一种发酵法制备小麦水解蛋白的生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种发酵法制备小麦水解蛋白的生产方法，属饲料添加剂生产【技术领域】。该方法以小麦面筋蛋白粉为原料，通过枯草芽孢杆菌和米曲霉混合发酵所产内切蛋白酶、羧肽酶等蛋白类酶制剂的作用，将小麦面筋蛋白水解成短肽链，并将短肽链末端的疏水性氨基酸切除，从而实现小麦水解蛋白酶解和脱苦一步完成的发酵法生产。与传统酶解方法相比：生产成本低，反应条件温和，工艺技术参数可靠，产品质量稳定，没有苦味，产品风味、色泽等各项指标均优于酶法水解。产品分子量小，溶解性好，谷氨酰胺含量高，可以替代血浆蛋白，添加应用后对提高断奶幼仔动物消化率，解决应激和腹泻优势明显。
【专利说明】一种发酵法制备小麦水解蛋白的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及植物蛋白的综合开发应用领域，特别涉及一种发酵法制备小麦水解蛋 白的生产方法，属饲料添加剂生产【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 小麦面筋蛋白的蛋白质分子量较大，含有较多的疏水性氨基酸和不带电荷的氨基 酸，分子内疏水作用区域较大，溶解度低，遇水后易形成面筋状物质，黏度大，在诸多行业的 应用效果不理想或是应用范围受到一定限制。小麦水解蛋白作为一种优质的无抗原植物性 蛋白源，广泛应用于乳仔猪料、高档水产料、犊牛代奶粉及宠物饲料中。小麦水解蛋白的生 产方法主要有化学水解法、酶水解法和微生物发酵法。酸碱水解法产品质量不稳定，水解产 生的氨基酸易发生破坏，容易造成营养成分损失；酶水解法是目前小麦水解蛋白生产的主 要方法，其不足之处是用于谷朊粉水解的酶，价格相对较高，同时酶解产物在很大程度都存 在着苦味问题，影响产品的口感风味和推广应用；微生物发酵法是通过微生物代谢活动产 生的酶类将谷朊粉分解，分解较为彻底，富含营养高的小分子肽。微生物发酵法不仅成本 低，可以节省大量昂贵的酶制剂，而且产品风味好。国内外对小麦水解蛋白的制备研究，目 前主要集中在利用纯酶制剂进行直接酶解，由于商品酶制剂成本高昂，直接酶解法生产小 麦水解蛋白代价巨大，限制了工业化生产与应用，特别限制了产品在某些行业的推广应用。 因此，基于间接酶解法的微生物发酵制备多肽的工艺，已日益受到研究人员的关注。
[0003] 微生物是各种酶制剂的重要来源。如果能筛选到一些能直接利用谷朊粉中的蛋白 质产小麦肽的微生物菌株，利用微生物的代谢功能产生蛋白酶，将酶解和脱苦这两个步骤 有机结合在一起，通过合适的发酵工艺，大批量低成本的生产制备小麦肽，将具有很好的应 用价值。目前未见报道。
【发明内容】
[0004] 为满足市场需求，本发明目的在于提供一种采用液体发酵法制备小麦水解蛋白的 新方法，将酶解和脱苦这两个步骤有机结合在一起，从而降低小麦水解蛋白的生产成本，实 现工业化生产。
[0005] 为实现本发明目的，本发明根据小麦谷朊粉的特性和动物营养学的特点，依据微 生物发酵工程原理与理论，利用微生物发酵所产内切蛋白酶、羧肽酶等蛋白类酶制剂的作 用将小麦面筋蛋白水解成短肽链，并将短肽链末端的疏水性氨基酸切除，实现酶解和脱苦 一步完成小麦水解蛋白发酵法生产工艺。
[0006] 具体技术方案如下： 1)将活化后的米曲霉菌(AspergillU)株经传代培养后，转接到液体种子培养基中，于 33°C，200r/min振荡培养36h，待生成均一小菌丝球时用于发酵；同时将活化后的枯草芽孢 杆菌菌株（Bacillus subtilis)接种于种子培养基中，37°C，120r/min振荡培养23_24h, 使菌体浓度达到l〇6-l〇 8CFU/mL备用； 2) 称取小麦面筋蛋白粉，在发酵罐中加水配置成重量百分比浓度为5%-10%，加入相对 于小麦面筋蛋白质量〇. 2%的生长营养包，调整pH为5. 5-7. 5,然后灭菌降温至33-37°C，接 入上述枯草芽孢杆菌和米曲霉液体菌种，菌种重量比为：枯草芽孢杆菌：米曲霉=2-5:1，接 种总量为体系体积的5-9%。； 3) 控制发酵罐发酵转速为50-180rpm，发酵温度33-40°C，发酵时间24-40h ; 4) 发酵结束后对发酵液进行蒸发浓缩，然后喷雾干燥制成粉末状小麦水解蛋白产品。
[0007] 所述的营养包由葡萄糖、氯化钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾组成，其重量比为 100:1-3:0. 5-2:0. 1-1。
[0008] 本发明利用微生物发酵所产内切蛋白酶、羧肽酶等蛋白类酶制剂的作用将小麦面 筋蛋白水解成短肽链，并将短肽链末端的疏水性氨基酸切除，实现酶解和脱苦一步完成的 小麦水解蛋白发酵法生产工艺。该工艺生产的产品是以农副产品为原料进行的深加工转化 产品，附加值大，社会经济效益显著。该生产工艺综合生产能力强，转化率高，达到80%以 上。与传统酶解方法相比：生产稳定，产品没有苦味，苦味值介于〇和1之间，产品风味、色泽 优于酶法水解，各项性能指标均优于酶法水解。产品分子量小，溶解性好，谷氨酰胺含量高， 可以替代血浆蛋白，添加应用后对提高断奶幼仔动物消化率，解决应激和腹泻优势明显。实 验结果如表1和表2 : 表小麦水解蛋白酶解法与本发明发酵法结果对比
【权利要求】
1. 一种发酵法制备小麦水解蛋白的生产方法，其特征在于，由以下步骤实现： (1)将活化后的米曲霉菌株（Aspergillu)转接到液体种子培养基中，于33°C，200r/ min振荡培养36h，待生成均一小菌丝球时用于发酵；同时将活化后的枯草芽孢杆菌菌株 (Bacillus subtilis)接种于种子培养基中，37°C，120r/min振荡培养23_24h，使菌体浓 度达到106-10 8CFU/mL备用；（2)称取小麦面筋蛋白粉，在发酵罐中加水配置成重量百分 比浓度为5%-10%，加入相对于小麦面筋蛋白质量0. 2%的生长营养包，调整pH为5. 5-7. 5， 然后灭菌降温至33-37°C，接入上述枯草芽孢杆菌和米曲霉液体菌种，菌种重量比为：枯 草芽孢杆菌：米曲霉=2-5:1，接种总量为体系体积的5-9%。；（3)控制发酵罐发酵转速为 50-180rpm，发酵温度33-40°C，发酵时间24-40h ;(4)发酵结束后对发酵液进行蒸发浓缩， 然后喷雾干燥制成粉末状小麦水解蛋白产品； 所述的生长营养包由葡萄糖、氯化钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾组成，其重量比为 100:1-3:0. 5-2:0. 1-1。
【文档编号】C12R1/69GK104212859SQ201410533095
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】张新武, 张子峰 申请人:郑州新威营养技术有限公司