專利名稱：一種富含生物素發(fā)酵豆粕的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，尤其涉及的是一種富含生物素發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
生物素(Biotin)又名維生素H，屬于水溶性B族維生素家族。生物素的結(jié)構(gòu)早在20世紀(jì)40年代就已明確。其分子式為CltlH16O3N2S,由咪唑酮環(huán)和一個(gè)帶戊酸的四氫噻吩環(huán)結(jié)合而成，為含硫的單羧酸。從1946年Cunha等首次報(bào)道了豬的生物素缺乏癥以來，隨著對(duì)豬選育水平的不斷提高及工廠化養(yǎng)豬的普及，營(yíng)養(yǎng)學(xué)家們對(duì)生物素的作用進(jìn)行了廣泛深入的研究。生物素在養(yǎng)殖生產(chǎn)中具有不可忽視的作用。有文獻(xiàn)記載，添加生物素，可明顯改善動(dòng)物繁殖性能，提高日增重和飼料利用率，提高乳產(chǎn)品產(chǎn)量，顯著改善腿、蹄部的健康狀況。除此之外，生物素還可以降低血糖濃度，調(diào)節(jié)血脂水平，調(diào)節(jié)免疫水平等功效。目前，生物素的生產(chǎn)方式主要有三種直接提取法、化學(xué)合成法和發(fā)酵法。直接提取法是用氧化鋁色譜法從蛋黃、牛奶以及動(dòng)物的肝、腎、胰等內(nèi)臟中提取生物素，在真空下經(jīng)蒸餾精制而得。該方法由于原料來源有限，產(chǎn)量較小、成本高，所得產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)生物學(xué)試劑?；瘜W(xué)合成法是目前國(guó)際上生物素主要采生產(chǎn)方法，其特點(diǎn)是工藝路線長(zhǎng)。但因生產(chǎn)過程大量采用有毒有害原料，因此，安全隱患多，環(huán)保壓力大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種富含生物素發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，通過選取特定的菌株，結(jié)合傳統(tǒng)的固體發(fā)酵，生產(chǎn)富含生物素的發(fā)酵豆柏。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟(I) 一級(jí)種制備從酵母菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)酵母菌，接種到液體酵母菌種子培養(yǎng)基中，攪拌培養(yǎng)24 48小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；從乳酸菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)乳酸菌，接種到液體乳酸菌種子培養(yǎng)基中，靜置培養(yǎng)24 48小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；(2) 二級(jí)種制備將步驟(I)中制得的酵母菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接種量接入盛有液體酵母菌種子培養(yǎng)基的種子發(fā)酵罐中，通氣攪拌發(fā)酵24 72小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；將步驟
(I)制得的乳酸菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接種量接入盛有液體乳酸菌種子培養(yǎng)基的種子發(fā)酵罐中，靜置培養(yǎng)24 48小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；(3)三級(jí)種制備按2 10% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的酵母菌菌液接入盛有酵母菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，調(diào)整PH值為6. 5 7. 5，通氣攪拌發(fā)酵24 72小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；按2 10% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的乳酸菌菌液接入盛有乳酸菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，調(diào)整PH值為5. 5 6，攪拌發(fā)酵24 72小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；(4)固體發(fā)酵將步驟(3)中制得的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分別以I 5% (v/w)的接種量加入到發(fā)酵底物中，調(diào)節(jié)水分至40 60%，混合均勻后，堆垛發(fā)酵2 5天；(5)烘干粉碎 將步驟(4)發(fā)酵完成后的豆柏烘干、粉碎即可。所述步驟(I)中，所述酵母菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖5g/L，蛋白胨2g/L,酵母膏l(xiāng)g/L，氯化鈉O. 5g/L，瓊脂15g/L，酵母菌斜面培養(yǎng)基的pH為6. 5 7. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分脫脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO45g/L，瓊脂15g/L，滅菌條件115°C下滅菌20min。所述步驟(2)中，所述酵母菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10 g/L，尿素Ig/L7K2HPO4 O. lg/L, MgSO4 ·7Η20 O. lg/L，玉米漿 O. 6g，酵母菌種子培養(yǎng)基的 pH 為 6. 5 7. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10. Og/L，牛肉膏10. Og/L，酵母浸膏5. Og/L，無水乙酸鈉5. 0g/L, K2HPO4 2. 0g/L，檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgSO4*7H20 0. 58g/L, MnS04.H20 0. 33g/L,乳酸菌種子培養(yǎng)基的 pH 為 6· O 6· 5。所述步驟(3)中，所述酵母菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HPO4 0. lg/L, MgSO4 ·7Η20 0. 2g/L，玉米漿 0. lg/L, CaCO3 3g/L ;酵母菌基本培養(yǎng)基的 pH 為6· 5 7· 5,滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20.0g/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏10. 0g/L,酵母浸膏5. 0g/L,無水乙酸鈉5. 0g/L,磷酸氫二鉀2. 0g/L,檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L,乳酸菌基本培養(yǎng)基的 pH 為 6· O 6· 5。所述步驟(4)中，所述發(fā)酵底物包括以下組分按重量計(jì)，豆柏75 90%，玉米粉5 25%,糖蜜 I 10%, 5000 IU/g 植酸酶 0. 05 0. 2%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 0. 05 1%，NH4SO4 0. 5%, K2HPO4 0. 2%, MgSO4.7H20 0. 1%，CaCO3 0. 1%。所述步驟(I)中，酵母菌種子培養(yǎng)基中，攪拌轉(zhuǎn)速150 250rpm,溫度為28 35°C，培養(yǎng)24 48小時(shí)；乳酸菌種子培養(yǎng)基中，溫度為35 40°C。所述步驟(2)中，盛有液體酵母菌種子培養(yǎng)基的種子發(fā)酵罐中，溫度為28 35°C，攪拌轉(zhuǎn)速300 500rpm，通氣量2 3L/ (L ·π η)，發(fā)酵時(shí)間24 72小時(shí)；盛有液體乳酸菌種子培養(yǎng)基的種子發(fā)酵罐中，溫度為35 40°C。所述步驟(3)中，盛有酵母菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，溫度為28 35°C，攪拌轉(zhuǎn)速300 500rpm，通氣量2 4L/ (L · min)，用質(zhì)量濃度20 30%的NaOH溶液調(diào)整罐中pH為6. 5 7. 5，發(fā)酵時(shí)間24 72小時(shí)；盛有乳酸菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，溫度35 40°C，攪拌轉(zhuǎn)速50 lOOrpm，用質(zhì)量濃度20 30%的NaOH溶液調(diào)整罐中pH為5. 5 6，發(fā)酵時(shí)間24 72小時(shí)。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的部分生物素的生產(chǎn)與生產(chǎn)用種制備一次發(fā)酵完成，節(jié)約了資源和成本，整個(gè)過程無污染；發(fā)酵成品中，維生素H含量較發(fā)酵前有明顯提高，高達(dá)420mg/kg 850mg/kg ;發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)過程中使用的液體發(fā)酵罐及相應(yīng)技術(shù)，加強(qiáng)了機(jī)械化程度的同時(shí)，更利于對(duì)菌種的生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制，節(jié)約了人力成本；發(fā)酵成品中，植酸等大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子得到充分降解，各營(yíng)養(yǎng)成分，如蛋白、小肽、氨基酸等均有不同程度提高，更佳的適口性和消化吸收率。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例I本實(shí)施例包括以下步驟(I) 一級(jí)種制備 從酵母菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)酵母菌，接種到液體酵母菌種子培養(yǎng)基中，攪拌轉(zhuǎn)速150rpm，溫度為28°C，培養(yǎng)24小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；從乳酸菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)乳酸菌，接種到液體乳酸菌種子培養(yǎng)基中，溫度為35°C，靜置培養(yǎng)24小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；本實(shí)施例中酵母菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖5g/L，蛋白胨2g/L，酵母膏l(xiāng)g/L，氯化鈉O. 5g/L，瓊脂15g/L，酵母菌斜面培養(yǎng)基的pH為6. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分脫脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO45g/L，瓊脂15g/L，滅菌條件115°C下滅菌20min。(2) 二級(jí)種制備將步驟(I)中制得的酵母菌菌液按O. 5% (v/v)的接種量接入盛有液體酵母菌種子培養(yǎng)基的種子發(fā)酵罐中，溫度為28°C，攪拌轉(zhuǎn)速300rpm，通氣量2L/ (L ·π η)，發(fā)酵時(shí)間24小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；將步驟(I)制得的乳酸菌菌液按O. 5% (v/v)的接種量接入盛有液體乳酸菌種子培養(yǎng)基的種子發(fā)酵罐中，溫度為35°C，靜置培養(yǎng)24小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；所述酵母菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10 g/L，尿素lg/L，K2HPO4 O. lg/L,MgSO4 ·7Η20 O. lg/L，玉米漿0. 6g，酵母菌種子培養(yǎng)基的pH為6. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10. Og/L，牛肉膏10. Og/L，酵母浸膏5. Og/L，無水乙酸鈉5. 0g/L, K2HPO4 2. 0g/L，檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgSO4*7H20 0. 58g/L，MnS04.H20 0. 33g/L，乳酸菌種子培養(yǎng)基的 pH 為 6· O。(3)三級(jí)種制備按2% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的酵母菌菌液接入盛有酵母菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，溫度為28°C，攪拌轉(zhuǎn)速300rpm，通氣量2L/ (L ·π η)，用質(zhì)量濃度20%的NaOH溶液調(diào)整罐中pH為6. 5，發(fā)酵時(shí)間24小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；按2% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的乳酸菌菌液接入盛有乳酸菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，溫度35°C，攪拌轉(zhuǎn)速50rpm，用質(zhì)量濃度20%的NaOH溶液調(diào)整罐中pH為5. 5，發(fā)酵時(shí)間24小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；
所述酵母菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HPO4 O. lg/L,MgSO4 · 7H20 O. 2g/L,玉米衆(zhòng)0. lg/L, CaCO3 3g/L ;酵母菌基本培養(yǎng)基的pH為6. 5,滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20.0g/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏
10.Og/L,酵母浸膏5. Og/L,無水乙酸鈉5. 0g/L,磷酸氫二鉀2. 0g/L,檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L，乳酸菌基本培養(yǎng)基的 pH 為 6. O。(4)固體發(fā)酵將步驟(3)中制得的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分別以1% (v/w)的接種量加入到發(fā)酵底物中，調(diào)節(jié)水分至40%，混合均勻后，堆垛發(fā)酵2天；所述發(fā)酵底物包括以下組分按重量計(jì)，豆柏80%，玉米粉15%，糖蜜4.9%，5000IU/g 植酸酶 0. 05%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 0. 05%, NH4SO4 0. 5%, K2HPO4 0. 2%,MgSO4.7H20 0. 1%，CaCO3 0. 1%。(5)烘干粉碎將步驟(4)發(fā)酵完成后的豆柏低溫冷風(fēng)烘干、粉碎即可。隨機(jī)取樣，測(cè)定本實(shí)施例中發(fā)酵豆柏中各主要營(yíng)養(yǎng)成分含量
權(quán)利要求
1.一種富含生物素發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟 (1)一級(jí)種制備 從酵母菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)酵母菌，接種到液體酵母菌種子培養(yǎng)基中，攪拌培養(yǎng)24 48小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；從乳酸菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)乳酸菌，接種到液體乳酸菌種子培養(yǎng)基中，靜置培養(yǎng)24 48小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度； (2)二級(jí)種制備 將步驟(I)中制得的酵母菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接種量接入盛有液體酵母菌種子培養(yǎng)基的種子發(fā)酵罐中，通氣攪拌發(fā)酵24 72小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；將步驟(I)制得的乳酸菌菌液按O. 5 5% (v/v)的接種量接入盛有液體乳酸菌種子培養(yǎng)基的種子發(fā)酵罐中，靜置培養(yǎng)24 48小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度； (3)三級(jí)種制備 按2 10% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的酵母菌菌液接入盛有酵母菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，調(diào)整PH值為6. 5 7. 5，通氣攪拌發(fā)酵24 72小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度；按2 10% (v/v)的接種量將步驟(2)中制得的乳酸菌菌液接入盛有乳酸菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，調(diào)整PH值為5. 5 6，攪拌發(fā)酵24 72小時(shí)，檢測(cè)菌液濃度和純度； (4)固體發(fā)酵 將步驟(3)中制得的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分別以I 5% (v/w)的接種量加入到發(fā)酵底物中，調(diào)節(jié)水分至40 60%，混合均勻后，堆垛發(fā)酵2 5天； (5)烘干粉碎 將步驟(4)發(fā)酵完成后的豆柏烘干、粉碎即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟(I)中，所述酵母菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖5g/L，蛋白胨2g/L，酵母膏l(xiāng)g/L，氯化鈉O. 5g/L，瓊脂15g/L，酵母菌斜面培養(yǎng)基的pH為6. 5 7. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ； 所述乳酸菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分脫脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO4 5g/L，瓊脂15g/L，滅菌條件115°C下滅菌20min。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟(2)中，所述酵母菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10 g/L，尿素lg/L，K2HPO4 O. lg/L,MgSO4 ·7Η20 O. lg/L，玉米漿0. 6g，酵母菌種子培養(yǎng)基的pH為6. 5 7. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ； 所述乳酸菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏10. Og/L,酵母浸膏 5. 0g/L,無水乙酸鈉 5. 0g/L, K2HPO4 2. 0g/L,檸檬酸氫二銨 2. 0g/L,MgSO4*7H20 0. 58g/L, MnS04.H20 0. 33g/L,乳酸菌種子培養(yǎng)基的 pH 為 6· O 6· 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟(3)中，所述酵母菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HPO4 0. lg/L,MgSO4 ·7Η20 0. 2g/L，玉米漿0. lg/L, CaCO3 3g/L ;酵母菌基本培養(yǎng)基的pH為6. 5 7. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ； 所述乳酸菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20. 0g/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏.10. 0g/L,酵母浸膏5. 0g/L,無水乙酸鈉5. 0g/L,磷酸氫二鉀2. 0g/L,檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L,乳酸菌基本培養(yǎng)基的 pH 為 6· 0 6· 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟(4)中，所述發(fā)酵底物包括以下組分按重量計(jì)，豆柏75 90%，玉米粉5 25%，糖蜜I 10%, 5000 IU/g 植酸酶 O. 05 O. 2%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 O. 05 1%，NH4SO4 O. 5%,K2HPO4 O. 2%, MgSO4·7Η20 O. 1%，CaCO3 O. 1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟(I)中，酵母菌種子培養(yǎng)基中，攪拌轉(zhuǎn)速150 250rpm，溫度為28 35°C，培養(yǎng)24 48小時(shí)；乳酸菌種子培養(yǎng)基中，溫度為35 40°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟(2)中，盛有液體酵母菌種子培養(yǎng)基的種子發(fā)酵罐中，溫度為28 35°C，攪拌轉(zhuǎn)速300 500rpm，通氣量2 3L/ (L ·π η)，發(fā)酵時(shí)間24 72小時(shí)；盛有液體乳酸菌種子培養(yǎng)基的種子發(fā)酵罐中，溫度為35 40°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟(3)中，盛有酵母菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，溫度為28 35°C，攪拌轉(zhuǎn)速300 500rpm，通氣量2 4L/(L ·π η)，用質(zhì)量濃度20 30%的NaOH溶液調(diào)整罐中pH為6. 5 7. 5，發(fā)酵時(shí)間24 72小時(shí)；盛有乳酸菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，溫度35 40°C，攪拌轉(zhuǎn)速50 lOOrpm，用質(zhì)量濃度20 30%的NaOH溶液調(diào)整罐中pH為5. 5 6，發(fā)酵時(shí)間24 72小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種富含生物素發(fā)酵豆粕的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟一級(jí)種制備；二級(jí)種制備；三級(jí)種制備；固體發(fā)酵；烘干粉碎。本發(fā)明的部分生物素的生產(chǎn)與生產(chǎn)用種制備一次發(fā)酵完成，節(jié)約了資源和成本，整個(gè)過程無污染；發(fā)酵成品中，維生素H含量較發(fā)酵前有明顯提高，高達(dá)420mg/kg～850mg/kg；發(fā)酵豆粕的生產(chǎn)過程中使用的液體發(fā)酵罐及相應(yīng)技術(shù)，加強(qiáng)了機(jī)械化程度的同時(shí)，更利于對(duì)菌種的生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制，節(jié)約了人力成本；發(fā)酵成品中，植酸等大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子得到充分降解，各營(yíng)養(yǎng)成分，如蛋白、小肽、氨基酸等均有不同程度提高，更佳的適口性和消化吸收率。
文檔編號(hào)A23K1/00GK102860409SQ201210376680
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者王華榮, 惲輝, 余忠麗, 程林春, 趙大偉, 耿玉靜 申請(qǐng)人:安徽希普生物科技有限公司