固態發酵法生產大豆多肽的初步研究

高曉梅　李楊　劉曉輝等

摘要：以豆粕粉為原料，以大豆多肽轉化率為指標對固態發酵生產條件進行了優化，并對獲得的13株蛋白酶產生菌株進一步篩選。結果表明：最佳發酵條件為基質含水量40%，接種量1%，初始pH值6.5，發酵時間 120 h，發酵溫度28℃；各菌株對蛋白含量無明顯影響，但蛋白水解度存在較大差異，其中米曲霉（Aspergillus oryzea）1001和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）發酵后大豆多肽含量可高達26.44%和25.46%。

關鍵詞：固態發酵；大豆多肽；發酵條件優化；菌株篩選

中圖分類號：TQ920.6文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）07-0078-04

AbstractWith soybean meal powder as raw material， the production situations of solid state fermentation were optimized using soybean peptide convert ratio as index， and the thirteen strains producing protease were further screened. The results showed that the optimum fermentation conditions were 40% of substrate water content， 1% of inoculation amount， 6.5 of the initial pH value，120 h of the fermentation time， and 28℃ of the fermentation temperature. There was no obvious effect on protein content of different strains，but the degrees of hydrolysis were quite different.The content of soybean polypeptides reached 26.44% and 25.46% respectively after fermentation with Aspergillus oryzea 1001 and Bacillus subtilis.

Key wordsSolid state fermentation； Soybean polypeptides； Optimization of fermentation condition； Strain screening

大豆是一種優良的植物性蛋白質來源， 經過加工制成的豆粕富含必需氨基酸，且具有較平衡的氨基酸配比。但由于大豆蛋白質分子結構復雜， 分子量較大（80%大豆蛋白質分子量超過100 kD），且含有多種抗營養因子，因此不利于消化和吸收。大豆多肽是大豆蛋白質水解后產生的由2～10個氨基酸殘基組成的低肽混合物， 分子量范圍為300～3 000 Da左右。與大豆蛋白質相比，大豆多肽具有多種獨特的生理功能， 如易消化、易吸收、促進礦物質吸收、抗氧化、促進雙歧桿菌和乳酸菌增殖、增強免疫力等[1，2]。目前，大豆多肽已廣泛地應用于飼料行業， 其促進飼養動物生長和增強動物免疫力的功能已得到驗證[3]。

大豆多肽的生產方法有直接酶解法和發酵法。直接酶解法成本較高，限制了其在生產中的應用；發酵法是把蛋白酶的發酵生產和大豆多肽的酶解生產結合在一起， 降低了大豆多肽的生產成本， 應用前景較好[4，5]。本文利用13株蛋白酶產生菌株進行固體發酵，用于生產飼用大豆多肽， 旨在為大豆多肽的固態發酵生產提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

2.7酸性蛋白酶水解對大豆蛋白和多肽含量的影響

采用飼用工業酸性蛋白酶，在其最適pH 4.0、40℃條件下水解2 h后，測定蛋白及多肽含量。結果發現豆粕經酸性蛋白酶水解后蛋白含量有一定提高，平均可達45%左右，大豆多肽含量平均可達11.82%。

3結論與討論

通過固態發酵方法，以大豆多肽轉化率為指標，確定豆粕最佳發酵工藝：培養料含水量為40%、接菌量為1%、發酵溫度28℃、初始pH值為6.5、發酵時間為120 h。不同菌種發酵的蛋白含量無明顯差異，但水解度差異較大。枯草芽胞桿菌和米曲霉1001蛋白水解度較高，可達25%以上；總狀毛霉M-808、酵母菌和乳酸菌蛋白水解度較小，平均8%左右。相較于微生物發酵水解，酸性蛋白酶對豆粕的水解度較低且操作復雜，成本較高。

液體搖瓶發酵的豆粕蛋白水解度達60%，然而固體發酵法具有操作更為簡便、生產成本較低等優點，是工業生產大豆多肽的一種很有潛力的方法。

真菌存在著廣泛的肽酶譜系，且具有價格低廉、來源廣泛、不易污染雜菌等優勢，適用于固態發酵。另外通過改良發酵條件和復合菌種配比等方法可以提高蛋白水解度。本研究擬進一步選擇一條操作簡便、耗能低、投資少的固態發酵工藝。參考文獻：

[1]余勃，陸兆新.發酵豆粕生產大豆多肽研究[J].食品科學，2007，28（2）： 189-192.

[2]李善仁，林新堅，蔡海松，等，混菌發酵豆粕制備大豆多肽的研究[J].中國糧油學報，2009，2（12）：53-57.

[3]張晶， 李牧， 單安山，等.大豆活性肽對14日齡早期斷奶仔豬生長性能和甲狀腺素分泌的影響[J].東北農業大學學報， 2005， 36（4）： 467-471.

[4]周伏忠，賈蘊麗，陳國參，等.豆粕發酵適宜菌株篩選及其發酵技術研究[J].河南科學，2007，25（3）：409-412.

[5]李理，潘進權，楊曉泉，等. 液體發酵法制備風味良好的大豆多肽[J]. 食品與發酵工業，2003， 29（1）： 23-26.

[6]陳嶸，關珊珊，呂國忠，等. 產蛋白酶毛霉菌株的初步篩選[J].微生物學通報， 2008（1）：101-104.

[7]莫重文，魏安池.酶法水解豆粕制備多肽味素的研究[J].河南工業大學學報，2007，28（3）：5-8.

[8]張雪，魏建春，李云芳.酶法水解植物蛋白技術研究[J].鄭州牧業工程高等專科學校學報，2002，22（3）：246-247.

摘要：以豆粕粉為原料，以大豆多肽轉化率為指標對固態發酵生產條件進行了優化，并對獲得的13株蛋白酶產生菌株進一步篩選。結果表明：最佳發酵條件為基質含水量40%，接種量1%，初始pH值6.5，發酵時間 120 h，發酵溫度28℃；各菌株對蛋白含量無明顯影響，但蛋白水解度存在較大差異，其中米曲霉（Aspergillus oryzea）1001和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）發酵后大豆多肽含量可高達26.44%和25.46%。

關鍵詞：固態發酵；大豆多肽；發酵條件優化；菌株篩選

中圖分類號：TQ920.6文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）07-0078-04

AbstractWith soybean meal powder as raw material， the production situations of solid state fermentation were optimized using soybean peptide convert ratio as index， and the thirteen strains producing protease were further screened. The results showed that the optimum fermentation conditions were 40% of substrate water content， 1% of inoculation amount， 6.5 of the initial pH value，120 h of the fermentation time， and 28℃ of the fermentation temperature. There was no obvious effect on protein content of different strains，but the degrees of hydrolysis were quite different.The content of soybean polypeptides reached 26.44% and 25.46% respectively after fermentation with Aspergillus oryzea 1001 and Bacillus subtilis.

Key wordsSolid state fermentation； Soybean polypeptides； Optimization of fermentation condition； Strain screening

大豆是一種優良的植物性蛋白質來源， 經過加工制成的豆粕富含必需氨基酸，且具有較平衡的氨基酸配比。但由于大豆蛋白質分子結構復雜， 分子量較大（80%大豆蛋白質分子量超過100 kD），且含有多種抗營養因子，因此不利于消化和吸收。大豆多肽是大豆蛋白質水解后產生的由2～10個氨基酸殘基組成的低肽混合物， 分子量范圍為300～3 000 Da左右。與大豆蛋白質相比，大豆多肽具有多種獨特的生理功能， 如易消化、易吸收、促進礦物質吸收、抗氧化、促進雙歧桿菌和乳酸菌增殖、增強免疫力等[1，2]。目前，大豆多肽已廣泛地應用于飼料行業， 其促進飼養動物生長和增強動物免疫力的功能已得到驗證[3]。

大豆多肽的生產方法有直接酶解法和發酵法。直接酶解法成本較高，限制了其在生產中的應用；發酵法是把蛋白酶的發酵生產和大豆多肽的酶解生產結合在一起， 降低了大豆多肽的生產成本， 應用前景較好[4，5]。本文利用13株蛋白酶產生菌株進行固體發酵，用于生產飼用大豆多肽， 旨在為大豆多肽的固態發酵生產提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

2.7酸性蛋白酶水解對大豆蛋白和多肽含量的影響

采用飼用工業酸性蛋白酶，在其最適pH 4.0、40℃條件下水解2 h后，測定蛋白及多肽含量。結果發現豆粕經酸性蛋白酶水解后蛋白含量有一定提高，平均可達45%左右，大豆多肽含量平均可達11.82%。

3結論與討論

通過固態發酵方法，以大豆多肽轉化率為指標，確定豆粕最佳發酵工藝：培養料含水量為40%、接菌量為1%、發酵溫度28℃、初始pH值為6.5、發酵時間為120 h。不同菌種發酵的蛋白含量無明顯差異，但水解度差異較大。枯草芽胞桿菌和米曲霉1001蛋白水解度較高，可達25%以上；總狀毛霉M-808、酵母菌和乳酸菌蛋白水解度較小，平均8%左右。相較于微生物發酵水解，酸性蛋白酶對豆粕的水解度較低且操作復雜，成本較高。

液體搖瓶發酵的豆粕蛋白水解度達60%，然而固體發酵法具有操作更為簡便、生產成本較低等優點，是工業生產大豆多肽的一種很有潛力的方法。

真菌存在著廣泛的肽酶譜系，且具有價格低廉、來源廣泛、不易污染雜菌等優勢，適用于固態發酵。另外通過改良發酵條件和復合菌種配比等方法可以提高蛋白水解度。本研究擬進一步選擇一條操作簡便、耗能低、投資少的固態發酵工藝。參考文獻：

[1]余勃，陸兆新.發酵豆粕生產大豆多肽研究[J].食品科學，2007，28（2）： 189-192.

[2]李善仁，林新堅，蔡海松，等，混菌發酵豆粕制備大豆多肽的研究[J].中國糧油學報，2009，2（12）：53-57.

[3]張晶， 李牧， 單安山，等.大豆活性肽對14日齡早期斷奶仔豬生長性能和甲狀腺素分泌的影響[J].東北農業大學學報， 2005， 36（4）： 467-471.

[4]周伏忠，賈蘊麗，陳國參，等.豆粕發酵適宜菌株篩選及其發酵技術研究[J].河南科學，2007，25（3）：409-412.

[5]李理，潘進權，楊曉泉，等. 液體發酵法制備風味良好的大豆多肽[J]. 食品與發酵工業，2003， 29（1）： 23-26.

[6]陳嶸，關珊珊，呂國忠，等. 產蛋白酶毛霉菌株的初步篩選[J].微生物學通報， 2008（1）：101-104.

[7]莫重文，魏安池.酶法水解豆粕制備多肽味素的研究[J].河南工業大學學報，2007，28（3）：5-8.

[8]張雪，魏建春，李云芳.酶法水解植物蛋白技術研究[J].鄭州牧業工程高等專科學校學報，2002，22（3）：246-247.

摘要：以豆粕粉為原料，以大豆多肽轉化率為指標對固態發酵生產條件進行了優化，并對獲得的13株蛋白酶產生菌株進一步篩選。結果表明：最佳發酵條件為基質含水量40%，接種量1%，初始pH值6.5，發酵時間 120 h，發酵溫度28℃；各菌株對蛋白含量無明顯影響，但蛋白水解度存在較大差異，其中米曲霉（Aspergillus oryzea）1001和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）發酵后大豆多肽含量可高達26.44%和25.46%。

關鍵詞：固態發酵；大豆多肽；發酵條件優化；菌株篩選

中圖分類號：TQ920.6文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）07-0078-04

AbstractWith soybean meal powder as raw material， the production situations of solid state fermentation were optimized using soybean peptide convert ratio as index， and the thirteen strains producing protease were further screened. The results showed that the optimum fermentation conditions were 40% of substrate water content， 1% of inoculation amount， 6.5 of the initial pH value，120 h of the fermentation time， and 28℃ of the fermentation temperature. There was no obvious effect on protein content of different strains，but the degrees of hydrolysis were quite different.The content of soybean polypeptides reached 26.44% and 25.46% respectively after fermentation with Aspergillus oryzea 1001 and Bacillus subtilis.

Key wordsSolid state fermentation； Soybean polypeptides； Optimization of fermentation condition； Strain screening

大豆是一種優良的植物性蛋白質來源， 經過加工制成的豆粕富含必需氨基酸，且具有較平衡的氨基酸配比。但由于大豆蛋白質分子結構復雜， 分子量較大（80%大豆蛋白質分子量超過100 kD），且含有多種抗營養因子，因此不利于消化和吸收。大豆多肽是大豆蛋白質水解后產生的由2～10個氨基酸殘基組成的低肽混合物， 分子量范圍為300～3 000 Da左右。與大豆蛋白質相比，大豆多肽具有多種獨特的生理功能， 如易消化、易吸收、促進礦物質吸收、抗氧化、促進雙歧桿菌和乳酸菌增殖、增強免疫力等[1，2]。目前，大豆多肽已廣泛地應用于飼料行業， 其促進飼養動物生長和增強動物免疫力的功能已得到驗證[3]。

大豆多肽的生產方法有直接酶解法和發酵法。直接酶解法成本較高，限制了其在生產中的應用；發酵法是把蛋白酶的發酵生產和大豆多肽的酶解生產結合在一起， 降低了大豆多肽的生產成本， 應用前景較好[4，5]。本文利用13株蛋白酶產生菌株進行固體發酵，用于生產飼用大豆多肽， 旨在為大豆多肽的固態發酵生產提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

2.7酸性蛋白酶水解對大豆蛋白和多肽含量的影響

采用飼用工業酸性蛋白酶，在其最適pH 4.0、40℃條件下水解2 h后，測定蛋白及多肽含量。結果發現豆粕經酸性蛋白酶水解后蛋白含量有一定提高，平均可達45%左右，大豆多肽含量平均可達11.82%。

3結論與討論

通過固態發酵方法，以大豆多肽轉化率為指標，確定豆粕最佳發酵工藝：培養料含水量為40%、接菌量為1%、發酵溫度28℃、初始pH值為6.5、發酵時間為120 h。不同菌種發酵的蛋白含量無明顯差異，但水解度差異較大。枯草芽胞桿菌和米曲霉1001蛋白水解度較高，可達25%以上；總狀毛霉M-808、酵母菌和乳酸菌蛋白水解度較小，平均8%左右。相較于微生物發酵水解，酸性蛋白酶對豆粕的水解度較低且操作復雜，成本較高。

液體搖瓶發酵的豆粕蛋白水解度達60%，然而固體發酵法具有操作更為簡便、生產成本較低等優點，是工業生產大豆多肽的一種很有潛力的方法。

真菌存在著廣泛的肽酶譜系，且具有價格低廉、來源廣泛、不易污染雜菌等優勢，適用于固態發酵。另外通過改良發酵條件和復合菌種配比等方法可以提高蛋白水解度。本研究擬進一步選擇一條操作簡便、耗能低、投資少的固態發酵工藝。參考文獻：

[1]余勃，陸兆新.發酵豆粕生產大豆多肽研究[J].食品科學，2007，28（2）： 189-192.

[2]李善仁，林新堅，蔡海松，等，混菌發酵豆粕制備大豆多肽的研究[J].中國糧油學報，2009，2（12）：53-57.

[3]張晶， 李牧， 單安山，等.大豆活性肽對14日齡早期斷奶仔豬生長性能和甲狀腺素分泌的影響[J].東北農業大學學報， 2005， 36（4）： 467-471.

[4]周伏忠，賈蘊麗，陳國參，等.豆粕發酵適宜菌株篩選及其發酵技術研究[J].河南科學，2007，25（3）：409-412.

[5]李理，潘進權，楊曉泉，等. 液體發酵法制備風味良好的大豆多肽[J]. 食品與發酵工業，2003， 29（1）： 23-26.

[6]陳嶸，關珊珊，呂國忠，等. 產蛋白酶毛霉菌株的初步篩選[J].微生物學通報， 2008（1）：101-104.

[7]莫重文，魏安池.酶法水解豆粕制備多肽味素的研究[J].河南工業大學學報，2007，28（3）：5-8.

[8]張雪，魏建春，李云芳.酶法水解植物蛋白技術研究[J].鄭州牧業工程高等專科學校學報，2002，22（3）：246-247.