[发明专利]一种多菌种固态发酵制备鱼溶浆蛋白和豆粕混合原料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用多种微生物固态发酵来降解鱼溶浆蛋白中的大分子蛋白质和豆粕中的抗原蛋白的方法，特别涉及一种多菌种固态发酵制备鱼溶浆蛋白和豆粕混合原料的方法属于发酵工程技术领域。

背景技术

大豆及其产品因蛋白质含量高和氨基酸平衡性好而成为人和动物优质的植物蛋白源，并被广泛应用于食品及饲料行业。虽然大豆籽粒蛋白质含量高达40％，但是大豆中含有多种抗营养因子(Antinutritional factors，ANF)，严重影响大豆蛋白源的开发和利用。其中，大豆抗原蛋白(Soybean antigen)是大豆中最主要的抗营养因子之一。大豆抗原蛋白是指大豆中能引起人和动物过敏反应的一些抗原性蛋白质或糖蛋白，又称为致敏因子。其中，大豆球蛋白(Glycinin)和β-伴大豆球蛋白(β-Conglycinin)是免疫原性最强的大豆蛋白，约占大豆籽实蛋白质总量的70％；球蛋白由6个酸性亚基和6个碱性亚基组成的六聚体结构，酸性亚基和碱性亚基通过-S-S-形成一个聚合体；β-伴球蛋白由α、α’和β三种亚基组成。采用SDS-PAGE法(polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE)检测豆粕中抗原蛋白的组成，结果见图1。从图1中可以看出，豆粕中抗原蛋白分子量范围为22-76kDa，均属于大分子蛋白。这两种蛋白具有较强的热稳定性，普通的热处理不能钝化大豆抗原蛋白的免疫活性，可引起婴儿和幼龄动物产生过敏反应，造成胃肠道的损伤，甚至导致动物死亡。此外，豆粕中的寡糖主要成分是水苏糖、棉籽糖和蔗糖等，含量分别为4%、1%和5%。蔗糖是由α-D-葡萄糖和β-D-果糖以α-1，2糖苷键结合而成。而棉籽糖和水苏糖则是在蔗糖结构中的葡萄糖C6位以α-1，6糖苷键又分别结合了1分子和2分子的半乳糖，因此，蔗糖是二糖，棉籽糖是三糖，水苏糖是四糖，它们都属于非还原性糖，结构如图2所示。

由于动物小肠粘液中缺乏α-半乳糖苷酶，水苏糖和棉籽糖不被消化而直接进入大肠中，经肠道产气微生物利用，产生气体，从而引起动物肠胃胀气或腹疼现象。因此，豆粕中的这些寡糖也被称作胀气因子或不良寡糖。图3显示了采用硅胶板薄层色谱法(thin layer chromatography，TLC)测定了豆粕样品中的寡糖，分子量相同的寡糖与标样中的寡糖在硅胶介质中迁移到同一水平位置上。

因此，大豆中的抗原蛋白和不良寡糖是制约大豆及其制品在饲料中广泛应用的真正瓶颈，需要通过一定方法体外消除这些抗营养因子。

鱼粉具有必需氨基酸和脂肪酸含量高，碳水化合物含量低，适口性好，抗营养因子少以及能够被养殖动物很好的消化吸收等特点。一直以来是水产饲料中不可缺少的优质蛋白源。但是，鱼粉含磷较高，而大多数鱼对鱼粉中磷的利用率很低，未被吸收的磷随着残料和粪便进入养殖水体，导致水体的富营养化。同时，随着集约化水产养殖业的发展，鱼用人工配合饲料的应用也日渐广泛，鱼粉的需求量巨增；另外，由于海洋环境的不断恶化和人类的无序捕捞，使得海洋渔业资源急剧衰退，致使世界鱼粉产量急剧下降。而鱼粉加工废水通常为原料鱼重的60%～70%，其中固形物占6%～7%，因此开发鱼溶浆蛋白对于资源的回收利用具有可观的经济效益和社会效益。纯品鱼溶浆蛋白是由新鲜鱼类在制作鱼粉的过程中压榨出的鱼溶浆液，经浓缩、酶解、干燥而成，生产工艺见图4。

鱼溶浆蛋白通常有两种：一种是类似于牙膏状的，另一种是喷雾干燥后的粉末，两种状态的鱼溶浆蛋白常规指标表1所示。

表1鱼溶浆蛋白的常规指标