一種發(fā)酵用浮萍蛋白粉的制備方法
【專利說明】一種發(fā)酵用浮萍蛋白粉的制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種發(fā)酵用浮萍蛋白粉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]作為微生物培養(yǎng)基的一種重要原料，蛋白粉在醫(yī)藥產(chǎn)品、生化制品、抗生素等發(fā)酵生產(chǎn)以及微生物學(xué)研宄中應(yīng)用廣泛。目前，發(fā)酵用蛋白粉生產(chǎn)主要采用動(dòng)物蛋白和植物蛋白兩種，不同來源的蛋白粉可以滿足不同生物體所需要的特性氨基酸、多肽及微量元素需求，主要包括魚蛋白胨、牛肉蛋白胨、大豆蛋白粉、棉籽蛋白粉等，浮萍來源的發(fā)酵用蛋白粉產(chǎn)品尚未見報(bào)道。
[0004]水生植物浮萍是世界上最小的開花植物，它屬于單子葉植物綱，天南星目，浮萍科，全世界分布廣泛，共有5屬38種，我國有4屬12種。浮萍具有蛋白質(zhì)含量高，生長(zhǎng)速度快、易于培養(yǎng)、材料成本低、不占用耕地等優(yōu)點(diǎn)，是一種極具潛力的蛋白質(zhì)資源作物。利用浮萍進(jìn)行蛋白粉開發(fā)具有如下獨(dú)特優(yōu)勢(shì):1、浮萍蛋白質(zhì)可達(dá)到其干重的25-40%。Jay JCheng報(bào)道浮萍蛋白年產(chǎn)量可以達(dá)到12噸/hm2，而大豆蛋白年產(chǎn)量?jī)H為2.4噸/hm2;2、浮萍繁殖速度很快，約2-7天可以繁殖一代，高于任何高等植物。G.0ron等報(bào)道浮萍生長(zhǎng)速率為0.1-0.35 g (干重)g4 (干重)天-1。年產(chǎn)量高達(dá)55噸/hm2 (干重)，大豆為6噸/hm2(干重)。浮萍生長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)，在大多數(shù)溫度至熱帶地區(qū)全年均可生長(zhǎng)。3、浮萍中氮、磷含量較高，能夠在多種富含氮磷額廢水中生長(zhǎng)，總氮及總磷去除率可以達(dá)到70%以上，在處理污水的同時(shí)能夠產(chǎn)生大量的蛋白資源。
[0005]開發(fā)浮萍來源發(fā)酵用蛋白粉，對(duì)改善資源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，推擠社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)富含蛋白質(zhì)的浮萍，提出一種發(fā)酵用浮萍蛋白粉的制備方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:收集富含蛋白質(zhì)的新鮮浮萍，經(jīng)過機(jī)械破碎制備成漿狀物后，用水稀釋0-1倍后，調(diào)節(jié)混合液pH值4.5-5.5，溫度至60-70°C后，250rpm攪拌條件按10-20 U/g新鮮浮萍重量添加淀粉糖化酶，進(jìn)行糖化處理1_3小時(shí)；糖化處理后，同一溫度，同一攪拌條件下按2-10 U/g新鮮浮萍重量添加蛋白酶，攪拌保溫
1.5-3小時(shí)繼續(xù)進(jìn)行蛋白質(zhì)水解。得到的酶解液進(jìn)一步固液分離后得到清液，最后經(jīng)真空噴霧干燥得到發(fā)酵用浮萍蛋白粉。
[0008]所述方法步驟如下:
(1)新鮮浮萍經(jīng)過機(jī)械勻漿破碎制備成漿狀物，用水稀釋，控制水解條件，之后在漿狀物中加入淀粉糖化酶進(jìn)行糖化處理；
(2)糖化處理后，維持糖化液溫度不變，再添加水解蛋白酶進(jìn)行蛋白質(zhì)水解，制備得到浮萍水解液；
(3)浮萍水解液經(jīng)固液分離澄清后，采用真空噴霧干燥得到發(fā)酵用浮萍蛋白粉。
[0009]步驟(I)所述漿狀物水解時(shí)加入漿狀物重量的50%的水混合，調(diào)節(jié)pH值4.5-5.5，升溫至60-70°C后，按Ig新鮮浮萍重量加入10-20 U/g的淀粉糖化酶，進(jìn)行糖化處理1_3小時(shí)；
步驟(2)所述在糖化處理后，按Ig新鮮浮萍重量加入2-10 U/g的水解蛋白酶，攪拌條件下保溫1.5-3小時(shí)，進(jìn)行浮萍蛋白質(zhì)水解。
[0010]步驟(3)所得到的浮萍蛋白粉其產(chǎn)品特征為:蛋白質(zhì)含量55-65%、還原糖含量25-35%、氨基氮大于1.8%、熾燒殘?jiān)∮?%; 10%水溶液澄清、pH值6.0-7.0。
[0011]本發(fā)明涉及上述方法制備得到的浮萍蛋白粉的應(yīng)用，將替代牛肉膏蛋白胨、棉籽蛋白胨、花生蛋白粉，豆柏蛋白粉、黃豆蛋白粉等有機(jī)氮源，用于工業(yè)發(fā)酵。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:能夠采用富含蛋白質(zhì)新鮮浮萍為原料，提供蛋白質(zhì)含量高、溶解性好，生物效價(jià)高的浮萍蛋白粉產(chǎn)品，作為抗生素發(fā)酵、食品釀造、微生物培養(yǎng)的專用氮源，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下所給出的實(shí)施例是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的基本原理和主要技術(shù)特征，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行限制。本行業(yè)的技術(shù)人應(yīng)了解，本發(fā)明不收一下實(shí)施例的限制，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案精心的任何修改或局部替換，以及各種變化和改進(jìn)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0014]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0015]采用GB 5009.5-2010、GB/T5009.3-2010 和 GB/T5009.4-2010 對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中制備的浮萍及浮萍蛋白粉的組分蛋白、脂肪、水分和灰分等含量進(jìn)行測(cè)定。
[0016]實(shí)施例一、新鮮浮萍直接制備發(fā)酵用蛋白粉的方法
50kg新鮮浮萍(含水量90.5%)收獲瀝干水分后，采用1000rpm機(jī)械勻漿搗碎，勻漿液在250rpm攪拌下升高溫度至65-70°C，添加一定活力的復(fù)合糖化酶(其中α-淀粉酶按6 U/g新鮮浮萍、α -1, 4-葡萄糖水解酶按12 U/g新鮮浮萍加入)，保溫?cái)嚢钘l件下進(jìn)行糖化3小時(shí)；然后繼續(xù)按照6 U/g新鮮浮萍重量添加木瓜蛋白酶，保溫條件下繼續(xù)攪2小時(shí)進(jìn)行蛋白質(zhì)水解。蛋白質(zhì)水解后，采用板框過濾進(jìn)行固液分離，然后再采用0.25um微濾膜進(jìn)一步去除水解液中的顆粒固體物質(zhì)。控制真空度0.05-0.06 MPa進(jìn)風(fēng)溫度150°C，排風(fēng)溫度70°C條件下將濾液真空噴霧干燥，制備發(fā)酵用浮萍蛋白粉3.12kg。
[0017]所制備的發(fā)酵用浮萍蛋白粉的質(zhì)量指標(biāo)為:蛋白粉含量57.4%、還原糖含量28.2%、氨基氮含量1.85%、熾燒殘?jiān)?.4% ;所制備的蛋白粉配置10%的水溶液顏色清涼、pH值 6.74。
[0018]實(shí)施例二新鮮浮萍稀釋后制備發(fā)酵用蛋白粉的方法
50kg新鮮浮萍(含水量90.5%)收獲瀝干水分后，采用1000rpm機(jī)械勻漿搗碎，往勻漿液中按其重量50%添加水，在250rpm攪拌下升高溫度至65_70°C，添加一定活力的復(fù)合糖化酶(其中α -淀粉酶按4U/g新鮮浮萍、α -1, 4_葡萄糖水解酶按12 U/g新鮮浮萍加入)，保溫?cái)嚢钘l件下進(jìn)行糖化2小時(shí)；然后繼續(xù)按照8 U/g新鮮浮萍重量添加木瓜蛋白酶，保溫條件下繼續(xù)攪2小時(shí)進(jìn)行蛋白質(zhì)水解。蛋白質(zhì)水解后，采用板框過濾進(jìn)行固液分離，然后再采用0.25um微濾膜進(jìn)一步去除水解液中的顆粒固體物質(zhì)?？刂普婵斩?.05-0.06 MPa進(jìn)風(fēng)溫度150°C，排風(fēng)溫度70°C條件下將濾液真空噴霧干燥，制備發(fā)酵用浮萍蛋白粉3.23kg。
[0019]所制備的發(fā)酵用浮萍蛋白粉的質(zhì)量指標(biāo)為:蛋白質(zhì)含量59.2%、還原糖含量30.2%、氨基氮1.92%、熾燒殘?jiān)?.2% ;所制備的蛋白粉配置10%的水溶液顏色清涼、pH值6.83。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)酵用浮萍蛋白粉的制備方法，其特征是: (1)新鮮浮萍經(jīng)過機(jī)械勻漿破碎制備成漿狀物，用水稀釋，控制水解條件，之后在漿狀物中加入淀粉糖化酶進(jìn)行糖化處理； (2)糖化處理后，維持糖化液溫度不變，再添加水解蛋白酶進(jìn)行蛋白質(zhì)水解，制備得到浮萍水解液； (3)浮萍水解液經(jīng)固液分離澄清后，采用真空噴霧干燥得到發(fā)酵用浮萍蛋白粉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵用浮萍蛋白粉的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述漿狀物水解時(shí)加入漿狀物重量的50%的水混合，調(diào)節(jié)pH值4.5-5.5，升溫至60_70°C后，按Ig新鮮浮萍重量加入10-20 U/g的淀粉糖化酶，進(jìn)行糖化處理1-3小時(shí)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵用浮萍蛋白粉的制備方法，其特征在于:步驟(2)在糖化處理后，按Ig新鮮浮萍重量加入2-10 U/g的水解蛋白酶，攪拌條件下保溫1.5-3小時(shí)，進(jìn)行浮萍蛋白質(zhì)水解。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵用浮萍蛋白粉的制備方法，其特征在于:步驟(3)所得到的浮萍蛋白粉其產(chǎn)品特征為:蛋白質(zhì)含量55-65%、還原糖含量25-35%、氨基氮大于.1.8%、熾燒殘?jiān)∮?% ；10%水溶液澄清、pH值6.0-7.0。
【專利摘要】一種發(fā)酵用浮萍蛋白粉的制備方法，包括以下步驟：收集富含蛋白質(zhì)的新鮮浮萍，經(jīng)機(jī)械勻漿破碎后，采用一定比例的水稀釋后，控制水解條件，依先后順序分別按一定比例添加糖化酶和蛋白酶對(duì)淀粉及蛋白質(zhì)進(jìn)行水解。浮萍水解液固液分離澄清后，經(jīng)真空噴霧干燥技術(shù)制備浮萍蛋白粉。本發(fā)明制得的浮萍蛋白粉，來源于浮萍，具有生物效價(jià)高，蛋白質(zhì)含量高、可溶性好、富含多種微生物所需要的營養(yǎng)因子等特點(diǎn)，可作為抗生素發(fā)酵，食品釀造以及微生物培養(yǎng)的專用氮源，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C12P1/00, C12P21/06, A23J3/34, A23J1/00, C12N1/00
【公開號(hào)】CN104938762
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510072712
【發(fā)明人】朱建航, 張帆, 李燕, 成家楊, 鄒曉陽
【申請(qǐng)人】南昌大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日