[發明專利]一種固態發酵餅粕制備低聚肽的方法

在審

• 申請號: 201410390337.8
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN104372060A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 何榮海;王治平;邢歡;馬海樂;蔣邊;朱培培;丁文慧
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C12P39/00
• 分類號: C12P39/00;C12P21/06;C12R1/125;C12R1/84;C12R1/865;C12R1/685
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

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技術領域：

本發明涉及生物工程領域，具體涉及多肽生產和生物發酵技術，特指以油脂餅粕為主要原料、采用掃頻超聲波輔助制種、在多層輸送帶式發酵床上經磁場輔助固態發酵制備低聚肽的方法。

背景技術：

我國油脂餅粕資源極其豐富，絕大部分餅粕作為飼用目前一般直接添加到飼料中，加工方法比較粗放，造成生產效益較低，而且有些餅粕蛋白在油脂加工中熱變性嚴重，造成動物的吸收利用率不高；有些餅粕含有植物凝集素、胰蛋白酶抑制因子（豆粕）或硫甙、芥酸（菜籽粕）等抗營養因子，還會對動物的生長產生抑制甚至導致傷害。使用微生物固態發酵油脂餅粕不僅可降解變性蛋白質從而提高其生物利用度、并可得到活性多肽產品，而且經過微生物的發酵作用還可同時將餅粕中的抗營養因子分解為無害成分。中國專利CN200810243460.1公開了一種采用混菌固態發酵制備菜籽活性肽的方法，CN200610097552.4專利中則公開了一種固態發酵生產富含益生菌多肽制品的方法，這兩則專利均證明通過固態發酵可以有效制備獲得活性低聚肽。

然而，現有固態發酵制備低聚肽的方法普遍存在發酵周期長、生產效率低、菌種成本較高等不足，制約固態發酵技術的推廣應用。例如，固態發酵初始階段需要接種大量微生物種子培養液，種子液接種量是決定固態發酵工藝成本的主要方面之一；另外，固態發酵過程中由于傳質和傳熱的效率不高，影響了微生物的生長及分泌酶的效率，這是目前微生物固態發酵效率普遍較低、周期長的主要原因。因此，在傳統固態發酵餅粕制備低聚肽工藝基礎上，采用新方法降低固態發酵菌種培養成本，并提高發酵效率，是目前固態發酵制備低聚肽生產中迫切要解決的問題。

近年來，人們發現微生物在外界超聲場加載于微生物培養液時有可刺激微生物菌種生長，因此通過篩選超聲作用條件可提高菌種生長數量，從而可節約接種成本。由于同一種微生物在生長繁殖過程中其結構也會存在微小的差異，因此使用固定頻率超聲波難以對所有微生物細胞進行有效刺激。掃頻模式超聲波輻射時可圍繞中心頻率在一定頻率范圍內進行周期性掃頻變化，可對細胞具有微小差異進行共振，從而獲得更好的處理效果。磁場對生物生長的促進作用也引起人們極大的關注，在磁場作用下微生物活力、產酶量及胞內外物質傳遞效率等因素可發生顯著變化，因此在固態發酵制備低聚肽過程中可利用磁場作用提高發酵效率。另外與超聲場不同，磁場不需要液態介質即可發揮作用，尤其適用于固態發酵。

固態發酵一般規模較大，因此設計簡便、實用的發酵工藝極為重要，發酵基質需要定期均勻翻料，但又不需要頻繁翻料，因此可利用多層輸送帶發酵裝置，使發酵基質在帶上發酵，并通過上層帶向下層灑落而得以均勻翻料。

總之，通過采用超聲輔助菌種培養、磁場作用下帶式多層固態發酵等新技術，可顯著降低固態發酵制備低聚肽的成本、提高生產效率，無疑將具有巨大的經濟效益和社會效益。

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發明內容：

本發明的目的是提供一種固態餅粕發酵制備低聚肽的新方法，該方法中將掃頻超聲波應用于發酵種子液制備、提高菌種數量，通過多層輸送帶式發酵床進行固態發酵餅粕原料，并在發酵過程采用磁場輻射以提高發酵效率。

本發明的技術方案：以一種或多種餅粕為原料，進行粉碎預處理，接種經掃頻超聲輔助培養的微生物發酵種子液，調節含水量至50%-60%（w/w），在多層輸送帶式發酵床30~35℃經磁場輔助發酵60~80小時，加水提取低聚肽，提取液經離心去渣、脫色、干燥等步驟得到餅粕低聚肽產品。

一種固態發酵餅粕制備低聚肽的方法，按照下述步驟進行：

（1）原料進行粉碎預處理，過60~80目篩。

（2）接種微生物發酵劑：采用掃頻超聲輔助培養罐培養接種微生物菌種培養發酵劑，接種占原料餅粕質量5%~10%的發酵劑，混勻。

（3）固態發酵：調節發酵基質水分含量至50%~60%（w/w），在多層輸送帶式磁場輔助固態發酵床進行發酵。

（4）低聚肽提取：按照固液質量比1:3~1:5比例加水提取低聚肽，提取2~3次，合并提取液，臥螺式離心、再經板框式壓濾機過濾得到低聚肽粗提液。

（5）低聚肽成品制備：用活性炭脫色，經真空濃縮后噴霧干燥得到低聚肽成品。

步驟（2）所述掃頻超聲輔助培養罐由發酵罐體、掃頻超聲振子、超聲發生器、攪拌器、控制器等組成。