[发明专利]一种鱼粉加工废弃液与植物蛋白混合酶解发酵制备低聚肽的方法

说明书

技术领域

 本发明属于微生物酶解发酵饲料技术领域，涉及一种淡水鱼粉加工废弃液与植物蛋白混合酶解发酵制备低聚肽的方法。

背景技术

随着水产养殖业的集约化迅速发展，鱼粉需求量极速上增，然而，环境的不断恶化和过度捕捞，导致全球鱼粉产量下降，价格居高不下，鱼粉等优质饲料蛋白也因此成为制约畜牧及水产养殖业发展的瓶颈。鱼粉加工技术多为湿法，其工艺的特点是原料经过粉碎-蒸煮-压榨-烘干后制成鱼粉，而鱼粉加工过程中，每生产1吨鱼粉，可产生3～3.5吨压榨出来的废弃液，而鱼粉加工废弃液中还含有10%-15%的易消化的可溶性蛋白质，以及一定量的维生素和钙、锌等多种矿物质，故也称为鱼蛋白水。由于鱼粉加工废弃液回收需高耗电的浓缩、干燥设备，目前我国中小规模的鱼粉加工企业难以承受昂贵的运作成本，因此将鱼粉加工废液直接排放到周围环境中，造成环境的严重污染和资源的浪费。

棉籽作为一种经济作物，在我国种植面积广，产量大。棉粕是棉籽经压榨产油后的副产品，我国棉粕年产量达600万吨以上，居世界之首。棉粕是一种重要的植物蛋白源，富含精氨酸，硫胺素、B族维生素和磷元素等，但是赖氨酸含量不足，且含有游离棉酚等有毒物质，限制其在饲料中的应用。鱼粉、豆粕等优质蛋白源的严重不足掀起了国内外研究学者和养殖企业家对棉粕脱毒研究的热潮。目前棉粕脱毒方法主要有化学法、物理法和微生物发酵法。化学法主要采用有机溶剂、酸、碱等进行处理，但存在腐蚀设备和残留物去除不完全的缺陷；物理法主要是通过加热、机械加工、水浸泡法等，虽然对棉粕的脱毒有一定的效果，但对设备有一定要求，增加了成本；微生物发酵法是利用其分泌的酶类进行生物脱毒，同时还补充了菌蛋白和维生素等一些促生长因子，棉粕的营养也得到了均衡。

目前国内外大量开展植物性蛋白源替代鱼粉饲料的研究。而菜粕、棉粕等植物蛋白源价格低廉，经处理后营养相对均衡的优点逐渐被养殖企业所认可。专利CN200410015386.X公开了一种蛋白饲料的制备方法，该方法只采用蛋白酶单酶和菌种进行同步发酵，一方面由于酶的专一性限制其水解肽键的种类，并且纤维素、果胶等也未能得到有效降解，另一方面由于酶解与发酵条件的差异性也限制了酶解效率。专利申请CN102228157中也提到发酵豆粕完全替代鱼粉尤其针对鱼类水产动物会导致鱼类免疫力下降，生长慢等不良效应，说明植物蛋白源只能部分替代鱼粉。

天然蛋白质的疏水性结构往往隐藏在其分子内部，随着水解的进行，尤其是当分子量在小于6000Da时，其疏水基团逐渐暴露，得到的多肽产物会呈现出苦味，影响动物适口性并且不容易消化。大量研究表明，只有3～10个氨基酸残基组成的低聚肽才具有特定生物活性。专利CN200710168967.0公开了一种功能性饲料蛋白肠膜蛋白粉的制备方法，该法采用多种酶分段液体酶解法，该法追求高效酶解，导致酶解产物中游离氨基酸含量相对增高，而具有生物活性的低聚肽含量相对降低，并且制备步骤繁琐且后续干燥能耗大，不利于规模化生产。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足，针对目前鱼粉加工废弃液回收费用高，营养价值高，直接丢弃造成环境污染和资源浪费，提供一种淡水鱼粉加工废弃液与植物蛋白混合酶解发酵制备低聚肽的方法，该方法采用酶解和发酵两步法，既能充分降解蛋白，得到含量较高的低分子低聚肽，又能产生呈味氨基酸、低聚肽、核苷酸和天然有机酸，适口性得到显著提高。此外，本发明利用棉粕、菜粕替代一部分豆粕，节约成本，提高经济效益。

本发明目的是通过如下技术方案实现的。

一种淡水鱼粉加工废弃液与植物蛋白混合酶解发酵制备低聚肽的方法，主要步骤如下：

（1）原料预处理：利用减压蒸发法将鱼粉加工废弃液进行浓缩，至蛋白含量为10%-30%，将棉粕、菜粕、鲜白酒糟等植物蛋白原料粉碎，并过40-60目筛备用；

（2） 酶解：各经步骤（1）处理后的原料添加量按重量比为：浓缩的鱼粉加工废弃液6-10份，棉粕4-10份，菜粕4-10份，鲜白酒糟1-5份；各原料混合均匀，最终水分控制在混合原料重量比的30%-60%范围，调节pH为5.5-7，温度为30℃-40℃，添加复合酶制剂混合分步酶解2-3.5小时；

（3）发酵：分别接入各益生菌种进行固体发酵48-64小时，控制温度在25℃-45℃，发酵过程分前期和后期，前期发酵为前30-50小时耗氧过程，采取每6-8小时翻料降温、通气40s-80s，后期发酵为发酵30-50小时后的厌氧过程，采用薄膜封口，密闭发酵；发酵装置为发酵桶、发酵罐、发酵池或塑料袋等；