菜籽粕分步發(fā)酵的工藝研究.pdf

1、菜籽粕作為我國(guó)當(dāng)前最有應(yīng)用潛力的植物蛋白資源，對(duì)其進(jìn)行大規(guī)模合理開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)迫在眉睫。本研究在借鑒大量前人研究的基礎(chǔ)上，采用分步發(fā)酵的方法來(lái)發(fā)酵菜籽粕，即先利用固態(tài)有氧發(fā)酵的方法，促進(jìn)微生物的大量繁殖和大分子物質(zhì)、抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的降解，通過(guò)控制發(fā)酵時(shí)間等，防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的大量損耗;再轉(zhuǎn)入?yún)捬醢l(fā)酵，豐富產(chǎn)物種類，增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。其中，在評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)定上，把小肽的增加率、硫甙的降解率及有機(jī)酸的增加率納入評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)定更加接近于生產(chǎn)實(shí)際。

2、為了均衡產(chǎn)品中氨基酸的構(gòu)成，通過(guò)添加適量棉粕的方法進(jìn)行調(diào)配。最后，對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品中的多肽進(jìn)行研究，在進(jìn)一步評(píng)價(jià)發(fā)酵產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的同時(shí)，也驗(yàn)證了利用此發(fā)酵方法來(lái)獲取有生物活性的菜籽多肽是可行的。
　　 (1)通過(guò)菜籽粕有氧發(fā)酵菌種篩選及工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)等，得到如下結(jié)論:由各單菌生長(zhǎng)曲線確定擴(kuò)大培養(yǎng)以24h為宜，此時(shí)的菌種計(jì)數(shù)結(jié)果表明，各菌種達(dá)到接種要求;單菌篩選實(shí)驗(yàn)篩選出3#-910、5#、7#等三株優(yōu)勢(shì)菌株;混菌篩選實(shí)驗(yàn)確定，三株菌的

3、最佳配比為3#-910∶5#∶7#為2∶1∶1。單因素工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別表明:接種量為2.0％時(shí)，發(fā)酵時(shí)間為3d及更長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，發(fā)酵溫度為36℃時(shí)，料水比為1∶0.75及更高時(shí)，各單因素對(duì)有氧發(fā)酵的效果影響最好。結(jié)合多因素工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)后續(xù)安排及生產(chǎn)實(shí)際等，確定最佳的有氧發(fā)酵工藝組合為接種量1.5％，發(fā)酵時(shí)間3d，發(fā)酵溫度36℃，料水比1∶1。
　　 (2)通過(guò)厭氧發(fā)酵菌種的篩選實(shí)驗(yàn)，選擇出了5#這一優(yōu)勢(shì)菌種。通過(guò)厭氧發(fā)

4、酵工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合有氧發(fā)酵階段的研究成果，確定菜籽粕分步發(fā)酵的總工藝為:先以培養(yǎng)24h處于對(duì)數(shù)期的3#-910、5#、7#三株單菌以2∶1∶1的比例混合均勻，然后以1.5％接種量接入菜籽粕固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基，1∶1的料水比，在36℃下進(jìn)行有氧發(fā)酵3d;接著再接入5#兼性厭氧菌，以0.5％的接種量，33℃條件下進(jìn)行無(wú)氧發(fā)酵3d，即得到最終產(chǎn)品。
　　 (3)通過(guò)對(duì)菜籽粕固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定棉粕的添加量以15％為宜，其他生

5、長(zhǎng)因子考慮到成本等因素可以不再添加。
　　 (4)通過(guò)對(duì)原料及發(fā)酵菜籽粕產(chǎn)品中各種營(yíng)養(yǎng)及理化指標(biāo)的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵效果較好。結(jié)果顯示:經(jīng)過(guò)發(fā)酵，發(fā)酵菜籽粕產(chǎn)品中多肽的含量由15.44mg/g提高到69.19mg/g，提高了348.2％;總酸含量由1.227％提高到4.368％，提高了256.0％;總硫甙含量由2.755mg/g降解到1.427mg/g，降解了48.20％;ITC含量由0.5199mg/g降解到0.3774mg/g，

6、降解了27.40％，OZT含量由0.2799mg/g降解到0.02362mg/g，降解了91.56％;粗蛋白含量增加了7.458％;粗纖維降解了1.184％;植酸降解了14.81％;單寧含量略有提高。有機(jī)酸方面，有著增加產(chǎn)品的風(fēng)味和適口性，部分取代抗生素作用等價(jià)值的各種有機(jī)酸成分的含量均得到顯著提高。
　　 通過(guò)添加棉粕優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基，混合培養(yǎng)基發(fā)酵產(chǎn)品中多肽的含量由15.44mg/g提高到69.45mg/g，提高了349.8％

7、;總酸含量由1.227％提高到4.424％，提高了260.6％;總硫甙含量由2.755mg/g降解到1.613mg/g，降解了41.44％;ITC含量由0.5199mg/g降解到0.3976mg/g，降解了23.50％，OZT含量由0.2799mg/g降解到0.05926mg/g，降解了78.83％;粗蛋白含量增加了14.47％;粗纖維降解了6.550％;植酸降解了6.209％;單寧含量略有提高。各水解氨基酸方面，賴氨酸、亮氨酸等限制性

8、氨基酸的含量比單一的發(fā)酵菜籽粕中的含量有所提高，且通過(guò)添加棉粕，氨基酸的總量也有所提高，氨基酸更均衡。
　　 (5)而對(duì)發(fā)酵菜籽粕中生物活性多肽的結(jié)構(gòu)、分子量大小及功能活性等方面進(jìn)行的研究則表明:發(fā)酵菜籽粕中多肽的分子量大小范圍在1600Da以下，大部分在500Da左右，分子量大小適宜。通過(guò)一級(jí)及二級(jí)質(zhì)譜分析，檢測(cè)出了二肽，如蘇氨酸-蛋氨酸等;也檢測(cè)出了四肽，如(N)-絲氨酸-亮氨酸（異亮氨酸）-苯丙氨酸-蛋氨酸-(C)以及(N