[发明专利]以纳豆芽孢杆菌发酵大豆豆粕生产染料木素蛋白粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术，特别涉及一种以纳豆芽孢杆菌发酵大豆豆粕生产染料木素蛋白粉的方法。

背景技术

大豆染料木素是大豆异黄酮的主要活性物质之一，是一种天然的植物激素，具有独特的生理特性。很多研究报道及研究试验表明，染料木素为异黄酮类物质中活性功能最高的一种，是具有弱雌激素作用的非雌激素类化合物。其生理功效是：具有使骨密度增加、胫骨长度增加、骨细胞形成、防止骨质流失等药理作用，是治疗骨质疏松症的新型有效药物；也可用于治疗妇女更年期综合症、前列腺癌、乳腺癌及肿瘤等疾病，可降低胆固醇、心脏病及癌症的发生机率，具有抗氧化、抑制酪氨酸蛋白激酶(PTK)活性等作用。在这些功能中，异黄酮中的染料木素起到了关键的作用，其生物活性明显比相应的异黄酮糖苷高。但是苷元形式的异黄酮在大豆中含量非常少，不足大豆异黄酮总量的3％。

我国是世界上第三大豆生产国(产量仅居美国、巴西之后)，具有丰富的大豆资源，除了原有的压榨炼油和饲料产业外，对大豆进行深加工是我国大豆行业发展的必然趋势。豆粕是大豆加工的副产物，目前主要用作饲料处理，资源浪费严重。因而采用工业副产物大豆豆粕为原料生产富含染料木素的大豆蛋白粉，可大大提高豆粕的工业附加值。

目前，国内外制取染料木素的方法主要有三大类：

一是使用溶剂提取法；这种方法获得的大豆异黄酮95％还是结合态形式，其中游离苷元含量甚少，也就说染料木素的得率极低，很难起到调节人体各项生理功能的作用。

二是使用酸水解法；酸水解使用到强酸，对工业化及其不利，且副产物多，对人体生命安全和环境都存在安全隐患。

三是使用酶水解法；酶水解条件温和，多采用弱酸性的缓冲溶液，水解得到的染料木素等苷元物质不易变性。目前酶水解法酶的获得主要有两种途径，一是直接使用商业β-葡萄糖苷酶，另一种则是使用微生物前期发酵产生β-葡萄糖苷酶，经过粗略提取纯化，直接作用于富含大豆异黄酮糖苷的底物中，以转化糖苷为苷元物质。

能发酵产生β-葡萄糖苷酶的微生物主要有纳豆芽孢杆菌、黑曲霉、米曲霉、假丝酵母、嗜热毛壳菌、链霉菌等等。其中有些微生物发酵产物复杂，如果发酵产物直接应用于食品、饲料行业，安全性成为首要问题。而纳豆芽孢杆菌为益生菌，对环境耐受力最好可以直达小肠的菌种之一，口服后可改变人体肠道菌丛生态，帮助消化道机能正常化，以使排便顺畅，维持体内生理环保。纳豆菌在通过吞噬大豆蛋白来繁殖的时候，产生出的无数酵素纳豆激酶和维生素K，具有神奇的药效，可以治疗三高(高血糖、高血压、高血脂)和溶解血栓的作用，而且还能产生出氨基酸的美味。

目前使用微生物的方法生产染料木素过程复杂，均需要先经过微生物发酵生产β-葡萄糖苷酶后，经由粗略提取纯化后，再作用于含有大豆异黄酮的底物中，以转化糖苷为苷元物质。此方法操作过程均分为两步，发酵生产β-葡萄糖苷酶的原料与β-葡萄糖苷酶作用底物基本不同，且酶提取过程复杂，整个操作复杂，生产成本较高；同时发酵用的菌株大多不是益生菌，对于后期发酵产品的应用有一定限制性。

因此，提供一种制备简单、效果显著的以大豆豆粕为原料、使用纳豆芽孢杆菌一步法发酵法生产高含量染料木素蛋白粉的方法，即以纳豆芽孢杆菌发酵大豆豆粕生产染料木素蛋白粉的方法，是该领域技术人员应着手解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种以纳豆芽孢杆菌发酵大豆豆粕生产染料木素蛋白粉的方法。

为实现上述目的本发明所采用的实施步骤如下：一种以纳豆芽孢杆菌发酵大豆豆粕生产染料木素蛋白粉的方法，其特征在于实施步骤包括：

(1)发酵菌株的驯化：将能高产β-葡萄糖苷酶的纳豆芽孢杆菌接种于2％(w/v)的大豆豆粕发酵培养基中，培养成熟后，将发酵液稀释至10^-5～10^-8后分别平板划线取单菌落；得到的菌株，采用DNS法测定其β-葡萄糖苷酶的酶活力并比较筛选一株产酶活力相对高的菌株；将筛选出来的产酶活力高的菌株，再转接于含4％(w/v)大豆豆粕的发酵培养基中，再培养成熟后，取其发酵液稀释划平板筛菌；筛选方法同上；以此类推，逐级驯化，分别在含有6％(w/v)、8％(w/v)、10％(w/v)大豆豆粕的发酵培养基中驯化该菌种，即得到能分别适应2％(w/v)、4％(w/v)、6％(w/v)、8％(w/v)、10％(w/v)大豆豆粕发酵培养基且产β-葡萄糖苷酶活性高的纳豆菌株；