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发酵法生产大豆肽的研究

刘唤明 邓楚津
摘 要 通过对培养基组成、pH值、接种时间、接种量、发酵时间等因素的研究,优化了发酵法制备大豆多肽的生产工艺。结果表明:在葡萄糖含量为2%,豆粕含量为12%,初始pH值为6.5,接入4%的菌龄为15 h的液体种子,发酵时间为48 h的条件下,豆粕蛋白的水解度达60%。
关键词 大豆肽;水解度;豆粕
中图分类号 S816.34
大豆是一种优良的植物蛋白资源,经过加工制成的豆粕必需氨基酸丰富,是动物日粮中常用的植物蛋白质原料。由于大豆蛋白质分子结构复杂,分子量较大(80%大豆蛋白质分子量超过100 kDa),存在着消化率和生物学效价不及鱼粉等动物性蛋白质的问题。大豆肽与具有相同氨基酸组成的大豆蛋白质相比,具有许多独特的理化特性与生物学活性;大豆肽是大豆蛋白质水解后产生的由2~10 个氨基酸残基组成的低肽混合物,分子量为1 000左右;大豆肽具有多种生理功能,如易消化、易吸收、促进矿物质吸收、抗氧化、促进双歧杆菌和乳酸菌增殖、增强免疫力等。目前,大豆肽已广泛地应用于饲料行业,其促进饲养动物生长和增强动物免疫力的功能已得到验证[1-4]。
大豆肽的生产方法有直接酶解法和发酵法。直接酶解法由于使用高价格的酶而提高了大豆肽的生产成本,因而限制了其在饲料行业中的应用;发酵法由于把蛋白酶的发酵生产和大豆肽的酶解生产结合在一起,降低了大豆肽的生产成本,应用前景较好。本文用高产蛋白酶的枯草芽孢杆菌进行发酵法生产大豆肽的研究,旨在为大豆肽的发酵法生产提供参考。
1 材料与方法
1.1 主要材料
枯草芽孢杆菌由本实验室自行选育;豆粕为广东富宏油品有限公司生产,粉碎后过60目筛。
1.2 主要仪器设备
超净工作台(上海博讯实业有限公司)、控温摇床(上海博讯实业有限公司)、TD5台式离心机(湖南湘仪科学仪器设备有限公司)、722型分光光度计(上海分析仪器厂)。
1.3 培养基
液体种子培养基:PDA(马铃薯-葡萄糖-琼脂)培养基[5]。
1.4 测定方法
蛋白含量测定采用凯氏定氮法;水解度测定采用茚三酮显色法[6]。
2 结果与讨论
2.1 不同碳源对蛋白水解度的影响
分别以2%的葡萄糖、蔗糖、糖蜜、淀粉为碳源,以10%豆粕为氮源,进行发酵试验,48 h后测定豆粕蛋白水解度(见图1)。

由图1可知,不同的碳源对豆粕蛋白的水解度影响较大,以葡萄糖的效果最好。
2.2  不同碳源浓度对蛋白水解度的影响
分别以1%、2%、3%、4%、5%的葡萄糖为碳源,以10%的豆粕为氮源,进行发酵试验,48 h后测定豆粕蛋白的水解度。结果见表1。

由表1结果可知,葡萄糖的含量对蛋白水解度影响较大,以含量为2%的葡萄糖水解效果最好。
2.3 不同氮源浓度对蛋白水解度的影响
在以2%的葡萄糖为碳源的基础上,分别添加8%、9%、10%、11%、12%、13%的豆粕进行发酵试验,48 h后测定豆粕蛋白水解度。结果见表2。

由表2结果可知:当豆粕含量为12%时,豆粕蛋白水解效果最好。
2.4 初始pH值对蛋白水解度的影响
分别在pH值为6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5的条件下进行发酵试验,48 h后测定豆粕蛋白水解度。结果见表3。

由表3结果可知:当发酵培养基初始pH值为6.5时,豆粕蛋白水解效果最好。
2.5 菌龄对蛋白水解度的影响
分别接入一定量的菌龄为11、12、13、14、15、16 h的液体种子到上面优化的培养基上,进行发酵试验,48 h后测定豆粕蛋白水解度。结果见表4。

由表4结果可知:当接种菌龄为15 h的液体种子时,豆粕蛋白水解效果最好。
2.6 接种量对蛋白水解度的影响
将接种量为1%、2%、3%、4%、5%、6%的菌龄为15 h的液体种子接入到上面优化的培养基上进行发酵试验,48 h后测定豆粕蛋白水解度。结果见表5。

由表5结果可知:当接种量为4%时,豆粕蛋白水解效果最好。
2.7 发酵时间对蛋白水解度的影响
在上面优化的发酵条件下,进行发酵试验。分别于28、32、36、40、44、48、52、56 h时测定豆粕蛋白水解度。结果见表6。

根据表6结果可知,随发酵时间的延长,水解度增加,当48 h后水解度增加幅度不大,综合考虑,最佳发酵时间为48 h。
3 小结
本文就发酵法制备大豆肽的工艺进行了摇瓶发酵试验,研究了培养基的组成、菌龄、接种量、发酵时间等因素对大豆蛋白水解度的影响;并且在最终优化的发酵条件下,豆粕蛋白水解度达60%。本文运用枯草芽孢杆菌进行发酵法制备大豆肽具有生产成本低、水解度高的特点,表明发酵法在工业化生产大豆肽上是很有潜力的方法。
参考文献
1 张晶,李牧,单安山,等.大豆活性肽对14 日龄早期断奶仔猪生长性能和甲状腺素分泌的影响[J].东北农业大学学报,2005,36(4):467~471
2 李绍章,梁运祥,葛向阳.大豆蛋白发酵降解多肽在养殖中的应用[J].饲料广角,2004(7):36~39
3 胡先勤,韩继宏.大豆小肽在鲫鱼鱼苗中的应用[J].科学养鱼,2005(2):7~8
4 陈萱,陈昌福,梁运祥.发酵豆粕饲料对异育银鲫非特异性免疫功能的影响[J].淡水渔业,2005,35(2):6~8
5 李阜棣,喻子牛,何绍江.农业微生物学实验技术[M].北京:中国农业出版社,1996.42~44
6 赵新淮,冯志彪.大豆蛋白水解物水解度测定的研究[J].东北农业大学学报,1995,26(2):1~4

(编辑:刘敏跃,lm-y@tom.com

刘唤明,广东海洋大学食品科技学院,524088,广东湛江。
邓楚津,单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期:2006-08-14

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