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        菌酶固態(tài)發(fā)酵豆粕去除抗?fàn)I養(yǎng)因子的差異化研究

        2022-11-17 06:54:22陳敬幫戴晉軍徐智鵬龔阿瓊胡駿鵬
        中國(guó)飼料 2022年21期
        關(guān)鍵詞:營(yíng)養(yǎng)檢測(cè)

        陳敬幫,戴晉軍,徐智鵬,龔阿瓊,胡駿鵬

        (安琪酵母股份有限公司,湖北 宜昌 443000)

        豆粕是大豆榨油后的副產(chǎn)物,其植物蛋白含量高,必需氨基酸組成平衡,是良好的蛋白質(zhì)飼料原料,在畜禽飼料中被廣泛使用。但是,豆粕中存在大量的抗?fàn)I養(yǎng)因子(楊玉娟等,2016),如致敏性抗原蛋白(李旺等,2019;蔡冬梅,2013)、脹氣因子水蘇糖和棉籽糖(陳磊等,2019)、胰蛋白酶抑制因子(宋鵬,2014)等,限制了豆粕的應(yīng)用效果。為了消除抗?fàn)I養(yǎng)因子,進(jìn)一步提升豆粕的使用效果,學(xué)者們對(duì)豆粕深加工進(jìn)行了廣泛的嘗試研究,包括物理方法、化學(xué)方法、微生物發(fā)酵處理(姜丹,2011)、酶制劑酶解處理等。魏曼琳等(2017)研究乳酸菌對(duì)發(fā)酵豆粕中脲酶的消除情況發(fā)現(xiàn),不同接種量的乳酸菌均可顯著降低豆粕中脲酶活性。王章存等(2013)通過(guò)研究酶解對(duì)豆粕中抗原蛋白的降解發(fā)現(xiàn),7S伴球蛋白和11S球蛋白的酸性亞基等主要抗原成分在不同酶解時(shí)間下可被完全水解。付弘贇等(2008)研究發(fā)現(xiàn),不同微生物對(duì)胰蛋白酶抑制因子的去除效果不一,其中枯草芽孢桿菌去除率達(dá)60%。劉迎春等(2015)研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)枯草芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌組合發(fā)酵豆粕,可顯著降低豆粕中水蘇糖和棉籽糖,緩解動(dòng)物食用后的脹氣問(wèn)題。不同微生物和酶對(duì)豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的消除能力不一,本文旨在對(duì)不同微生物和酶在固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中消除豆粕抗?fàn)I養(yǎng)因子的差異進(jìn)行研究,通過(guò)組合微生物和酶,可同時(shí)有效的消除多種抗?fàn)I養(yǎng)因子。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料 豆粕,粗蛋白質(zhì)≥43%,購(gòu)自中糧東海糧油工業(yè)有限公司;釀酒酵母,安琪酵母股份有限公司;枯草芽孢桿菌,安琪酵母股份有限公司;干酪乳桿菌,安琪酵母股份有限公司;蛋白酶,安琪酵母股份有限公司;其他試劑均為工業(yè)級(jí)。

        1.2 發(fā)酵豆粕制備方法 (1)配制500 mL 1%葡萄糖溶液,準(zhǔn)確稱(chēng)取并加入微生物或酶,充分?jǐn)嚢璨⑷芙猓玫?00 mL菌懸液或酶液,靜置30 min后備用;(2)稱(chēng)取1000 g豆粕,與(1)中制備的菌懸液或酶液充分混合,轉(zhuǎn)入呼吸袋內(nèi),封口;(3)將呼吸袋放入恒溫培養(yǎng)箱內(nèi),37℃條件下發(fā)酵72 h,結(jié)束發(fā)酵;(4)將發(fā)酵結(jié)束的豆粕樣品在托盤(pán)中均勻打散,轉(zhuǎn)移至鼓風(fēng)干燥箱內(nèi),60℃干燥12 h;(5)將干燥后的發(fā)酵豆粕樣品粉碎,60目過(guò)篩后,檢測(cè)大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、胰蛋白酶抑制因子、水蘇糖、棉籽糖、尿素酶。

        1.3 指標(biāo)檢測(cè)及方法

        1.3.1 大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、胰蛋白酶抑制因子檢測(cè) 大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、胰蛋白酶抑制因子通過(guò)試劑盒檢測(cè),試劑盒購(gòu)自北京龍科方舟生物有限公司,具體步驟參照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

        1.3.2 水蘇糖、棉籽糖檢測(cè) 參照GB/T 22491-2008《大豆低聚糖》中棉籽糖、水蘇糖的方法進(jìn)行檢測(cè)。

        1.3.3 尿素酶檢測(cè) 參照GB/T 8622-2006《飼料用大豆制品中尿素酶活性的測(cè)定》中尿素酶的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。

        1.3.4 其他理化指標(biāo)檢測(cè) 肽含量采用GB/T 22942-2008《大豆肽粉》中附錄B肽含量的測(cè)定方法;乳酸采用GB/T 23877-2009《飼料酸化劑中檸檬酸、富馬酸和乳酸的測(cè)定》。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 不同微生物或酶發(fā)酵豆粕抗原蛋白的差異化分析 分別檢測(cè)原始豆粕、空白處理組和試驗(yàn)組豆粕中大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白含量,檢測(cè)結(jié)果如圖1所示。

        從圖1種可以看出,相較原始豆粕,空白處理組和試驗(yàn)組中大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白含量均有明顯下降,其中堿性蛋白酶處理組下降幅度最大,大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白消除率分別達(dá)68.99%和64.22%。空白處理組中大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白消除率分別達(dá)24.07%和27.71%,推測(cè)可能是由于生料發(fā)酵過(guò)程中原料自身攜帶的微生物發(fā)酵,消除了一部分抗原蛋白。

        圖1 不同處理組發(fā)酵豆粕的抗原蛋白含量

        2.2 不同微生物或酶發(fā)酵豆粕胰蛋白酶抑制因子的差異化分析 分別檢測(cè)原始豆粕、空白處理組和實(shí)驗(yàn)組豆粕中胰蛋白酶抑制因子的含量,檢測(cè)結(jié)果如圖2所示。

        圖2 不同處理組發(fā)酵豆粕的胰蛋白酶抑制因子含量

        從圖2中可以看出,相較于原始豆粕和空白處理組,試驗(yàn)組發(fā)酵豆粕中胰蛋白酶抑制因子的含量明顯降低,其中釀酒酵母和枯草芽孢桿菌對(duì)胰蛋白酶抑制因子的消除作用最明顯,分別達(dá)91.53%和94.31%。

        2.3 不同微生物或酶發(fā)酵豆粕尿素酶的差異化分析 分別檢測(cè)原始豆粕、空白處理組和試驗(yàn)組豆粕中尿素酶的含量,檢測(cè)結(jié)果如圖3所示。

        從圖3中可以看出,豆粕中的尿素酶含量較低,經(jīng)發(fā)酵處理后豆粕中的尿素酶基本降解,說(shuō)明豆粕中的尿素酶容易消除。

        圖3 不同處理組發(fā)酵豆粕的尿素酶含量

        2.4 不同微生物或酶發(fā)酵豆粕水蘇糖、棉籽糖的差異化分析 分別檢測(cè)原始豆粕、空白處理組和實(shí)驗(yàn)組豆粕中水蘇糖、棉籽糖的含量,檢測(cè)結(jié)果如圖4所示。

        圖4 不同處理組發(fā)酵豆粕的水蘇糖、棉籽糖含量

        從圖4中可以看出,與原始豆粕樣品相比,處理組豆粕中水蘇糖、棉籽糖含量明顯降低,其中釀酒酵母處理組水蘇糖、棉籽糖降解率達(dá)到最大,分別降解97.46%和78.17%。棉籽糖含量低于水蘇糖,但降解效率低于水蘇糖。

        2.5 菌酶組合條件下發(fā)酵豆粕抗?fàn)I養(yǎng)因子差異與指標(biāo)分析 按照釀酒酵母:枯草芽孢桿菌:干酪乳桿菌:堿性蛋白酶=2:1:1:1的比例制備菌酶混合液,與豆粕在充分混合后轉(zhuǎn)入呼吸發(fā)酵袋中,封口。發(fā)酵結(jié)束檢測(cè)發(fā)酵豆粕樣品中的大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白含量、胰蛋白酶抑制因子、尿素酶、水蘇糖和棉籽糖結(jié)果如圖5、圖6所示。

        圖5 菌酶組合發(fā)酵前后豆粕抗?fàn)I養(yǎng)因子的變化

        圖6 菌酶組合發(fā)酵前后豆粕抗?fàn)I養(yǎng)因子的變化

        從圖中可以看出,菌酶組合發(fā)酵豆粕對(duì)豆粕中大部分抗?fàn)I養(yǎng)因子消除效果明顯,其中大豆球蛋白消除率達(dá)69.93%,β-伴大豆球蛋白消除率達(dá)59.57%,胰蛋白酶抑制因子消除率達(dá)98.03%,尿素酶完全消除,水蘇糖消除率達(dá)99.54%,棉籽糖消除率達(dá)83.24%,綜合消除效果明顯。

        3 結(jié)論

        微生物發(fā)酵和酶解是消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的有效手段,但是不同種類(lèi)的微生物在豆粕抗?fàn)I養(yǎng)因子消除效果上存在差異,此外,酶對(duì)部分抗?fàn)I養(yǎng)因子的消除也有明顯效果。發(fā)酵豆粕制備過(guò)程中,合理搭配使用不同微生物和酶,可以有效去除豆粕中多種抗?fàn)I養(yǎng)因子,提高豆粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

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