C下灭菌20min ；所述乳酸菌斜面培养基包括以下组分脱脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO45g/L，琼脂15g/L，灭菌条件115°C下灭菌20min。所述步骤(2)中，所述酵母菌种子培养基包括以下组分葡萄糖10 g/L，尿素Ig/L7K2HPO4 O. lg/L, MgSO4 ·7Η20 O. lg/L，玉米浆 O. 6g，酵母菌种子培养基的 pH 为 6. 5 7. 5，灭菌条件115°C下灭菌20min ；所述乳酸菌种子培养基包括以下组分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10. Og/L，牛肉膏10. Og/L，酵母浸膏5. Og/L，无水乙酸钠5. 0g/L, K2HPO4 2. 0g/L，柠檬酸氢二铵2. 0g/L,MgSO4*7H20 0. 58g/L, MnS04.H20 0. 33g/L,乳酸菌种子培养基的 pH 为 6· O 6· 5。所述步骤(3)中，所述酵母菌基本培养基包括以下组分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HPO4 0. lg/L, MgSO4 ·7Η20 0. 2g/L，玉米浆 0. lg/L, CaCO3 3g/L ;酵母菌基本培养基的 pH 为6· 5 7· 5,灭菌条件115°C下灭菌20min ；所述乳酸菌基本培养基包括以下组分葡萄糖20.0g/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏10. 0g/L,酵母浸膏5. 0g/L,无水乙酸钠5. 0g/L,磷酸氢二钾2. 0g/L,柠檬酸氢二铵2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L,乳酸菌基本培养基的 pH 为 6· O 6· 5。所述步骤(4)中，所述发酵底物包括以下组分按重量计，豆柏75 90%，玉米粉5 25%,糖蜜 I 10%, 5000 IU/g 植酸酶 0. 05 0. 2%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 0. 05 1%，NH4SO4 0. 5%, K2HPO4 0. 2%, MgSO4.7H20 0. 1%，CaCO3 0. 1%。所述步骤(I)中，酵母菌种子培养基中，搅拌转速150 250rpm,温度为28 35°C，培养24 48小时；乳酸菌种子培养基中，温度为35 40°C。所述步骤(2)中，盛有液体酵母菌种子培养基的种子发酵罐中，温度为28 35°C，搅拌转速300 500rpm，通气量2 3L/ (L ·π η)，发酵时间24 72小时；盛有液体乳酸菌种子培养基的种子发酵罐中，温度为35 40°C。所述步骤(3)中，盛有酵母菌基本培养基的发酵罐中，温度为28 35°C，搅拌转速300 500rpm，通气量2 4L/ (L · min)，用质量浓度20 30%的NaOH溶液调整罐中pH为6. 5 7. 5，发酵时间24 72小时；盛有乳酸菌基本培养基的发酵罐中，温度35 40°C，搅拌转速50 lOOrpm，用质量浓度20 30%的NaOH溶液调整罐中pH为5. 5 6，发酵时间24 72小时。本发明相比现有技术具有以下优点本发明的部分生物素的生产与生产用种制备一次发酵完成，节约了资源和成本，整个过程无污染；发酵成品中，维生素H含量较发酵前有明显提高，高达420mg/kg 850mg/kg ;发酵豆柏的生产过程中使用的液体发酵罐及相应技术，加强了机械化程度的同时，更利于对菌种的生产环节的控制，节约了人力成本；发酵成品中，植酸等大豆抗营养因子得到充分降解，各营养成分，如蛋白、小肽、氨基酸等均有不同程度提高，更佳的适口性和消化吸收率。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例I本实施例包括以下步骤(I) 一级种制备 从酵母菌斜面培养基中挑取一环酵母菌，接种到液体酵母菌种子培养基中，搅拌转速150rpm，温度为28°C，培养24小时，检测菌液浓度和纯度；从乳酸菌斜面培养基中挑取一环乳酸菌，接种到液体乳酸菌种子培养基中，温度为35°C，静置培养24小时，检测菌液浓度和纯度；本实施例中酵母菌斜面培养基包括以下组分葡萄糖5g/L，蛋白胨2g/L，酵母膏lg/L，氯化钠O. 5g/L，琼脂15g/L，酵母菌斜面培养基的pH为6. 5，灭菌条件115°C下灭菌20min ；所述乳酸菌斜面培养基包括以下组分脱脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO45g/L，琼脂15g/L，灭菌条件115°C下灭菌20min。(2) 二级种制备将步骤(I)中制得的酵母菌菌液按O. 5% (v/v)的接种量接入盛有液体酵母菌种子培养基的种子发酵罐中，温度为28°C，搅拌转速300rpm，通气量2L/ (L ·π η)，发酵时间24小时，检测菌液浓度和纯度；将步骤(I)制得的乳酸菌菌液按O. 5% (v/v)的接种量接入盛有液体乳酸菌种子培养基的种子发酵罐中，温度为35°C，静置培养24小时，检测菌液浓度和纯度；所述酵母菌种子培养基包括以下组分葡萄糖10 g/L，尿素lg/L，K2HPO4 O. lg/L,MgSO4 ·7Η20 O. lg/L，玉米浆0. 6g，酵母菌种子培养基的pH为6. 5，灭菌条件115°C下灭菌20min ；所述乳酸菌种子培养基包括以下组分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10. Og/L，牛肉膏10. Og/L，酵母浸膏5. Og/L，无水乙酸钠5. 0g/L, K2HPO4 2. 0g/L，柠檬酸氢二铵2. 0g/L,MgSO4*7H20 0. 58g/L，MnS04.H20 0. 33g/L，乳酸菌种子培养基的 pH 为 6· O。(3)三级种制备按2% (v/v)的接种量将步骤(2)中制得的酵母菌菌液接入盛有酵母菌基本培养基的发酵罐中，温度为28°C，搅拌转速300rpm，通气量2L/ (L ·π η)，用质量浓度20%的NaOH溶液调整罐中pH为6. 5，发酵时间24小时，检测菌液浓度和纯度；按2% (v/v)的接种量将步骤(2)中制得的乳酸菌菌液接入盛有乳酸菌基本培养基的发酵罐中，温度35°C，搅拌转速50rpm，用质量浓度20%的NaOH溶液调整罐中pH为5. 5，发酵时间24小时，检测菌液浓度和纯度；
所述酵母菌基本培养基包括以下组分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HPO4 O. lg/L,MgSO4 · 7H20 O. 2g/L,玉米衆0. lg/L, CaCO3 3g/L ;酵母菌基本培养基的pH为6. 5,灭菌条件115°C下灭菌20min ；所述乳酸菌基本培养基包括以下组分葡萄糖20.0g/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏
10.Og/L,酵母浸膏5. Og/L,无水乙酸钠5. 0g/L,磷酸氢二钾2. 0g/L,柠檬酸氢二铵2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L，乳酸菌基本培养基的 pH 为 6. O。(4)固体发酵将步骤(3)中制得的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分别以1% (v/w)的接种量加入到发酵底物中，调节水分至40%，混合均匀后，堆垛发酵2天；所述发酵底物包括以下组分按重量计，豆柏80%，玉米粉15%，糖蜜4.9%，5000IU/g 植酸酶 0. 05%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 0. 05%, NH4SO4 0. 5%, K2HPO4 0. 2%,MgSO4.7H20 0. 1%，CaCO3 0. 1%。(5)烘干粉碎将步骤(4)发酵完成后的豆柏低温冷风烘干、粉碎即可。随机取样，测定本实施例中发酵豆柏中各主要营养成分含量
权利要求
1.一种富含生物素发酵豆柏的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤 (1)一级种制备 从酵母菌斜面培养基中挑取一环酵母菌，接种到液体酵母菌种子培养基中，搅拌培养24 48小时，检测菌液浓度和纯度；从乳酸菌斜面培养基中挑取一环乳酸菌，接种到液体乳酸菌种子培养基中，静置培养24 48小时，检测菌液浓度和纯度； (2)二级种制备 将步骤(I)中制得的酵母菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接种量接入盛有液体酵母菌种子培养基的种子发酵罐中，通气搅拌发酵24 72小时，检测菌液浓度和纯度；将步骤(I)制得的乳酸菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接种量接入盛有液体乳酸菌种子培养基的种子发酵罐中，静置培养24 48小时，检测菌液浓度和纯度； (3)三级种制备 按2 10% (v/v)的接种量将步骤(2)中制得的酵母菌菌液接入盛有酵母菌基本培养基的发酵罐中，调整PH值为6. 5 7. 5，通气搅拌发酵24 72小时，检测菌液浓度和纯度；按2 10% (v/v)的接种量将步骤(2)中制得的乳酸菌菌液接入盛有乳酸菌基本培养基的发酵罐中，调整PH值为5. 5 6，搅拌发酵24 72小时，检测菌液浓度和纯度； (4)固体发酵 将步骤(3)中制得的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分别以I 5% (v/w)的接种量加入到发酵底物中，调节水分至40 60%，混合均匀后，堆垛发酵2 5天； (5)烘干粉碎 将步骤(4)发酵完成后的豆柏烘干、粉碎即可。
2.根据权利要求I所述的一种富含生物素发酵豆柏的生产工艺，其特征在于所述步骤(I)中，所述酵母菌斜面培养基包括以下组分葡萄糖5g/L，蛋白胨2g/L，酵母膏lg/L，氯化钠O. 5g/L，琼脂15g/L，酵母菌斜面培养基的pH为6. 5 7. 5，灭菌条件115°C下灭菌20min ； 所述乳酸菌斜面培养基包括以下组分脱脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO4 5g/L，琼脂15g/L，灭菌条件115°C下灭菌20min。
3.根据权利要求I所述的一种富含生物素发酵豆柏的生产工艺，其特征在于所述步骤(2)中，所述酵母菌种子培养基包括以下组分葡萄糖10 g/L，尿素lg/L，K2HPO4 O. lg/L,MgSO4 ·7Η20 O. lg/L，玉米浆0. 6g，酵母菌种子培养基的pH为6. 5 7. 5，灭菌条件115°C下灭菌20min ； 所述乳酸菌种子培养基包括以下组分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏10. Og/L,酵母浸膏 5. 0g/L,无水乙酸钠 5. 0g/L, K2HPO4 2. 0g/L,柠檬酸氢二铵 2. 0g/L,MgSO4*7H20 0. 58g/L, MnS04.H20 0. 33g/L,乳酸菌种子培养基的 pH 为 6· O 6· 5。
4.根据权利要求I所述的一种富含生物素发酵豆柏的生产工艺，其特征在于所述步骤(3)中，所述酵母菌基本培养基包括以下组分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HPO4 0. lg/L,MgSO4 ·7Η20 0. 2g/L，玉米浆0. lg/L, CaCO3 3g/L ;酵母菌基本培养基的pH为6. 5 7. 5，灭菌条件115°C下灭菌20min ； 所述乳酸菌基本培养基包括以下组分葡萄糖20. 0g/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏.10. 0g/L,酵母浸膏5. 0g/L,无水乙酸钠5. 0g/L,磷酸氢二钾2. 0g/L,柠檬酸氢二铵2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L,乳酸菌基本培养基的 pH 为 6· 0 6· 5。
5.根据权利要求I所述的一种富含生物素发酵豆柏的生产工艺，其特征在于所述步骤(4)中，所述发酵底物包括以下组分按重量计，豆柏75 90%，玉米粉5 25%，糖蜜I 10%, 5000 IU/g 植酸酶 O. 05 O. 2%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 O. 05 1%，NH4SO4 O. 5%,K2HPO4 O. 2%, MgSO4·7Η20 O. 1%，CaCO3 O. 1%。
6.根据权利要求I所述的一种富含生物素发酵豆柏的生产工艺，其特征在于所述步骤(I)中，酵母菌种子培养基中，搅拌转速150 250rpm，温度为28 35°C，培养24 48小时；乳酸菌种子培养基中，温度为35 40°C。
7.根据权利要求I所述的一种富含生物素发酵豆柏的生产工艺，其特征在于所述步骤(2)中，盛有液体酵母菌种子培养基的种子发酵罐中，温度为28 35°C，搅拌转速300 500rpm，通气量2 3L/ (L ·π η)，发酵时间24 72小时；盛有液体乳酸菌种子培养基的种子发酵罐中，温度为35 40°C。
8.根据权利要求I所述的一种富含生物素发酵豆柏的生产工艺，其特征在于所述步骤(3)中，盛有酵母菌基本培养基的发酵罐中，温度为28 35°C，搅拌转速300 500rpm，通气量2 4L/(L ·π η)，用质量浓度20 30%的NaOH溶液调整罐中pH为6. 5 7. 5，发酵时间24 72小时；盛有乳酸菌基本培养基的发酵罐中，温度35 40°C，搅拌转速50 lOOrpm，用质量浓度20 30%的NaOH溶液调整罐中pH为5. 5 6，发酵时间24 72小时。
全文摘要
本发明公开了一种富含生物素发酵豆粕的生产工艺，包括以下步骤一级种制备；二级种制备；三级种制备；固体发酵；烘干粉碎。本发明的部分生物素的生产与生产用种制备一次发酵完成，节约了资源和成本，整个过程无污染；发酵成品中，维生素H含量较发酵前有明显提高，高达420mg/kg～850mg/kg；发酵豆粕的生产过程中使用的液体发酵罐及相应技术，加强了机械化程度的同时，更利于对菌种的生产环节的控制，节约了人力成本；发酵成品中，植酸等大豆抗营养因子得到充分降解，各营养成分，如蛋白、小肽、氨基酸等均有不同程度提高，更佳的适口性和消化吸收率。
文档编号A23K1/00GK102860409SQ201210376680
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月8日 优先权日2012年10月8日
发明者王华荣, 恽辉, 余忠丽, 程林春, 赵大伟, 耿玉静 申请人:安徽希普生物科技有限公司