一种甜菜碱型复合发酵助剂及其在发酵豆粕中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于发酵技术领域，具体设及甜菜碱型复合发酵助剂及其在发酵豆巧中的 应用，特别设及复合辅酶因子的甜菜碱发酵助剂的配制及其在发酵豆巧中的应用。
【背景技术】
[0002] 豆巧是将大豆棒取大豆油后得到的一种副产品。大豆中蛋白含量很高，在进行油 脂加工过程中蛋白质损失很少，因此，豆巧中的蛋白质含量也很高，它是已知的最丰富的植 物蛋白资源之一。虽然豆巧因其蛋白含量高，氨基酸平衡好，特别是赖氨酸的含量较高，是 一种优良的植物性蛋白饲料源，已成为畜禽养殖不可缺少的优质蛋白质饲料原料之一，尤 其是鱼类和单胃动物很好的日粮蛋白源。然而，豆巧中同时存在多种抗营养因子，主要有膜 蛋白酶抑制剂、植酸、大豆凝血素、脈酶、低聚糖、脂肪氧化酶、大豆抗原蛋白（致敏因子）及 致甲状腺肿素等。运些抗营养因子的存在阻碍了畜禽对豆巧饲料养分的消化、吸收和代谢， 对动物健康与生产性能产生不同程度不良影响，也限制了其在鱼类和单胃动物等日粮中的 应用比例。
[0003] 目前，国内外消除豆巧中抗营养因子的方法较多，概括起来主要有物理、化学、生 物育种、添加剂和生物技术等多种方法，众多方法各有其优缺点。根据多年来利用酶解法 制备豆巧饲料的实际生产情况可知酶解法存在的限制因素也很多，主要是用于酶解法的酶 的种类少，运样就大大限制了豆巧饲料业的发展；另外，由于用于水解反应的蛋白酶的种类 少，不能很好的降解大豆蛋白，使制取的大豆肤苦味不能根本脱除，从而影响饲料口感，进 行动物饲养时导致被饲养动物摄食量大大降低。
[0004] 与酶解法相比，微生物发酵法具有缩短发酵周期，降低豆巧饲料的生产成本等优 点，具有广阔的发展前景。固态发酵法可W实现更大规模生产，制备豆巧饲料的生产成本明 显降低；固态发酵过程中基本无对环境造成污染的废物产生。因此，固态发酵法在饲料加工 业中将占据越来越重要的位置。发酵法作为生物处理方法的一种已被证明是减少膜蛋白酶 抑制剂因子的较好方法。一方面通过微生物发酵过程中产生的一些微生物酶，消除豆巧中 残留的抗营养因子。另一方面豆巧中的蛋白质被微生物产生的蛋白酶水解成为小肤，水解 后产生的小肤具有很好的溶解性、抗凝胶形成性、低粘度和消化吸收快等特性，可进一步提 高豆巧营养价值。 阳〇化]发酵豆巧又名生物豆巧，是W优质豆巧为主要原料，在多菌种混合发酵下，利用微 生物在生长发育程中分泌的多种蛋白酶的酶解作用将大分子量的蛋白质分解为小分子蛋 白和小肤，同时在发酵豆巧降解大豆蛋白过程中产生大量益生菌、寡肤、谷氨酸、乳酸、维生 素、UGF(未知生长因子）等物质，并且利用蛋白酶的酶解作用将大豆蛋白的膜蛋白酶抑制 素等抑制因子、凝血素等抗营养因子尽可能的消除而得到的一种营养丰富的植物蛋白饲 料。研究表明，在不影响饲喂效果的情况下，发酵豆巧能部分代替饲料配方中进口优质鱼 粉、乳清粉，显著降低饲料生产成本，发酵豆巧中大豆蛋白已被大量分解为易被消化吸收利 用的大豆肤，故能很好的克服被饲养动物对植物蛋白质消化能力较弱的缺点，促进动物更 好的生长发育、缩短饲养周期、改善肉类品质，大大降低饲养成本，带来更好的经济效益。
[0006] 虽然近年来，利用多菌种混合发酵法发酵豆巧制备豆巧饲料对于去除豆巧中的抗 营养因子及抑制剂，从而提高豆巧的营养价值方面进行了比较深入的研究，解决了用其它 方法去除豆巧中的抑制剂及抗营养因子存在的许多问题，在去除豆巧中的抑制剂及抗营养 因子方面取得了明显进展。但是，现在发酵豆巧生产中出现的问题主要是产品质量不稳定， 即使是同一厂家不同批次的发酵豆巧质量也相差很大，除了各厂家采用不同菌种、不同工 艺外，造成发酵豆巧质量差别大、稳定性差的主要原因在于大规模发酵不好操作，物料分布 不均匀，此外就是缺乏大规模、质量好的发酵豆巧固态发酵方法。
[0007] 甜菜碱是一种季胺型生物碱，广泛存在于动植物中，尤W甜菜废糖蜜中含量最高。 其作为一种表面活性剂，可W降低物料表面界面张力，增加物料混合均匀度；另外，甜菜碱 可W有效调节环境渗透压，保证一步发酵中产生的生物酶活性不受影响；而复合发酵助剂 中的微量金属元素添加物，满足了发酵所需各种微量金属元素的恒量供应，并可促进形成 氨基酸与金属馨合物。中国专利CN102660520A公开了一种发酵营养助剂、营养助剂在木 聚糖酶制备中的应用及应用方法，其助剂组成为无水甜菜碱80g/l、维生素A0.Ig/l、维生 素B10.4g/l、维生素B60.05g/l、维生素B120. 15g/l、维生素D30.Ig/l、维生素E0.6g/ ^维生素K30.Ig/L和烟酸0.8g/l，可W有效促进黑曲霉抱子悬浮液菌体的生长及木聚糖 酶的代谢，显著提高了发酵效果和木聚糖酶的产量，缩短了发酵时间，降低了生产成本。中 国专利CN102719504A公开了一种维生素B12复合发酵助剂及其在维生素B12发酵中的应 用方法，包含90~98%的甜菜碱、0. 15~0. 55%的复合维生素和1. 45~9. 85 %的复合 氨基酸；所述复合维生素包含质量百分比30~55%的硫胺素、10~25%的盐酸化唉醇和 40~55%的叶酸；所述复合氨基酸包含质量百分比5~10%的赖氨酸、10~15%的丝氨 酸、10~15%的谷氨酸、30~35%的天冬酷胺和30~40%的天冬氨酸。该助剂能保证各 种微量元素的恒量供应，降低因有机碳氮源中微量元素不稳定造成的发酵问题，能有效提 升发酵产量。然而，上述文献中虽然均将甜菜碱作为发酵助剂进行应用，但都未能设及在豆 巧发酵领域中进行使用。如何将甜菜碱应用于豆巧发酵领域，提供一种可W显著提高发酵 效果、物料发酵均匀度高、生产的发酵豆巧质量稳定的甜菜碱型复合发酵助剂，是本发明亟 待解决的问题。
【发明内容】
[0008] 本发明目的在于提供一种应用于豆巧发酵中能够显著提高发酵效果、物料发酵均 匀度高、生产的发酵豆巧质量稳定的甜菜碱型复合发酵助剂，W及所述复合发酵助剂在发 酵豆巧中的应用和应用方法。
[0009] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0010] 一种甜菜碱型复合发酵助剂，所述复合发酵助剂至少包含W下质量百分比的原料 成分：90~98. 5%的甜菜碱、0. 1~0. 8%的CuS04 .5肥0、0. 2~1%的MnS04 ?肥0、0. 5~ 5%的化S04 ? 7肥0和0. 5~5%的化S04 ? 7肥0。
[0011] 优选的，所述复合发酵助剂包含W下质量百分比的原料成分：91~98%甜菜碱、 0. 1 ~0. 8%的CuS04 .5肥0、0. 4 ~0. 8%的MnS04 ?肥0、0. 5 ~3%的化S04 .7肥0 和 1 ~ 5%的化S04 ? 7肥0。
[0012] 优选的，所述甜菜碱为无水甜菜碱、一水甜菜碱、盐酸盐甜菜碱、憐酸盐甜菜碱、横 酸甜菜碱中的一种或几种的混合物。
[0013] 优选的，所述甜菜碱中残胺的含量为0.001%~0. 1%。
[0014] 本发明还提供了一种上述的甜菜碱型复合发酵助剂在发酵豆巧中的应用。
[0015] 优选的，将所述复合发酵助剂W发酵培养基的1. 0~6.Owt%的添加量加入到发 酵培养基中进行发酵。
[0016] 本发明还提供了一种发酵豆巧的方法，即甜菜碱型复合发酵助剂在发酵豆巧中的 应用方法，包含W下步骤：
[0017] (1)豆巧培养物配制：将质量百分比为60~80%的豆巧、15~35%的教皮和5~ 10%的薦糖组成的豆巧培养物混合均匀，装入发酵罐，加水使料水比达到0. 6~1. 2,进行 局溫灭困；
[0018] (2)发酵培养：将枯草芽抱杆菌菌液按照2~5wt%的接种量接入发酵罐中，揽拌 均匀后发酵；然后按照2~5wt%的接种量接入乳酸菌菌液，揽拌均匀，将权利要求1-4之 一中所述的复合发酵助剂按1. 0~6.Owt%的添加量喷洒到豆巧培养物中发酵；
[0019] (3)干燥粉碎：将发酵结束后的物料经过40~70°C烘干后，粉碎过筛即得发酵豆 巧成品。
[0020] 优选的，所述步骤（2)中枯草芽抱杆菌发酵条件为25~30°C发酵48~60h。
[0021] 优选的，所述步骤（2)中复合发酵助剂的发酵条件为32~37°C发酵36~48h。
[0022] 优选的，所述步骤（1)中，所述豆巧培养物装入发酵罐时的装样量为1/4~1/3。
[0023] 优选的，所述枯草芽抱杆菌菌液的浓度为1〇7~10 9个/ml;所述乳酸菌菌液的浓 度为1〇7~10 9个/ml。
[0024] 优选的，将所述复合发酵助剂经微滤除菌后加入豆巧培养物中。 阳0巧]优选的，所述高溫灭菌是指在115°C高溫灭菌20min。
[0026] 本发明具有如下所述的有益效果：
[0027] 本发明的复合发酵助剂包含W下原料成分：90~98. 5 %的甜菜碱、0. 1~0. 8% 的CuS04 ? 5肥0、0. 2 ~1 % 的MnS04 ?肥0、0. 5 ~5 % 的ZnS04 ? 7肥0 和 0. 5 ~5 % 的 FeS04'7肥0,其中甜菜碱是一种季胺型生物碱，广泛存在于动植物中，尤W甜菜废糖蜜中含 量最高。其作为一种表面活性剂，可W降低物料表面界面张力，增加物料混合均匀度；另外， 甜菜碱可W有效调节环境渗透压，保证一步发酵中产生的生物酶活性不受影响；而复合发 酵助剂中的微量金属元素添加物，满足了发酵所需各种微量金属元素的恒量供应，并可促 进形成氨基酸与金属馨合物。
[002引因此，将本发明的复合发酵助剂应用到豆巧发酵中，一方面在不影响菌种活力范 围内能够保证豆巧发酵过程中各种微量金属元素的恒量供应，促进形成氨基酸金属馨合 物；另一方面能够降低物料表面张力、提升物料均匀度，保证发酵豆巧质量稳定。此外，本豆 巧发酵时采用二步发酵法，提高了发酵效果，大大提升了发酵效率，缩短了发酵时间。
【具体实施方式】
[0029] 为更好的说明本发明，通过下面的实施例可W更详细的解释本发明。本发明并不 局限于下面的实施例。 阳〇3〇] 实施例1
[0031] 甜菜碱型复合发酵助剂包含W下质量百分比的原料成分：91. 7%的无水甜菜碱、 0. 8%的CuS04 ?甜20、0. 5%的MnS04 ?肥0、2%的化S04 ? 7肥0 和 5%的化S04 ? 7肥0。 阳0巧 实施例2
[0033] 甜菜碱型复合发酵助剂包含W下质量百分比的原料成分：95%的盐酸盐甜菜碱、 0. 2 % 的CuS04 ? 5肥0、0. 8 % 的MnS04 ?肥0、1. 5 % 的化S04 ? 7肥0 和 2. 5 % 的化S04