液态同步发酵酶解植物蛋白的方法及制得的蛋白水解物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及酶解植物蛋白的方法，具体设及一种液态同步发酵酶解植物蛋白的方 法及制得的蛋白水解物。
【背景技术】
[0002] 小肤一般含有2~3个氨基酸残基，可W被机体直接和完整的吸收，吸收速率快、消 耗能量低、吸收效率高。小肤作为饲料添加剂，具有多种生物活性功能，可W促进肠粘膜结 构和功能发育;可W促进氨基酸吸收和蛋白质合成;可W促进免疫器官发育，可W提高机体 免疫力;可W促进矿物会吸收;可W提高机体抗氧化水平等。
[0003] 小肤的生产可W通过化学合成法、酸水解法、蛋白酶酶解法来实现。化学合成法成 本高，不适合应用于饲料领域;酸水解法水解过程不易控制，小肤易被水解成氨基酸。蛋白 酶酶解法条件溫和，过程可控，得到的产物小肤含量高。关于蛋白酶酶解的专利有 化01823124.1、21^201110164075.乂、化00805272.7等，运些专利介绍了直接用蛋白酶酶解蛋 白源获取目的产物的工艺，将植物蛋白配制成植物蛋白水溶液或含水浆状物后，加入成品 蛋白酶进行酶解后，经干燥得到富含小肤的蛋白水解物。而运些酶解法中使用都是成品蛋 白酶，一般由菌体发酵培养而来，需要经过发酵、酶的提取浓缩、酶的保藏等步骤，使用时再 将其加入到植物蛋白水溶液或含水浆状物中，工艺流程繁冗，生产周期较长，生产成本较 高。而且现有工艺主要使用固态发酵的方式来实现酶的同步制取和酶解，但固态发酵面临 一些弊端:如发酵周期长、酶解效果差、所得产物小肤含量低、生产过程劳动强度大、过程不 易控制、产品质量不稳定等。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种液态同步发酵酶解植物蛋白的方法，一是可W解决现有的酶水解 蛋白方法中，需要先制备成品蛋白酶、保藏酶等，导致工艺流程繁冗，生产周期较长，生产成 本较高的问题;二是避免固态发酵所带来的弊端。
[000引本发明还提供一种由上述方法制得的蛋白水解物。
[0006] 本发明通过下述技术方案实现： 一种液态同步发酵酶解植物蛋白的方法，包括W下步骤： 取能够产生对应植物蛋白酶的菌种，经活化、种子液培养W及种子液扩大培养后，将种 子液接种于发酵培养基中发酵培养;将植物蛋白与水按重量比为1:(1.7~3)的比例混合， 得到植物蛋白溶液;在发酵培养至20~40h时，添加植物蛋白溶液进行同步酶解，再经过升 溫酶解后，干燥。
[0007] 本发明提供了一种将酶的发酵制取与酶解植物蛋白同步进行的新工艺，省去了酶 的提取、浓缩干燥、储藏、添加等步骤，简化了工艺，缩短了生产时间，节约了生产成本，且在 酶的发酵过程中添加植物蛋白，既是酶底物又能作为菌体氮源，可W诱导酶的大量生成，进 一步提高酶解效率。且本发明通过在发酵至20~40h时大量加入待酶解的植物蛋白溶液，使 发酵罐中的料水比增加，大大降低了用水量，使后期的干燥过程更易实现，并最大程度的降 低生产成本。
[0008] 本领域技术人员知道，蛋白酶多来源于微生物，广泛存在于细菌(含古细菌）、酵母 菌和真菌中。本申请中所需酶解的植物蛋白为能够用于制备饲用小肤的植物蛋白，包括但 不限于豆巧、大豆蛋白、棉巧蛋白、玉米蛋白W及大米蛋白，对应的蛋白酶多存在于地衣芽 抱杆菌和/或枯草芽抱杆菌中。
[0009] 其中，所述活化步骤具体可W为：将菌种接种于LB培养基中，35~37°C培养12~ 2地。
[0010] 其中，所述种子液培养步骤具体可W为:将活化的菌种接种于种子培养基，于35~ 37°C、200~250转/分钟的条件下，震荡培养12~24h;其中，所述种子培养基的配方为:蛋白 腺6~12g/L、酵母粉3~5g/L、葡萄糖5~lOg/L、硫酸锭2~4g/L、氯化钢5~lOg/L、憐酸氨二 钟2~5g/L、憐酸二氨钟2~3g/L。
[0011] 其中，在所述种子液培养步骤中，在接种活化的菌种前，所述种子培养基于121°C 灭菌20~30min后，冷却至30~37°C。
[0012] 其中，所述种子液扩大培养步骤具体可W为:将经过上述种子液培养得到的种子 液按原液:新液为（1~5) :50的体积比接种于新的种子培养基，在溫度为35~37°C的条件 下，W150~300转/分钟的速度揽拌，并通无菌空气，培养12~2地。
[0013] 其中，所述发酵培养步骤具体可W为:将经过上述种子液扩大培养得到的种子液 按原液:新液为（1~10): 100的体积比接种于发酵培养基，在溫度为35~37°C的条件下，W 150~300转/分钟的速度揽拌并通无菌空气培养20~40h;其中，发酵培养基的配方为:植物 蛋白30~200g/L、酵母粉3~5g/L、葡萄糖5~lOg/L、硫酸锭2~4g/L、氯化钢5~lOg/L、憐酸 氨二钟2~5g/L、憐酸二氨钟2~3g/L、氯化巧0.1~Ig/L、硫酸儀0.1~Ig/L。
[0014] 其中，在所述发酵培养步骤中，在接种经过上述种子液扩大培养得到的种子液前， 所述发酵培养基于121°C灭菌20~30min后，冷却至30~37°C。
[0015] 其中，所述植物蛋白与水按重量比为1:(1.7~3)的比例混合后，于121°C的溫度下 灭菌20~30min，冷却至35~40°C。
[0016] 其中，所述植物蛋白与水混合的重量比进一步优选为1: (1.7~2.2)，W进一步减 少用水量，降低后续的干燥成本。
[0017] 其中，所述同步酶解步骤具体可W为:在发酵培养至20~40h时，采用分批补加或 连续流加的方法向发酵罐中添加灭菌的植物蛋白溶液，植物蛋白溶液的总添加体积为发酵 液体积(即，添加植物蛋白溶液之前的发酵液体积)的0.3~2倍。
[0018] 其中，所述升溫酶解步骤具体可W为:在发酵培养至36~60h时，将发酵溫度提高 至50~60°C，并保持2~化。
[0019] 其中，所述干燥步骤具体可W为:将经过升溫酶解步骤得到的酶解液在65°C的溫 度下热风干燥，得到粉状的富含小肤的蛋白水解物。
[0020] 本发明还提供一种由上述方法制得的蛋白水解物。该蛋白水解物中，酸溶蛋白含 量约为27.6-31.5%。该蛋白水解物可用作饲料添加剂，可W提高动物生产性能；提高免疫 力；降低腹泻率和死亡率等。
[0021] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： 1.节约成本:本发明将蛋白酶的发酵制取和酶对蛋白的酶解过程同步结合起来，省去 了酶的提取浓缩、保藏、添加等步骤，大大缩短了操作时间，节约了时间成本和生产成本，且 利用蛋白原料对菌体产酶的诱导作用，使酶解效率进一步提高。本发明虽为液态发酵，但在 发酵至20~40h时添加了大量待酶解植物蛋白，使含水量降低，大大节约了产品的干燥成 本。
[0022] 2.小肤含量高：前期发酵和后期植物蛋白的诱导使菌体产生大量的蛋白酶，酶解 效率大为提高，产品中酸溶蛋白占干物质的量达到27.6% W上。
[0023] 3.富含益生菌:发酵过程中产酶所使用的地衣芽抱杆菌或枯草芽抱杆菌均是益生 菌，可W促进动物的消化吸收，增加采食量。
[0024] 4.本发明制得的蛋白水解物作为饲料添加剂，可W提高动物生产性能;提高免疫 力；降低腹泻率和死亡率等。
【附图说明】
[0025] 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部 分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中： 图1为本发明液态同步发酵酶解植物蛋白的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0026] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本 发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作 为对本发明的限定。
[0027] 如图1所示，为本申请液态同步发酵酶解植物蛋白的工艺流程图，从图中可W看 出，本申请制备蛋白水解物的步骤主要包括： 菌种活化、摇瓶种子培养(即，种子液培养）、种子罐种子培养(即，种子液扩大培养）、发 酵培养、同步酶解、升溫酶解、热风干燥W及成品包装。结合W下同步发酵酶解不同的植物 蛋白，对本申请作进一步的详细说明。
[0028] 实施例1同步液态发酵酶解豆巧制取蛋白水解物a (1)菌种活化:将冰箱保藏的地衣芽抱菌种接种于LB培养基的平皿，37°C培养24h。
[0029] (2)摇瓶种子培养基配制：按W下比例配制种子培养基:膜蛋白腺12g/L，酵母粉 4g/L，葡萄糖lOg/L，硫酸锭4g/L，氯化钢6g/L，憐酸氨二钟5g/L，憐酸二氨钟2g/L，装液量 200mL/瓶，摇瓶容量lOOOmL共3瓶。121°C灭菌20min，冷却至30~37°C。
[0030] (3)种子液培养:将经过步骤（1)活化后的菌体接种于上述步骤(2)得到的种子培 养基，于摇床37°C、250巧m震荡培养15h。
[0031] (4巧化种子罐种子培养基的配置:按W下比例配制种子培养基：蛋白腺12g/L，酵 母粉4g/L，葡萄糖lOg/L，硫酸锭4g/L，氯化钢6g/L，憐酸氨二钟5g/L，憐酸二氨钟2g/L，装液 量30L<J2rC灭菌20min，通无菌空气冷却至30~37°C。
[0032] (5)种子液的扩大培养:将步骤(3)培养得到的种子液合并后接种于步骤(4)得到 的种子培养基中，在溫度37°