一种蛋白酶与酵母菌、植物乳杆菌协同发酵豆粕

本发明属于生物发酵，具体涉及一种菌酶联合制备高品质发酵豆粕的方法。背景技术：1、豆粕(soybean meal,sbm)是大豆经过榨油处理后产生的副产品，同时是动物油粕饲料中年生产量最大，成本较低的一种蛋白质饲料，在牲畜与家禽养殖中被广泛应用。豆粕具有营养丰富，蛋白质含量高，氨基酸组成种类丰富，富含动物必需氨基酸等优良特征。然而，豆粕中大量的抗营养因子降低了动物对豆粕蛋白质的吸收率，并引起一系列肠道相关疾病，降低了家畜的生产性能。由大豆抗原蛋白分解得到的大豆酸溶蛋白以及发酵过程中产生的有机酸能够促进胃肠排空，抑制致病菌的生长，减少肠道疾病的发生。因此，提高发酵豆粕中酸溶蛋白和有机酸含量成为改善吸收，促进动物生长的必要手段。2、微生物发酵法是目前消除抗营养因子，制备优良营养价值和功能特性发酵豆粕的最主要方法之一，微生物在发酵豆粕的过程中，主要依靠其分泌的蛋白水解酶分解蛋白类抗营养因子，将大蛋白分子分解为小肽和游离氨基酸，然而，此类酶存在活性低，稳定性差等缺陷，会导致发酵效果差异大，不利于稳定生产。申请号为202111349172.6的中国发明专利公开了利用枯草芽孢杆菌，植物乳杆菌，假丝酵母菌三种菌种对豆粕进行混合发酵的方法，但由于菌株分泌的蛋白水解酶活性较低，不能很好的利用豆粕中的大分子蛋白，使得其在实际应用当中受到限制。申请号为202410062955.3的中国发明专利公开了基于枯草芽孢杆菌、乳杆菌和酿酒酵母的豆粕发酵方法，虽然也采用多菌联合发酵能够提高发酵豆粕中酸溶蛋白和总酸的含量，但其酸溶蛋白的含量仅能达到8.04％，总酸含量仅为21.58g/kg，总体仍然较低。因此，寻找一种能够在发酵中高效利用外源蛋白水解酶将大分子蛋白质分解为小分子短肽或游离氨基酸，提高菌株对豆粕中氨基酸利用能力的发酵方法具有重大意义。技术实现思路1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种菌酶联合制备高品质发酵豆粕的方法，该方法提高了发酵豆粕酸溶蛋白和有机酸含量，增强了抑菌特性，提高了其在动物饲料中的应用价值。2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：3、一种蛋白酶与酵母菌、植物乳杆菌协同发酵豆粕的方法，向豆粕中加入植物乳杆菌(lactiplantibacillus plantarum)dmdl9010、蛋白酶、酵母菌、蔗糖和水，进行发酵，制得发酵豆粕，其中料水比为1：(1.0±0.4)。4、优选地，所述植物乳杆菌dmdl9010的接种量为豆粕质量分数的8％～14％。5、优选地，所述酵母菌接种量为豆粕质量分数的0.012％±0.008％。6、优选地，所述蔗糖添加量为豆粕质量分数的7％±2％。7、优选地，所述蛋白酶的添加量为60～120u/g豆粕，所述蛋白酶为复合蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶和风味蛋白酶中选取任意两种以上的组合。8、优选地，所述蛋白酶为菠萝蛋白酶、复合蛋白酶和风味蛋白酶的组合。9、优选地，所述蛋白酶为菠萝蛋白酶80u/g、复合蛋白酶60u/g和风味蛋白酶100u/g的组合。10、优选地，发酵温度为37±2℃，发酵时间为72～96h。11、优选地，所述原料添加量与水的质量比为：1：1.2。12、本发明提供一种蛋白酶与酵母菌、植物乳杆菌dmdl9010协同发酵豆粕的方法，其中包括以水解度为指标，采用正交试验设计与控制变量法确定蛋白酶的种类与用量；以总酸含量为指标，采用单因素与正交试验优化豆粕发酵工艺条件。13、与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：14、(1)本发明的植物乳杆菌dmdl9010与酵母菌、蛋白酶协同发酵豆粕，能很好的利用豆粕中的大分子蛋白，发酵豆粕的水解度、总酸含量及总有机酸含量显著提高，发酵72h，发酵豆粕的水解度为8.65％，总有机酸含量为297.28mg/g，总酸含量为139.05g/kg。本发明解决了酶解活性差、效率低的问题，改善了动物肠道吸收，也利于产品的保存。15、(2)本发明发酵豆粕的营养成分明显提升。其中粗蛋白含量与酸溶蛋白含量显著提高，分别高达44.93％和19.02％；发酵豆粕的氨基酸含量显著提高，总氨基酸含量为44.224g/100g，游离氨基酸含量为7.173g/100g；同时发酵豆粕中抗营养因子明显减少。16、(3)本发明的发酵方法提高了发酵豆粕的抗菌性能，对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌具有显著的抑菌效果，最大抑菌圈直径分别为20.0mm和24.0mm；同时发酵豆粕具有良好的抗氧化活性，对三种自由基的清除活性是原豆粕的1.57～3.80倍，可以部分代替抗生素应用在动物饲料中，减少环境污染，促进养殖业的可持续发展。17、所述植物乳杆菌(lactiplantibacillus plantarum)dmdl9010，于2011年8月19日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称：cgmcc，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所)，保藏编号为cgmcc no.5172。该菌株已在申请号为cn201210472413.0的中国专利中公开。技术特征：1.一种蛋白酶与酵母菌、植物乳杆菌协同发酵豆粕的方法，其特征在于，向豆粕中加入植物乳杆菌(lactiplantibacillus plantarum)dmdl9010、蛋白酶、酵母菌、蔗糖和水，进行发酵，制得发酵豆粕，其中料水比为1：(1.0±0.4)；2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物乳杆菌dmdl9010的接种量为豆粕质量分数的8％～14％。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述酵母菌接种量为豆粕质量分数的0.012％±0.008％。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述蔗糖添加量为豆粕质量分数的7％±2％。5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述蛋白酶的添加量为40～120u/g豆粕，所述蛋白酶为复合蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶和风味蛋白酶中选取任意两种以上的组合。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述蛋白酶为菠萝蛋白酶、复合蛋白酶和风味蛋白酶的组合。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述蛋白酶为菠萝蛋白酶80±10u/g、复合蛋白酶60±10u/g和风味蛋白酶100±20u/g的组合。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，发酵温度为37±2℃，发酵时间为72～96h。技术总结本发明属于生物发酵技术领域，公开了一种蛋白酶与酵母菌、植物乳杆菌协同发酵豆粕的方法，向豆粕中加入植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)DMDL9010、蛋白酶、酵母菌、蔗糖和水，进行发酵，制得发酵豆粕，其中料水比为1：(1.0±0.4)；本发明的发酵方法解决了酶解活性差、转化效率低的问题，提高了发酵豆粕水解度和总酸含量，有利于饲料蛋白的利用及发酵豆粕的贮存。发酵豆粕的酸溶蛋白和总有机酸含量分别高达19.02％和297.28mg/g，降低了胃肠道pH值，改善了发酵豆粕的风味和品质，促进了营养物质的吸收，同时具有很好的抗菌性能。技术研发人员：刘冬梅,李琴琴,曾苏萍,麦梓锋受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/8/15