技术领域
[0001] 本
发明属于
生物饲料领域，具体涉及一种有效提高豆渣饲料中大豆异黄酮苷元含量的发酵方法。
背景技术
[0002] 大豆异黄酮是大豆等豆科
植物在其生长过程中所形成的一类次生
代谢物，目前已知的大豆异黄酮主要有12种异构体。其中，9种以糖苷的形式存在，即染料木苷(Genistin)、黄豆黄苷(Glycitin)、大豆苷(Daidzin)、乙酰染料木甙(Acetylgenistin)、乙酰大豆黄甙(Acetyldaidzin)、乙酰黄豆黄甙(Acetylglycitin)、丙二酰染料木甙(Malonylgenistin)、丙二酰黄豆黄甙(Malonylglycitin)和丙二酰大豆黄甙(Malonyldaidzin)。仅有3种以苷元形式存在，即大豆苷元(Daidaein)、染料木素(genistein)和黄豆黄素(Glycitein)。大豆中大豆异黄酮的含量97％～98％以糖苷形式存在，苷元型大豆异黄酮仅占2％～3％。大豆异黄酮具有抗
氧化、抗溶血活性、抗病毒、抗菌等多种生理功能。
[0003] 有研究发现，在
家禽的日粮中添加适量的大豆异黄酮能够明显促进家禽生长、改善饲料利用率、提高产蛋率、调控
机体养分代谢并具有降血脂和抗氧化作用。并可以提高动物免疫
力，改善动物产品品质。另外，大豆异黄酮也有促进乳腺发育，提高泌乳能力的作用。所以，大豆异黄酮可作为一种极好的饲料添加剂。但是，在12种大豆异黄酮中起到生理功效的主要是染料木素、黄豆黄素和大豆苷元。所以，要想大豆及其制品中的大豆异黄酮真正发挥功效，需采取一些方法将糖苷型大豆异黄酮转化为苷元型大豆异黄酮。目前，主要有酶解法、
酸化法和
微生物发酵等方法。如
专利CN 1315323A和CN 1315322A，其采用酶
水解糖苷型大豆异黄酮苷生产苷元型的大豆异黄酮，但是其存在成本高，工艺繁琐，反应条件苛刻等弊端；微生物发酵法是一种较为温和且有效的方法，目前报道的有采用复合
益生菌发酵
豆粕饲料来提高大豆异黄酮转化率，虽然发酵工艺相对简单，但是豆粕价格较高，导致发酵成本较高；而且，仅使用菌种发酵会存在发酵不彻底，转化效率偏低等问题。豆渣是一种营养丰富且价格极为低廉的大豆加工副产物，以豆渣为发酵原料，利用能够将糖苷型大豆异黄酮高效转
化成苷元型异黄酮的优势发酵菌种以及酶添加剂，进行菌酶协同发酵来提高其大豆异黄酮苷元含量是一种可行性高、实用性强且高效低成本的方法。
发明内容
[0004] 针对
现有技术存在的问题，本发明旨在解决所述问题之一，提供一种有效提高豆渣饲料中大豆异黄酮苷元含量的发酵方法。该方法操作简便，效果显著，成本极低，经济效益显著，获得的发酵成品苷元型大豆异黄酮含量高，品质佳，富含益生菌，可部分添加于动物日粮中。
[0005] 为了实现以上目的，本发明采用的技术方案具体如下：
[0006] (1)将植物乳杆菌接种到液体培养基进行活化培养，得到植物乳杆菌发酵
种子液；
[0007] (2)配置一期发酵培养基：在豆渣中添加适量
纤维二糖酶、
葡萄糖淀粉酶及
蔗糖，混合均匀，得到一期发酵培养基；
[0008] (3)添加黑曲霉菌粉于步骤(2)得到的一期发酵培养基中，调节
含水量、发酵
温度进行一期菌酶协同发酵，发酵一定时间后得到一期发酵混合物；
[0009] (4)接种步骤(1)得到的植物乳杆菌发酵种子液于步骤(3)得到的一期发酵混合物中，混合均匀，得到二期发酵混合物；在密封条件下进行二期厌氧发酵，厌氧发酵结束后获得成品。
[0010] 优选的，步骤(2)中所述一期发酵培养基的各组分重量百分含量分别为：
[0011] 豆渣96.6％～99.9％；
[0012] 蔗糖0.04％～1.3％；
[0013] 纤维二糖酶0.02％～0.8％；
[0014] 葡萄糖淀粉酶0.04％～1.3％；
[0015] 优选的，步骤(2)中所述纤维二糖酶的酶活力为4000u/g，葡萄糖淀粉酶的酶活力为26万u/g。
[0016] 优选的，步骤(3)中所述黑曲霉菌粉的活菌含量为50亿/克，黑曲霉菌粉的添加量为一期发酵培养基重量的0.02％～3％。
[0017] 优选的，步骤(3)中所述调节含水量为32％～70％。
[0018] 优选的，步骤(3)中所述发酵的温度为22～32℃，时间为4～12h。
[0019] 优选的，步骤(4)中所述的植物乳杆菌发酵种子液的活菌总数为0.5×109～3.2×109cfu/mL，添加量为一期发酵混合物重量的0.3％～17％。
[0020] 优选的，步骤(4)中所述二期发酵混合物的含水量为35％～80％。
[0021] 优选的，步骤(4)中所述二期发酵的时间为3～5天，温度为24～37℃。
[0022] 其中，纤维二糖酶与葡萄糖淀粉酶购于沧州夏盛酶生物技术有限公司；
[0023] 黑曲霉(Aspergillus niger)菌粉为黑曲霉孢子粉，购于山东长泰生物科技有限公司；植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)CGMCC 1.557购于中国普通微生物菌种保藏管理中心。
[0024] 本发明的有益效果是：
[0025] (1)本发明方法采用豆渣这种廉价的豆制品为发酵原料，成本低，且不需要大型设备的投入，方法简便实用。
[0026] (2)采用本发明公开的方法制备的发酵成品的苷元型大豆异黄酮含量高，发酵周期短且效果好；并且本发明采用菌酶协同发酵以及好氧、厌氧分步发酵的模式，发酵彻底，苷元型大豆异黄酮转化程度高，效果显著。
[0027] (3)本发明采用多种益生菌，发酵产品富含多种益生菌活菌，对动物的肠道健康具有有利影响。
[0028] (4)本发明方法获得的发酵成品富含大豆肽，酸
香味扑鼻，无苦味，适口性好，动物喜食。
附图说明
[0029] 图1是本发明发酵工艺的
流程图。具体实施方式：
[0030] 下面结合具体
实施例对本发明作进一步描述。
[0031] 实施例1：
[0032] (1)植物乳杆菌的活化培养：
[0033] A、首先配置植物乳杆菌的培养基；
[0034] 斜面和平板培养基：
酵母膏5g，
氯化钠10g，蛋白胨10g，琼脂20g，葡萄糖15g，蒸馏水1L，pH自然。110℃灭菌30min。液体种子培养基的成分同斜面培养基，区别是不加琼脂；
[0035] B、植物乳杆菌的活化培养方法：
[0036] 培养方法：无菌条件下分别将4℃保存的植物乳杆菌接种至斜面培养基，30℃培养30h复苏菌种，再在平板上划菌落，挑取种子分别接种到装有100mL液体培养基的摇瓶(250mL)中，150r/min，30℃培养24h，得到植物乳杆菌发酵种子液，按实际需要再以1％的接种量接种到大量液体培养基中扩大培养；所述植物乳杆菌为植物乳杆菌CGMCC 1.557。
[0037] (2)配置一期固体发酵
基础培养基，各组分重量百分含量分别为：豆渣98.65％；蔗糖0.8％；纤维二糖酶0.05％；葡萄糖淀粉酶0.5％。混合均匀，得到一期发酵培养基；
[0038] (3)将黑曲霉菌粉添加到一期好氧发酵培养基，添加量为一期好氧发酵培养基重量的1％，调整培养基的含水量为55％，发酵温度为30℃，好氧发酵10h，进行一期好氧发酵后得到一期发酵混合物；
[0039] (4)接种步骤(1)得到的植物乳杆菌发酵种子液于步骤(3)得到的一期发酵混合物，接种量为一期发酵混合物重量的0.3％，植物乳杆菌发酵种子液的活菌总数为3.0×109cfu/mL，混合均匀，调整含水量为70％，得到二期发酵混合物；置于单向出气孔发酵袋中在密封条件下进行二期厌氧发酵，发酵温度为30℃，发酵4天后获得成品。
[0040] 实施例2：
[0041] (1)植物乳杆菌的活化培养，具体操作同实施例1；
[0042] (2)配置一期固体发酵基础培养基，各组分重量百分含量分别为：豆渣96.6％；蔗糖1.3％；纤维二糖酶0.8％；葡萄糖淀粉酶1.3％，混合均匀，得到一期好氧发酵培养基；
[0043] (3)将黑曲霉菌粉添加到一期好氧发酵培养基，接种量为一期好氧发酵培养基重量的0.02％，调整培养基的含水量为32％，发酵温度为32℃，好氧发酵4h，进行一期好氧发酵后得到一期发酵混合物；
[0044] (4)接种步骤(1)得到的植物乳杆菌发酵种子液于步骤(3)得到的一期发酵混合物，接种量为一期发酵混合物重量的17％，活菌总数为0.5×109cfu/mL，混合均匀，调整含水量为80％，得到二期发酵混合物；置于单向出气孔发酵袋中在密封条件下进行二期厌氧发酵，发酵温度为24℃，发酵5天后获得成品。
[0045] 实施例3：
[0046] (1)植物乳杆菌的活化培养，具体操作同实施例1；
[0047] (2)配置一期固体发酵基础培养基，各组分重量百分含量分别为：豆渣99.9％；蔗糖0.04％；纤维二糖酶0.02％；葡萄糖淀粉酶0.04％，混合均匀，得到一期好氧发酵培养基；
[0048] (3)将黑曲霉菌粉添加到一期好氧发酵培养基，接种量为一期好氧发酵培养基重量的3％，调整培养基的含水量为70％，发酵温度为22℃，好氧发酵4h，进行一期好氧发酵后得到一期发酵混合物；
[0049] (4)接种步骤(1)得到的植物乳杆菌发酵种子液于步骤(3)得到的一期发酵混合物，接种量为一期发酵混合物重量的17％，活菌总数为0.5×109cfu/mL，混合均匀，调整含水量为80％，得到二期发酵混合物；置于单向出气孔发酵袋中在密封条件下进行二期厌氧发酵，发酵温度为24℃，发酵3天后获得成品。
[0050] 实施例4：
[0051] (1)植物乳杆菌的活化培养，具体操作同实施例1；
[0052] (2)配置一期固体发酵基础培养基，各组分重量百分含量分别为：豆渣99.9％；蔗糖0.04％；纤维二糖酶0.02％；葡萄糖淀粉酶0.04％，混合均匀，得到一期好氧发酵培养基；
[0053] (3)将黑曲霉菌粉添加到一期好氧发酵培养基，接种量为一期好氧发酵培养基重量的3％，调整培养基的含水量为32％，发酵温度为22℃，好氧发酵12h，进行一期好氧发酵后得到一期发酵混合物；
[0054] (4)接种步骤(1)得到的植物乳杆菌发酵种子液于步骤(3)得到的一期发酵混合物，接种量为一期发酵混合物重量的10％，活菌总数为3.2×109cfu/mL，混合均匀，调整含水量为35％，得到二期发酵混合物；置于单向出气孔发酵袋中在密封条件下进行二期厌氧发酵，发酵温度为37℃，发酵5天后获得成品。
[0055] 表1是发酵前后豆渣中的大豆异黄酮苷元含量的比较结果
[0056]
[0057] 从表1可以看出，经过本发明的发酵方法处理后，豆渣中的大豆异黄酮苷元含量可以提高65％以上，说明本发明的发酵方法制备的发酵成品中苷元型大豆异黄酮含量高，发酵周期短且效果好；并且本发明采用菌酶协同发酵以及好氧、厌氧分步发酵的模式，发酵彻底，而且发酵产品富含多种益生菌活菌，对动物的肠道健康具有有利影响。
[0058] 说明：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本
说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行
修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的
权利要求范围内。
