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发酵豆粕及其制备方法

阅读:183发布:2020-05-13

专利汇可以提供发酵豆粕及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 发酵 大 豆粕 及其制备方法,更具体地,涉及一种使用兼性厌 氧 大豆粕发酵 微 生物 制备发酵大豆粕的方法、由其制备的发酵大豆粕和含有该发酵大豆粕的 饲料 组合物。所述发酵大豆粕的制备方法包括:通过用提取 溶剂 提取生大豆粕来获得大豆粕提取物溶液和残余大豆粕的步骤,和通过使用发酵大豆粕的微生物对包含选自由生大豆粕和残余大豆粕组成的组中的一种或多种的发酵原料进行固体培养的步骤。此外,本发明涉及一种新的肠球菌属菌株,更具体地,涉及屎肠球菌菌株。,下面是发酵豆粕及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种发酵豆粕的制备方法,包括:
通过用提取溶剂提取生大豆粕来获得大豆粕提取物溶液和残余大豆粕的步骤,和通过使用发酵大豆粕的生物对包含选自由生大豆粕和残余大豆粕组成的组中的一种或多种的发酵原料进行固体培养的步骤。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述发酵大豆粕的微生物是兼性厌乳酸菌,所述固体培养的步骤不包括需氧过程。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述发酵大豆粕的微生物作为种子培养液添加,所述种子培养液通过将所述微生物以基于100wt%的大豆粕提取物溶液计0.000001至
10wt%的量接种到发酵原料中来获得并且在温度为20至50℃的液体中培养。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述提取溶剂是选自由和1至6个原子的醇组成的组中的一种或多种,并且以生大豆粕的1至10倍的重量比使用。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述提取溶剂的温度为20至70℃,pH为2至8。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其中,通过用提取溶剂提取所述生大豆粕,然后通过离心过程分离来获得水分含量为80w/w%或更低的残余大豆粕。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述发酵原料是残余大豆粕和生大豆粕的混合物,并且通过调节混合比来控制发酵大豆粕的粗蛋白质含量或抗营养因子含量。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其中,所述抗营养因子是选自由胰蛋白酶抑制剂、β-伴大豆球蛋白、难消化的低聚糖、血凝素(凝集素)、皂苷和丹宁酸组成的组中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述发酵原料是所述生大豆粕和残余大豆粕以1∶10至10∶1的重量比混合的混合物。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述发酵原料获得自大豆粕,并且包含20至
48%(w/w)的粗蛋白质含量和0.6至1.7(w/w%)的难消化的低聚糖含量。
11.根据权利要求1所述的制备方法,包括:
通过用提取溶剂提取生大豆粕来获得大豆粕提取物溶液和残余大豆粕的步骤;
通过混合所述生大豆粕和残余大豆粕制备其中粗蛋白质含量为20至48%(w/w)且难消化的低聚糖含量为0.6至1.7(w/w%)的发酵原料的步骤,和
通过使用发酵大豆粕的微生物对所述发酵原料进行固体培养的步骤。
12.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述发酵大豆粕的微生物是选自由肠球菌属(Enterococcus sp.)菌株、魏斯氏菌(Weissella sp.)菌株、乳杆菌属(Lactobacillus sp.)菌株组成的组中的一种或多种。
13.根据权利要求7所述的制备方法,其中,所述发酵大豆粕的微生物是选自由以下组成的组中的一种或多种:屎肠球菌(Enterococcus faecium)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、高丽魏斯氏菌(Weissella koreensis)、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、乳酸乳杆菌(Lactobacillus lactis)、罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)。
14.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述发酵大豆粕的粗蛋白质含量为高于
46%(w/w)至低于80%(w/w)。
15.一种大豆粕发酵产物,其通过使用兼性厌氧大豆粕发酵微生物对包含选自由生大豆粕和残余大豆粕组成的组中的一种或多种的发酵原料进行发酵而获得,其中,胰蛋白酶抑制剂含量为0.0001至8(mg/g),β-伴大豆球蛋白含量为0至70000(ppm),或难消化的低聚糖含量为0.0001至1.7(w/w%),粗蛋白质含量为高于46%至80%(w/w)。
16.根据权利要求15所述的大豆粕发酵产物,其中,所述发酵原料包含选自由生大豆粕和残余大豆粕组成的组中的一种或多种,所述残余大豆粕是通过在大豆粕的溶剂提取物中去除大豆粕提取物溶液而获得的固体成分。
17.根据权利要求15所述的大豆粕发酵产物,其中,所述发酵原料获得自大豆粕,并且具有20至48%(w/w)的粗蛋白质含量和0.6至1.7(w/w%)的难消化的低聚糖含量。
18.一种动物饲料组合物,包含根据权利要求15所述的大豆粕发酵产物。
19.根据权利要求18所述的饲料组合物,其中,所述动物是选自由猪、、鸡、鸭、山羊、绵羊、狗和猫组成的组中的一种或多种。
20.根据权利要求18所述的饲料组合物,其中,所述大豆粕发酵产物的粗蛋白质含量为
48至53%(w/w),并且所述动物是成年动物。
21.根据权利要求18所述的饲料组合物,其中,所述大豆粕发酵产物的粗蛋白质含量为
50至60%(w/w),并且所述动物是小猪或小鸡。
22.根据权利要求18所述的饲料组合物,其中,所述大豆粕发酵产物的粗蛋白质含量为
53至65%(w/w),并且所述动物是鱼。
23.根据权利要求1所述的制备方法,其中,在所述发酵大豆粕中,基于所述发酵大豆粕中100wt%的总蛋白含量,分子量低于25kD的蛋白质的含量为25至99.9wt%,分子量为25至低于50kD的蛋白质的含量为0.01至60wt%,分子量为50kD或更大的蛋白质的含量为0.01至
30wt%。
24.一种屎肠球菌(Enterococcus faecium)菌株,其最适生长温度为40至45℃,并且通过用所述菌株发酵获得的大豆粕发酵产物中粗蛋白质含量高于49至80%(w/w)。
25.根据权利要求24所述的菌株,具有选自由以下(1)至(6)组成的组中的一种或多种特征:
(1)通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的胰蛋白酶抑制剂含量为低于3.5mg/g,
(2)通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的β-伴大豆球蛋白为
10000ppm或更低,
(3)通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的难消化的低聚糖含量为
0.1w/w%或更低,
(4)通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的乳酸浓度为3w/w%或更高,
(5)通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的胃蛋白酶消化率为90w/w%或更高,以及
(6)通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的蛋白质分布中,基于所述发酵大豆粕中100wt%的总蛋白含量,分子量小于25kD的蛋白质的含量为30至99.9wt%,分子量为25至低于50kD的蛋白质的含量为0.01至60wt%,分子量为50kD或更高的蛋白质的含量为0.01至25wt%。
26.根据权利要求24所述的菌株,其中,所述菌株是保藏编号为KCTC13566BP的屎肠球菌SLB130菌株。
27.根据权利要求24所述的菌株,其中,所述大豆粕发酵产物通过对选自由生大豆粕和通过用提取溶剂提取所述生大豆粕获得的残余大豆粕组成的组中的一种或多种进行发酵而获得。
28.一种用于发酵大豆粕的组合物,包含选自由屎肠球菌SLB130菌株的微生物细胞、所述菌株的培养产物、所述菌株的裂解物和所述菌株的提取物组成的组中的一种或多种。
29.根据权利要求28所述的组合物,其中,所述菌株在通过用提取溶剂提取大豆粕而获得的大豆粕提取物溶液中培养。
30.根据权利要求28所述的组合物,其中,所述用于发酵大豆粕的组合物对选自由生大豆粕和通过用提取溶剂提取所述生大豆粕获得的残余大豆粕组成的组中的一种或多种进行发酵。
31.一种发酵大豆粕的制备方法,包括制备选自由生大豆粕和通过用提取溶剂提取所述生大豆粕获得的残余大豆粕组成的组中的一种或多种的发酵原料的步骤;和通过将屎肠球菌SLB130菌株接种到发酵原料中进行固体培养的步骤。
32.根据权利要求31所述的制备方法,还包括种子培养步骤,所述种子培养步骤在进行发酵步骤之前在通过用提取溶剂提取所述生大豆粕而获得的大豆粕提取物溶液中培养菌株。
33.根据权利要求31所述的制备方法,在所述发酵原料中,粗蛋白质含量为20至48%(w/w),并且难消化的低聚糖含量为0.6至1.7(w/w%)。
34.根据权利要求31所述的制备方法,其中,在所述发酵大豆粕中,粗蛋白质含量为高于46%(w/w)至低于80%(w/w)。
35.根据权利要求31所述的制备方法,其中,所述发酵原料是其中生大豆粕和残余大豆粕以1∶10至10∶1的重量比混合的混合物。

说明书全文

发酵豆粕及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及发酵大豆粕、制备发酵大豆粕的方法和包含发酵大豆粕的饲料组合物。此外,本发明涉及一种新的肠球菌属(Enterococcus sp.)菌株、使用该菌株制备发酵大豆粕的方法、由该方法制备的发酵大豆粕和包含该发酵大豆粕的饲料组合物。

背景技术

[0002] 脱脂大豆粕在生产基础上占世界植物蛋白饲料原料的60%。由于近来动物蛋白来源由海绵状脑病爆发等而导致的负面前景已经增加,预计未来对脱脂大豆粕的需求将持
续增加。
[0003] 为了提高家畜的生产率,可以使用活化剂、抗生素、抗菌剂、生长激素药物等,但是由于抗生素等导致病原菌的抗性增加或留在畜产品等中的问题,最近益生菌生物制剂的使用增加。这些微生物制剂可用于促进动物体内酶分泌,提高难消化纤维蛋白的消化率,和减少抗营养因子等的目的。
[0004] 在大豆成分中,胰蛋白酶抑制剂等抗营养因子在加热下不稳定,因此大多数在大豆粕的生产过程中失活,但对于在加热下稳定的难消化的低聚糖如子糖和苏糖,通常
使用微生物发酵或酶来分解的方法。
[0005] 固体基质发酵方法通常在世界范围内用于发酵大豆粕,并且使用需微生物的需氧发酵方法成为主流,所述需氧微生物通常使用以曲霉属(Aspergillus sp.)为代表的真
菌和以芽孢杆菌属(Bacillus sp.)为代表的细菌作为微生物并强制供氧。这种需氧固体基
质发酵方法存在必然需要供氧的问题,因此污染的可能性高,并且需要大量的设备投资例
如制曲机等,并且工厂规模不容易扩大。因此,使用厌氧细菌的固体基质发酵方法被认为是可以克服需氧过程的这些问题的替代方案。
[0006] 厌氧细菌乳酸菌将作为代表性抗营养因子之一的难消化低聚糖转化为有益物质如乳酸等,并且由于基酸代谢活跃而可以用于家畜,并且还制备各种生物活性物质。特别是,由于乳酸菌发酵过程中分泌的乳酸可以抑制其他微生物的增殖,因此具有使污染最小
化的优点。然而,传统的厌氧大豆粕发酵过程通常使用乳杆菌属(Lactobacillus sp.)的乳酸菌,由于乳酸菌在生长发育和发酵过程中比需氧细菌速度慢而具有花费时间长并且为确
保厌氧条件而需要过多设备的缺点。

发明内容

[0007] 技术问题
[0008] 本发明提供一种使用包含在大豆粕中的糖类和一些蛋白质的大豆粕以及发酵大豆粕的微生物制备发酵大豆粕的方法。
[0009] 本发明的另一个目的是提供一种控制发酵大豆粕中的粗蛋白质含量的方法,该方法通过使用提取溶剂制备大豆粕提取物溶液和残余大豆粕并使用它们作为发酵原料来进
行。
[0010] 此外,本发明提供了具有根据目标家畜种类和家畜的生长部分适当的粗蛋白质含量的发酵大豆粕,以及包含发酵大豆粕的饲料组合物。
[0011] 此外,本发明制备包含大豆粕中的糖类和一些蛋白质的大豆粕提取物溶液,并选择在用作培养基时显示出高的比生长速率的新菌株,从而基于该新的菌株创建大豆粕的提
取和发酵过程。
[0012] 技术方案
[0013] 大豆粕本身用作饲料等,但也可以被制成通过使用酶或微生物处理生大豆粕的大豆粕,或用提取溶剂除去不需要的成分的残余大豆粕,以用于促进动物体内酶分泌,通过发酵过程改善难消化纤维蛋白的消化率和降低抗营养因子等。使用提取溶剂制备发酵原料是
为了除去大豆粕的抗营养因子,并通过选择性地提取除蛋白质之外的组分来除去蛋白质,
以浓缩粗蛋白质含量。抗营养因子包括胰蛋白酶抑制剂、难消化的低聚糖如棉子糖和水苏
糖等
[0014] 本发明的一个实施例涉及制备发酵大豆粕的方法,该方法通过使用提取溶剂制备大豆提取物溶液和残余大豆粕,并且通过使用它们作为发酵原料并使用发酵大豆粕的微生
物发酵来进行。大豆粕发酵微生物可以是屎肠球菌(Enterococcus faecium)SLB130。
[0015] 另外,通过用提取溶剂提取生大豆粕而获得的残余大豆粕具有高的粗蛋白质含量,并且可以通过调节粗蛋白质含量以适合于使用目的来使用。因此,大豆粕发酵产物的粗蛋白质含量可以通过降低粗蛋白质含量来控制,降低粗蛋白质含量通过使用提取后获得的
残余大豆粕或将生大豆粕混合到残余大豆粕中来进行。例如,仅将残余大豆粕作为发酵原
料进行的固体培养适合于生产相对高浓度的粗蛋白质产物,并且它可以用作鱼饲料中所使
用的鱼粉的替代品。饲料组合物可以根据粗蛋白质含量而用作成年家畜、小猪或孵化鱼的
饲料组合物。
[0016] 此外,取决于家畜的所需抗营养因子水平和粗蛋白质含量各自不同,要制备每种目标家畜所需的质量的发酵大豆粕,重要的是要达到适当的抗营养因子水平和粗蛋白质含
量。
[0017] 因此,本发明的另一个实例涉及一种控制残余大豆粕和生大豆粕的混合比的方法,这要考虑使用的家畜所需的抗营养因子和粗蛋白质的水平并以每种目标家畜所需的质
量制备发酵大豆粕。
[0018] 例如,对于适合于孵化鱼如虾、鲍鱼或鲑鱼等的发酵大豆粕,可以通过使用残余大豆粕作为发酵原料来制备发酵大豆粕。换句话说,固体培养提取后的残余大豆粕适合于生产高浓度的粗蛋白质产品,并且它可以用作孵化鱼的鱼粉的替代品。具体而言,发酵大豆粕的抗营养因子的含量优选在难消化的低聚糖的情况下为小于0.03%,在β-伴大豆球蛋白的情况下为低至200ppm,并且在粗蛋白质含量的情况下为高至58%或更高。具体而言,在适用于鱼或孵化鱼的发酵大豆粕中,粗蛋白质含量可为53至65%(w/w)、高于53至65%(w/w)、54至65%(w)/w)、55至65%(w/w)、56至65%(w/w)、高于56至65%(w/w)、57至65%(w/w)、58至
65%(w/w)、59至65%(w/w)、或60至65%(w/w)。
[0019] 例如,由于母猪、生长猪或家养牛等成年家畜的消化器官发育良好,发酵大豆粕中的抗营养因子浓度相对较高是无关紧要的,氨基酸的吸收率高于一般大豆粕且粗蛋白质含量为50%或更高也是无关紧要的。因此,可以通过使用生大豆粕制备用于成年家畜的发酵
大豆粕。具体地,在适合于成年家畜如母猪、生长猪或家养牛等的发酵大豆粕中,粗蛋白质含量可以是48至53%(w/w)、高于48至低于51%(w/w)、高于48%至50%(w/w)、49至53%(w/w)、49至51%(w/w)、49至低于51%(w/w)、49%至50%(w/w)、高于49%至低于53%(w/w)、高于49%至51%(w/w)、或高于49%至低于51%(w/w)。
[0020] 例如,在小猪、小鸡等幼畜的情况下,抗营养因子的影响小于孵化鱼的情况,但它受到抗营养因子的影响比成年家畜大。因此,在用于幼畜的发酵大豆粕中,抗营养因子的含量在不可消化的低聚糖的情况下小于0.05%,在β-伴大豆球蛋白的情况下小于500ppm。因此,可以通过混合残余大豆粕和生大豆粕,并且其混合比可以是1∶1至1∶1.4来制备用于幼畜的发酵大豆粕。具体而言,在用于小猪、幼雏等幼畜的发酵大豆粕中,粗蛋白质含量可以是高于50至低于60%(w/w)、高于50至59%(w/w)、高于50至58%(w/w)、高于50至57%(w/w)、高于50至56%(w/w)、高于50至低于56%(w/w)、高于50至55%(w/w)、高于50至54%(w/w)、高于50至53%(w/w)、51至低于60%(w/w)、51至59%(w/w)、51至58%(w/w)、51至57%(w/w)、51至56%(w/w)、51至55%(w/w)、51至低于55%(w/w)、51至55%(w/w)、51至54%(w/w)、51至53%(w/w)、高于51至低于60%(w/w)、高于51%至59%(w/w)、高于51至58%(w/w)、高于51至57%(w/w)、高于51至56%(w/w)、高于51至低于56%(w/w)、高于51至55%(w/w)、高于51至54%(w/w)、高于51至53%(w/w)、52至低于60%(w/w)、52至59%(w/w)、52至58%(w/w)、52至57%(w/w)、52至56%(w/w)、52至低于56%(w/w)、52至55%(w/w)、52至54%(w/w)、52至53%(w/w)、53至低于60%(w/w)、53至59%(w/w)、53至58%(w/w)、53至57%(w/w)、
53至56%(w/w)、53至低于56%(w/w)、53至55%(w/w)、或53至54%(w/w)。
[0021] 因此,本发明的一个实例提供了:一种制备大豆粕发酵产物的方法,该方法通过用发酵大豆粕的微生物来发酵选自由生大豆粕和残余大豆粕组成的组中的一种或多种发酵原料进行;或一种控制大豆粕发酵产物的粗蛋白质含量的方法。大豆粕发酵微生物可以是
屎肠球菌SLB130菌株。
[0022] 本发明提供一种通过厌氧发酵过程技术生产在动物饲料市场中具有高成本竞争的发酵大豆粕的方法,该厌氧发酵过程技术通过使用兼性厌氧乳酸菌作为大豆粕发酵微
生物,可以以相对简单的工艺设备和低成本来生产发酵大豆粕,可以作为需要大量的设备
和操作成本的常规需氧发酵过程的替代方案。由于发酵时间相当短并且污染的可能性低,
因此可以稳定地操作本发明中的发酵过程。兼性厌氧乳酸菌可以是屎肠球菌SLB130菌株。
[0023] 由于本发明使用提取溶剂制备大豆粕提取物溶液和残余大豆粕,并且通过使用它们作为发酵原料进行发酵来制备大豆粕发酵产物,在本发明的过程中,极好地除去了通过
干扰家畜的消化吸收而显著降低大豆粕的饲料效率的难消化的低聚糖。此外,通过使用提
取过程可以生产根据家畜物种和目标而区分的发酵大豆粕。
[0024] 本发明使用废弃的大豆粕提取物溶液作为乳酸菌培养基,从而可以降低成本,并且还提供了没有过程废物的环境友好方法。
[0025] 此外,本发明提出了一种技术基础,其不仅可以通过使用大豆粕提取物溶液作为乳酸菌培养基,而且还通过培养微生物获得诸如乳酸等产品,并且其可以通过发酵大豆粕
提取物溶液生产各种具有工业价值的发酵产物。制备PLA所需的乳酸主要通过使用乳酸菌
发酵来生产,并且当使用本发明的提取物溶液和乳酸菌时,可以进行经济的乳酸制备过程。
[0026] 在本发明中,证实了本发明中选择的在大豆粕提取物溶液的肠球菌属(Enterococcus sp.)乳酸菌的生长和发育与其他乳酸菌或枯草芽孢杆菌(Bacillus 
subtilis)等相比显著优异(实施例3)。另外,众所周知,这种乳酸菌已经是通过添加到家畜或作为宠物的动物的饲料和海产品中来提高消化吸收速率的一类乳酸菌。屎肠球菌SLB130
菌株具有不仅在大豆粕提取物溶液中活性生长和发育而且易于配制的优点。
[0027] 在本发明中,通过将微生物发酵大豆粕接种和混合到发酵原料并固定的简单且经济的方法,可以获得用于制备发酵大豆粕的必要和充分的发酵效果。然而,对于该结果,需要接种足够大量的大豆粕发酵微生物,这可以通过使用由大豆粕提取物溶液制备的高浓度
培养液来解决。
[0028] 在本发明中,已经开发了使用大豆粕提取物溶液作为培养基的高浓度培养方法,以产生大量的乳酸菌接种物。为此,研究了在40℃或更高的温度下通过上述方法制备的大
豆粕提取物溶液中显示具有高水平生长和发育的菌株。具体地,通过使用其中没有添加任
何物质的大豆提取物溶液作为培养基,测量40℃或更高的温度下微生物的生长和发育速
率。这是因为,由于在大豆粕的实际固体发酵中为了微生物的活性而添加大量的水,微生物经历的环境接近于其中大豆粕的水性有机物大量溶解的液态,并且此外,这是为了用大豆
粕提取物溶液来获得大量的乳酸菌接种物。作为培养菌株的培养基,使用MRS培养基作为选择培养基。
[0029] 本发明涉及屎肠球菌SLB130菌株。
[0030] 该菌株可以以KCTC13566BP的登录号保藏。
[0031] 根据本发明的另一个实例,本发明涉及一种制备发酵大豆粕的方法,包括将屎肠球菌SLB130菌株接种到大豆粕中的步骤。
[0032] 根据本发明的另一个实例,提供一种通过固体发酵制备大豆粕发酵产物的方法,其特征在于包括将屎肠球菌SLB130菌株接种到大豆粕中的步骤。
[0033] 根据本发明的另一个实例,提供一种制备大豆粕发酵产物的方法,包括:制备选自由生大豆粕和通过用提取溶剂提取生大豆粕获得的残余大豆粕组成的组中的一种或多种发酵原料的步骤;将屎肠球菌SLB130菌株接种到通过用提取溶剂提取生大豆粕而获得的大
豆粕提取物溶液中并进行种子培养的种子培养步骤;以及通过将种子接种到发酵原料中进
行固体培养的步骤。
[0034] 种子培养或固体培养的原料培养基可以是(1)生大豆粕、(2)大豆粕提取物溶液、(3)提取后的残余大豆粕、或(4)生大豆粕和提取后的残余大豆粕的混合物。
[0035] 本发明的另一个实例是通过使用提取物从大豆粕和培养物乳酸菌中提取某些组分,然后将培养的乳酸菌接种到大豆粕中以进行固体培养。另外,它可以包括再循环乳酸菌培养液的步骤。
[0036] 在下文中,将更详细地描述本发明。
[0037] 在本发明中,“大豆粕”可以是选自由(1)生大豆粕、(2)大豆提取物溶液和(3)提取后的残余大豆粕组成的组中的一种或多种。
[0038] 在本发明中,术语“生大豆粕”是指在用溶剂提取大豆粕之前的大豆粕。生大豆粕含有大量蛋白质,因此它是家畜饲料的主要蛋白质来源。大豆粕可以笼统地指所有常见的脱脂大豆粕和大豆粕,但不限于此。
[0039] 在本发明中,术语“大豆粕提取物”是指通过用溶剂提取生大豆粕获得的大豆提取物,并且大豆粕提取物包括“大豆提取物溶液”和在除去“大豆提取物溶液”后剩余的“残余大豆粕”。
[0040] 通过进行溶剂提取过程,可以减少或去除生大豆粕中包含的抗营养因子和糖类。在生大豆粕中,包含诸如水苏糖、棉子糖等多糖和各种水化合物,它们大多是水性的,并且包括干扰家畜消化的抗营养因子(以下称为ANF)。另外,可以通过提取过程浓缩生大豆粕中的粗蛋白质含量,从而可以增加残余大豆粕和使用它发酵的大豆粕中的粗蛋白质含量。
[0041] 在本发明中,“抗营养因子”可以包括干扰家畜消化的所有物质,并且可以包括大豆粕或发酵大豆粕中包含的所有对消化消极的物质。例如,抗营养因子可以是选自由胰蛋白酶抑制剂、β-伴大豆球蛋白、难消化的低聚糖、血凝素(凝集素)、皂苷和丹宁酸组成的组中的一种或多种。
[0042] 为了去除大豆粕的抗营养因子并浓缩粗蛋白质含量,在去除除了蛋白质外的组分后,应进行酶处理或发酵。例如,当首先提取和去除作为大豆粕中存在的抗营养因子的难消化的低聚糖如棉子糖和水苏糖时,去除抗营养因子,同时在提取后留下的残余大豆粕的粗
蛋白质含量增加。换句话说,通过生大豆粕的提取过程,可以控制残余大豆粕和使用它发酵的大豆粕中的粗蛋白质含量。
[0043] 本发明的大豆粕的提取使用通过使用酸性水作为溶剂有效地提取大豆粕中的非蛋白质组分的方法。这是如下的原理:由于大豆粕中大多数蛋白质的等电点(以下称为pI)
为4.5,当通过使用pH小于4.5的弱酸性水作为溶剂进行提取时,蛋白质沉淀并且因此不被
提取,对pH值没有影响的水性低聚糖和碳水化合物被提取。
[0044] 为了大量发酵大豆粕,需要大量的接种物。特别地,在固体发酵的情况下尤其如此,这使得难以控制发酵环境。通常,由于构造均匀的液体发酵环境并不困难,温度和pH控制、氧气供应(或氧气阻断)等是容易的,因此不需要大量的接种物。通常,使用每ml约106至
107cfu(菌落形成单位)或1至5体积%的接种物大小。
[0045] 特别地,要使用乳酸菌来发酵大豆粕,使用足够大量的接种物具有各种优势。由于厌氧性(或兼性厌氧性)生长和发育的乳酸菌的生长和发育速度比需氧细菌或酵母真菌等慢,因此需要更大量的接种物来有效地发酵大豆粕。
[0046] 当选择发酵微生物时,通常通过靶向目标所具有的有机成分中的大多数或主要成分来选择具有优异分解能力的微生物。因此,当研究用于发酵大豆粕的微生物时,常见方法是寻找产生分解大豆粕中主要的组成糖类的酶并产生大量分解大豆粕蛋白质的酶的微生
物,所述类糖特别是作为难消化的低聚糖的棉子糖和水苏糖。这是因为大豆的代表性抗营
养因子(胰蛋白酶抑制剂(TI)和β-伴大豆球蛋白等)由蛋白质组成,并且在蛋白质或肽的小尺寸水平上分解蛋白质是有益的,因此家畜可以顺利地消化具有相对大分子量的大豆蛋白
质。此外,次要条件是通过适应大豆粕固体发酵条件(例如水分含量、温度、pH等)可以引起发酵的微生物。存在于普通自然环境而非肠道菌中的一般细菌由于生长和发育的最佳温度
较高而尤其具有许多发酵的有益点,这是因为有许多细菌不能在40℃或更高温度下生长。
此外,由于在鸡或牛的情况下体温约为41℃,它可能是对于在家畜的实际肠道中存活和增
殖有益的乳酸菌的特征。
[0047] 在本发明中,通过从大豆粕中获得提取物,选择和培养在厌氧条件下生长良好的乳酸菌到提取物中,然后用培养的乳酸菌厌氧发酵大豆粕来制备发酵大豆粕。在下文中,大豆粕是普通脱脂大豆粕和大豆粕两者的通用名称。
[0048] 大豆粕含有大量蛋白质,因此是家畜饲料的主要蛋白质来源。在大豆粕中去除抗营养因子成分并且增加蛋白质部分的大豆蛋白浓缩物(以下称SCP)是用于断奶阶段小猪等
的饲料的高级产品,使用乙醇和水的混合物作为提取溶剂。然而,该过程的缺点是用作溶剂的醇需要昂贵的回收设备。此外,残留的醇组分可能抑制微生物的生长和发育。在本发明
中,通过使用酸性水作为溶剂而不是具有这种缺点的醇来提取大豆粕的非蛋白质组分。
[0049] 由于大豆粕中蛋白质的等电点(下文称为pI)为约4.5,当使用pH小于4.5的弱酸性水作为溶剂进行提取时,蛋白质沉淀并且因此不被提取,并且对pH没有影响的水性低聚糖
和碳水化合物被提取。为了大量发酵大豆粕,需要大量接种物。由于固体发酵难以产生均匀的环境,这不同于液体发酵,因此需要保持灭菌和发酵条件。因此,应该使用比液体发酵更多的接种物,这必然增加了工艺成本。
[0050] 通常,在乳酸菌发酵过程中,分泌乳酸,这显示出降低培养基pH的效果,并最终起到阻止其他污染物增殖的作用。另一方面,由于厌氧(或兼性厌氧)生长和发育的乳酸菌的生长和发育速率低于需氧细菌或酵母、真菌等,需要更大量的接种物来有效地通过使用乳
酸菌发酵大豆粕。存在于普通自然环境而非肠道菌中的一般细菌由于生长和发育的最佳温
度较高而尤其具有许多发酵的有益点,这是因为有许多细菌不能在40℃或更高温度下生
长。此外,由于在鸡或牛的情况下体温为约41℃,它可能是对于在家畜的实际肠道中存活和增殖有益的乳酸菌的特征。
[0051] 在本发明中,为了生产大量的乳酸菌接种物,开发了使用大豆粕提取物溶液作为培养基的高浓度培养方法。为此,首先,研究了在40℃或更高温度下在通过该方法制备的大豆粕提取物溶液中显示出高水平生长和发育的乳酸菌。
[0052] 在本发明中,通过使用其中没有添加任何物质的大豆粕提取物溶液作为液体培养基,测量在40℃或更高温度下微生物的生长和发育速率。这是因为,由于在大豆粕的实际固体发酵中,为了微生物的活性而添加大量的水,微生物经历的环境接近于其中大豆粕的水
性有机物大量溶解的液态,并且此外,这是为了用大豆粕提取物溶液来获得大量的乳酸菌
接种物。作为培养乳酸菌的培养基,使用MRS培养基作为选择培养基。
[0053] 本发明的乳酸菌菌株有效地分解并利用大豆粕有机物质例如低聚糖、碳水化合物、蛋白质等,特别是常见的微生物不能很好地用作碳源的蔗糖、水苏糖、棉子糖等。像这样,可以通过使用提取物来培养微生物,所述提取物中去除了作为抗营养因子降低大豆粕
的性能的低聚糖作为培养基,不仅可以降低制备用于大豆粕发酵的接种物的成本,而且可
以通过额外生产工业乳酸菌粉、或乳酸、氨基酸等而产生新的价值。
[0054] 在本发明中,已经发明了一种连续培养方法,以在大豆粕提取物溶液中以高浓度培养所选择的乳酸菌。连续培养方法可以通过向小型培养罐中添加新培养基而不是分批培
养方法来连续获得培养产物。
[0055] 在所选择的乳酸菌的比生长率非常高的基础上,本发明的连续培养方法不使用氢氧化钠或乳酸中和剂如碳酸,而是使大豆粕提取物溶液被自动添加,从而保持一定
的pH值。该方法可以增加资源的可回收性,并且可以在不使用额外添加剂的方面简化该过
程。
[0056] 为了去除大豆粕的抗营养因子并浓缩粗蛋白质含量,在通过选择性提取除去蛋白质以外的成分后,应进行酶处理或发酵。这是因为大多数大豆粕抗营养因子都具有蛋白质
结构。最近,通过发酵实现了这样的目的,通常使用芽孢杆菌属细菌或曲霉属真菌
(Aspergillus sp.)或酵母属(Saccharomyces)(啤酒酵母/面包酵母)酵母。
[0057] 当使用这种需氧微生物进行发酵时,初始投资成本、运行成本、成本价格等增加,并且最重要的是,生产规模的扩大不容易。换句话说,在需氧过程中,需要大量的努力来提供均匀和足够量的氧气,并且因此,待堆积的厚度是有限的,因此,设施中需要大量的空间,并且使用诸如水蒸气、水、空气、热等资源相对不是有效的。
[0058] 相反,厌氧过程不需要供应氧气,因此可以通过堆叠来维持发酵条件而不需要昂贵/高成本的制曲机器是一个很大的优势。由于在发酵过程中产生热量,因此不需要额外的设施和能量来维持发酵温度。另外,当使用作为代表性厌氧微生物的乳酸菌时,具有很大的优势,即在发酵过程中产生的乳酸降低发酵大豆粕的pH值,从而可以防止各种细菌的污染。
[0059] 然而,使用乳酸菌的厌氧发酵通常具有速率慢的大缺点。为了克服这种缺点,在本发明中,选择在大豆粕发酵过程中具有快速生长和发育速率的乳酸菌(SLB130)。
[0060] 乳酸菌对大豆粕低聚糖具有优异的可用性,然而存在蛋白酶活性相对低的缺点,但是本发明中的乳酸菌显示出具有优异的蛋白质分解能力,因此具有足够的竞争力。作为
鉴定本发明的乳酸菌的结果,它被鉴定为肠球菌属的屎肠球菌(Enterococcus faecium)菌
株。
[0061] 在本发明中,通过在将乳酸菌接种并混合到提取的大豆粕中后固定10至24小时的简单且经济的方法,可以获得制备发酵大豆粕所需的必要和充分的发酵效果。然而,该结果需要足够大量的接种物,但可以通过使用通过上述提取溶液制备的高浓度乳酸菌培养液来
解决。
[0062] 在本发明的提取过程中产生的提取物溶液含有大量的低聚糖和少量的蛋白质,因此可以用作微生物的培养基。由于提取物溶液含有大量的棉子糖、水苏糖等,因此当将提取物溶液用于可充分利用其的乳酸菌的培养或发酵时,可以回收可丢弃的资源。
[0063] 在本发明中选择的肠球菌属乳酸菌是众所周知的乳酸菌,其被添加到用于家畜或作为宠物的动物的饲料以及海产品等中,提高了消化吸收率,并且其作为青贮饲料或草料
的接种微生物是众所周知的。因此,除了用于大豆粕发酵过程所需的接种微生物细胞之外,配制多余的微生物细胞,从而可以将其作为用于出于这种目的而生产工业微生物制剂的粉
末来生产。由于乳酸菌的生长和发育缓慢并且长时间维持活状态的制剂是困难的,因此工
业乳酸菌制剂通常是昂贵的。本发明中的乳酸菌在使用时可以产生相当大的附加价值,因
为不仅大豆粕提取物溶液中的生长和发育是活性的,而且配制也不困难。
[0064] 另一方面,随着近来对环境污染的兴趣增加,生物可降解塑料受到关注,其中,乳酸聚合物PLA(聚乳酸)是代表性的。制备PLA所需的乳酸主要通过使用乳酸菌的发酵来生产,而当使用本发明中的提取溶液和乳酸菌时,可以进行经济的乳酸制备过程。
[0065] 根据本发明的一个实例的制备发酵大豆粕的方法包括以下步骤:
[0066] 通过用提取溶剂提取生大豆粕来获得大豆粕提取物溶液和残余大豆粕的步骤,和
[0067] 通过将大豆粕发酵微生物接种到包括选自由生大豆粕和残余大豆粕组成的组中的一种或多种的发酵原材料中来固体培养的步骤。
[0068] 将逐步骤地详细描述根据本发明的一个实例制备发酵大豆粕的方法。
[0069] 首先,根据本发明的一个实例的制备发酵大豆粕的方法包括通过用提取溶剂提取生大豆粕来获得大豆粕提取物溶液和残余大豆粕的过程。具体地,可以通过用提取溶剂提
取生大豆粕以及固液分离过程处理提取物的过程来进行,以获得大豆粕提取物溶液和残余
大豆粕。
[0070] 用于提取本发明的生大豆粕的溶剂可以是水、1至6个碳原子的低级醇、或其混合溶剂(醇水溶液),并且1至6个碳原子的低级醇可以包括乙醇、甲醇、丙醇、丁醇等中的一种或多种。可以通过使用pH调节剂如酸或碱将提取溶剂控制在适当的pH条件下。例如,pH调节剂的实例可包括盐酸、乙酸、磷酸钙、氢氧化钠、柠檬酸等。提取溶剂的pH条件可以是pH 7.5或更低,pH 7或更低,pH 6或更低,pH 5或更低、pH 4.5或更低、低于pH 4.5、pH 4.4或更低、pH 4.3或更低、pH 4.2或更低、pH 4.1或更低、pH 4或更低、pH 3.5或更低、pH 3或更低、或pH 2或更低,例如可以为pH 2至7.5、pH 2至7、pH 2至6.5、pH 2至6、pH 2至5.5、pH 2至5、pH 
2至低于4.5、pH 2至4.4、pH 2至4.3、pH 2至4.2、pH 2至4.1、pH 2至4、pH 2至3.5、pH 2至3、pH 2至2.5、pH 2.5至7.5、pH 2.5至7、pH 2.5至6.5、pH 2.5至6、pH 2.5至5.5、pH 2.5至5、pH 2.5至低于4.5、pH 2.5至4.4、pH 2.5至4.3、pH 2.5至4.2、pH 2.5至4.1、pH 2.5至4、pH 
2.5至3.5、pH 2.5至3、pH 3至7.5、pH 3至7、pH 3至6.5、pH 3至6、pH 3至5.5、pH 3至5、pH 3至低于4.5、pH 3至4.4、pH 3至4.3、pH 3至4.2、pH 3至4.1、pH 3至4、pH 3至3.5、pH 3.5至
7.5、pH 3.5至7、pH 3.5至6.5、pH 3.5至6、pH 3.5至5.5、pH 3.5至5、pH 3.5至低于4.5、pH 
3.5至4.4、pH 3.5至4.3、pH 3.5至4.2、pH 3.5至4.1、pH 3.5至4、pH 4至7.5、pH 4至7、pH 4至6.5、pH 4至6、pH 4至5.5、pH 4至5、pH 4至低于4.5、pH 4至4.4、pH 4至4.3、pH 4至4.2、或pH 4至4.1,且优选可以为pH 2至4.5。
[0071] 优选地,提取溶剂可以是水,并且pH条件可以是pH 2至低于4.5、pH 2.5至低于4.5、pH 3至低于4.5、pH 3.5至低于4.5、或pH 4至低于4.5,优选pH为2至低于4.5。当使用醇作为提取溶剂时,需要醇回收设备,并且存在副作用,即残留的醇组分抑制微生物的生长和发育,但当使用水或盐酸水溶液作为提取溶剂时,无需额外的回收设备,并且对微生物生长和发育没有负面影响,因此更优选。
[0072] 考虑到大豆粕提取效率,可以将提取溶剂的温度调节到适当的温度,此外,当在提取步骤之后将发酵微生物接种到大豆粕提取溶液中时,考虑到发酵微生物的最佳生长和发育条件,可以控制提取溶剂的温度,因此考虑到提取效率和以下工艺条件,优选设定提取溶剂的温度。
[0073] 例如,考虑到大豆粕的提取效率,当使用水作为提取溶剂时,提取溶剂的温度可以为0至60℃、0至55℃、0至50℃、0至低于40℃、0至35℃、0至30℃、0至25℃、0至20℃、0至15℃、0至10℃、0至5℃、5至60℃、5至55℃、5至50℃、5至低于40℃、5至35℃、5至30℃、5至25℃、5至20℃、5至15℃、5至10℃、10至60℃、10至55℃、10至50℃、10至低于40℃、10至35℃、10至30℃、10至25℃、10至20℃、10至15℃、15至60℃、15至55℃、15至50℃、15至低于40℃、
15至35℃、15至30℃、15至25℃、15至20℃、20至60℃、20至55℃、20至50℃、20至低于40℃、
20至35℃、20至30℃、20至25℃、25至60℃、25至55℃、25至50℃、25至低于40℃、25至35℃、
25至30℃、30至60℃、30至55℃、30至50℃、30至低于40℃、30至35℃、35至60℃、35至55℃、
35至50℃、或35至低于40℃,优选可以为20至低于40℃。当使用醇或醇水溶液作为提取溶剂时,提取溶剂的温度可升至50至70℃的温度使用。在乙醇的情况下,由于在室温下使用时,大豆粕中的糖提取效率低,因此优选通过加热至高于室温的温度来使用。
[0074] 另外,在考虑发酵微生物的最佳生长和发育条件的情况下,优选提取的大豆粕提取物溶液的温度和接种至其的大豆粕发酵微生物的最佳生长和发育温度是相似的,因此,
当使用最佳生长和发育温度为40至45℃的屎肠球菌SLB130时,可以将提取溶剂的温度调节
至20至60℃或40至60℃的温度,使得大豆粕提取物溶液的温度为40至45℃。
[0075] 在本发明中,基于生大豆粕的重量,生大豆粕的提取溶剂可以通过将提取溶剂以如下的重量比混合来进行提取:1∶1至1∶10、1∶1至1∶9.5、1∶1至1∶9、1∶1至1∶8.5、1∶1至1∶8、
1∶1至1∶7.5、1∶1至1∶7、1∶1至1∶6.5、1∶1至1∶6、1∶1至1∶5.5、1∶1至1∶5、1∶1至低于1∶5、1∶1至1∶4.9、1∶1至1∶4.8、1∶1至1∶4.7、1∶1至1∶4.6、1∶1至1∶4.5、1∶1至1∶4.4、1∶1至1∶4.3、1∶1至1∶4.2、1∶1至1∶4.1、1∶1至1∶4或更低、高于1∶2.5至低于1∶5、高于1∶2.5至1∶4.9、高于1∶
2.5至1∶4.8、高于1∶2.5至1∶4.7、高于1∶2.5至1∶4.6、高于1∶2.5至1∶4.5、高于1∶2.5至1∶
4.4、高于1∶2.5至1∶4.3、高于1∶2.5至1∶4.2、高于1∶2.5至1∶4.1、高于1∶2.5至1∶4或更低、1∶3至低于1∶5、1∶3至1∶4.9、1∶3至1∶4.8、1∶3至1∶4.7、1∶3至1∶4.6、1∶3至1∶4.5、1∶3至1∶
4.4、1∶3至1∶4.3、1∶3至1∶4.2、1∶3至1∶4.1、1∶3至1∶4或更低、高于1∶3至低于1∶5、高于1∶3至1∶4.9、高于1∶3至1∶4.8、高于1∶3至1∶4.7、高于1∶3至1∶4.6、高于1∶3至1∶4.5、高于1∶3至
1∶4.4、高于1∶3至1∶4.3、高于1∶3至1∶4.2、高于1∶3至1∶4.1、高于1∶3至1∶4或更低、1∶3.5至低于1∶5、1∶3.5至1∶4.9、1∶3.5至1∶4.8、1∶3.5至1∶4.7、1∶3.5至1∶4.6、1∶3.5至1∶4.5、1∶
3.5至1∶4.4、1∶3.5至1∶4.3、1∶3.5至1∶4.2、1∶3.5至1∶4.1、1∶3.5至1∶4或更低、1∶1至1∶4、1∶1至1∶3.5、1∶1至1∶3、1∶1至1∶2.5、1∶1至1∶2、1∶1.5至1∶4.5、1∶1.5至1∶4、1∶1.5至1∶3.5、1∶1.5至1∶3、1∶1.5至1∶2.5、1∶2至1∶4.5、或1∶2.5至1∶4.5,并且优选地,可以为高于1∶3至低于1∶5。
[0076] 在本发明中,当通过使用提取溶剂来提取大豆粕时,可以进行使用螺旋压榨机或离心提取器的固液分离方法。螺旋压榨型存在提取效率降低的问题,因为随着操作时间的
推移,分离网被阻塞,因此优选使用离心提取器。当使用离心提取器提取大豆粕时,离心机的离心力(rpm)可以为例如300g至1000g、400g至1000g、500g至1000g、600g至1000g、700g至
1000g,更优选为700至900g。
[0077] 由本发明的提取过程得到的大豆粕提取物溶液含有大量的多糖和少量的蛋白质,因此可以用作微生物的培养基。由于大豆粕提取物溶液包含大量棉子糖和水苏糖等,当大
豆粕提取物溶液用于乳酸菌的培养或发酵时,可以回收可丢弃的资源。
[0078] 大豆粕提取物溶液可具有5至20%的糖浓度和/或1至2%(w/w)的蛋白质浓度。另外,大豆粕提取物溶液可具有6至12白利糖度的糖浓度和/或0.5至3%(w/w)的蛋白质浓度,或0.5至2%(w/w)的蛋白质浓度。
[0079] 在本发明中,“残余大豆粕”的水分含量可以为90%或更低、85%或更低、80w/w%或更低、75%或更低、70%或更低、65%或更低、低于65%、64%或更低、63%或更低、62%或更低、61%或更低、60%或更低、低于60%、59%或更低、58%或更低、55%或更低、50%或更低、45%或更低、40%或更低、35%或更低、30%或更低、25%或更低、20%或更低、15%或更低、10%或更低、或5%或更低,优选可以为70%或更低,更优选可以为66%或更低,例如可以为55%至66%。
[0080] 在本发明中,“残余大豆粕”可具有如下含量的糖或难消化的低聚糖:2%(w/w)或更低、1.9%(w/w)或更低、1.8%(w/w)或更低、1.7%(w/w)或更低、低于1.7%(w/w)、1.6%(w/w)或更低、1.5%(w/w)或更低、1.4%(w/w)或更低、1.3%(w/w)或更低、1.2%(w/w)或更低、1.1%(w/w)或更低、1%(w/w)或更低、0.9%(w/w)或更低、0.8%(w/w)或更低、0.7%(w/w)或更低、0.6%(w/w)或更低、0.5%(w/w)或更低、0.4%(w/w)或更低、0.3%(w/w)或更低、0.2%(w/w)或更低、或0.1%(w/w)或更低。
[0081] 通过生大豆粕的提取过程除去一些糖或难消化的低聚糖,并且当基于100wt%的生大豆粕的糖浓度表示糖类或难消化的低聚糖的浓度时,它可以是99wt%或更低、98wt%
或更低、97wt%或更低、96wt%或更低、95wt%或更低、90wt%或更低、85wt%或更低、
80wt%或更低、75wt%或更低、70wt%或更低、65wt%或更低、60wt%或更低、55wt%或更低、50wt%或更低、45wt%或更低、40wt%或更低、35wt%或更低、30wt%或更低、25wt%或更低、20wt%或更低、15wt%或更低、10wt%或更低、或5wt%或更低。
[0082] 在本发明中,基于65%(w/w)的水分含量,“残余大豆粕”的粗蛋白质含量可以为15%(w/w)或更多、16%(w/w)或更多、17%(w/w)或更多、18%(w/w)或更多、19%(w/w)或更多、20%(w/w)或更多、21%(w/w)或更多、或22%(w/w)或更多,并且基于固体含量,可以为
55%(w/w)或更多、56%(w/w)或更多、57%(w/w)或更多、58%(w/w)或更多、59%(w/w)或更多、60%(w/w)或更多、61%(w/w)或更多、或61%(w/w)或更多。
[0083] 制备本发明的发酵大豆粕的方法可以包括使用发酵大豆粕的微生物进行发酵的步骤,具体地,包括通过将大豆粕发酵微生物接种到包括选自由生大豆粕和残余大豆粕组
成的组中的一种或多种的发酵原料中来进行固体培养的步骤。根据本发明的一个实例的制
备发酵大豆粕的方法可以进一步包括干燥和粉碎在培养步骤中获得的发酵大豆粕的步骤。
[0084] 在本发明中,用于制备发酵大豆粕的发酵原料可以是通过用提取溶剂提取生大豆粕获得的残余大豆粕、未用提取溶剂提取的生大豆粕及其混合物。生大豆粕和残余大豆粕
与上述相同。此外,当使用残余大豆粕和生大豆粕的混合物时,发酵原料可通过适当调节两种组分的混合比来控制发酵大豆粕的粗蛋白质含量。例如,当生大豆粕和残余大豆粕以1∶1至1∶1.2混合时,发酵大豆粕的最终粗蛋白质含量可为50%至54%(w/w)。例如,当生大豆粕和残余大豆粕以1∶1至1∶1.4混合时,发酵大豆粕的最终粗蛋白质含量可为50至56%(w/w)。
例如,当生大豆粕和残余大豆粕以1∶1.2至1∶1.4混合时,发酵大豆粕的最终粗蛋白质含量可为53至55%(w/w)。
[0085] 在本发明中,“大豆发酵微生物”可以是作为具有发酵大豆粕能力的菌株的兼性厌氧细菌,并且包括例如肠球菌属菌株、魏斯氏菌属(Weissella sp.)菌株、乳杆菌属菌株等。兼性厌氧细菌可以是选自由以下组成的组中的一种或多种:屎肠球菌、粪肠球菌
(Enterococcus faecalis)、高丽魏斯氏菌(Weissella koreensis)、戊糖片球菌
(Pediococcus pentosaceus)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、乳酸乳杆菌
(Lactobacillus lactis)、罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri,)、短乳杆菌
(Lactobacillus  brevis)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、发酵乳杆菌
(Lactobacillus fermentum)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和嗜酸乳杆
菌(Lactobacillus acidophilus)。
[0086] 通常,大豆粕的发酵在通过使用需氧微生物例如芽孢杆菌属细菌或曲霉属真菌或酵母属(啤酒酵母/面包酵母)酵母来强制供应氧气的需氧条件下进行。因为在需氧过程中
难以均匀和充分供应氧气,并且由于使用需氧微生物的需氧固体发酵中的氧气供应问题,
致使发酵原料的厚度受到限制,因此,需要发酵空间和设备。此外,当使用常规的绝对厌氧细菌如双歧杆菌(bifidus)进行发酵时,因为应该防止氧气传输,所以需要过多的设备并且引起操作问题。
[0087] 在本发明中,作为大豆粕发酵微生物,可以使用兼性厌氧乳酸菌,特别是可以使用在大豆粕提取物溶液中生长良好的乳酸菌。因此,解决了固体发酵过程中的最大问题,即一定供氧的问题,并且不需要阻绝氧气,这与使用绝对厌氧微生物的情况不同,因此,可以实现发酵过程中的高生产率。
[0088] 因此,根据本发明的一个实例的制备发酵大豆粕的方法包括使用发酵大豆粕的微生物进行发酵原料的固体培养的步骤,并且固体发酵可以在氧气或空气的运动不受限制的
开放式固体发酵罐中进行,并且优选地,它可以不包括用于在发酵过程中强制供应或额外
供应氧气的通过程。根据本发明的固体发酵可以通过分批或连续方法进行,并且可以使
用填充式固体发酵罐或托盘式固体发酵罐等,或者可以使用在输送带上进行固体发酵的输
送机固体发酵罐,并且没有特别限制。
[0089] 例如,开放式连续固体发酵罐可包括:发酵室,其中装配有发酵原料和/或乳酸菌流入的入口和发酵产物流出的出口并在其中进行发酵;转移输送机,安装在发酵室内部并
将发酵原料和/或乳酸菌从入口输送到出口;叶片,装配于以横向从入口向发酵室装备的旋转轴,并设置发酵室中发酵原料的高度;以及刮刀,通过插入支架装配于以横向从出口向发酵室装备的旋转和反向旋转轴,刮下发酵室中已发酵的发酵产物,并按预定的量排出发酵
产物。
[0090] 此外,在本发明的固体发酵方法中,当使用兼性厌氧乳酸菌例如屎肠球菌、高丽魏斯氏菌、植物乳杆菌等时,发酵过程中产生的乳酸具有降低发酵大豆粕的pH,从而可以防止各种细菌污染的很大优势。
[0091] 此外,使用乳酸菌的厌氧发酵通常具有速率慢的缺点。为了解决上述问题,在本发明中,优选的是制备包含大豆粕中的糖和一些蛋白质的大豆粕提取物溶液,以及当将其用作发酵大豆粕的微生物的培养基时选择显示高的比生长速率的菌株,以及基于该菌株选择
提取和发酵过程。
[0092] 在根据本发明的一个实例的固体培养物的情况下,可以接种具有发酵大豆粕能力的菌株,使得在刚接种到发酵原料后的细菌数量为105至1010CFU/g、105至109CFU/g、105至
108CFU/g、105至107CFU/g、105至106CFU/g、106至1010CFU/g、106至109CFU/g、106至108CFU/g、
106至107CFU/g、107至1010CFU/g、107至109CFU/g、107至108CFU/g、108至1010CFU/g、或108至
109CFU/g,更优选地,可以接种该菌株,使得细菌数量为106至109CFU/g以下。
[0093] 本固体培养物可在25至55℃、25至50℃、25至48℃、25至45℃、25至44℃或25至43℃的温度下进行12至48小时、12至36小时、12至24小时、18至48小时、18至42小时、18至36小时、18至30小时或18至24小时。更优选地,固体培养物可以在25至45℃的温度下进行12至36小时。固体培养步骤可以在厌氧条件下进行培养,优选在兼性厌氧条件下进行培养。
[0094] 根据本发明的发酵大豆粕的制备方法,可以通过将发酵大豆粕的微生物接种到发酵原料中,或者将大豆粕发酵微生物接种到用于液体培养的大豆粕提取物溶液中并将该溶
液添加至发酵原料来进行本发明的培养。例如,可以包括将兼性厌氧大豆粕发酵微生物接
种并培养至大豆粕提取物溶液以获得种子培养产物的步骤、以及将种子培养产物接种至培
养原料以进行本发明培养的步骤。具体地,在本发明中,通过使用在大豆粕提取物溶液中生长良好的乳酸菌,通过使用大豆粕提取物溶液制备高浓度乳酸菌培养溶液,然后在大豆粕
中使培养的乳酸菌发酵,可以快速进行发酵。
[0095] 根据本发明的一个实例,可以通过将种子发酵溶液液体添加到发酵原料中制备发酵大豆粕,所述种子发酵溶液液体通过将发酵大豆粕的微生物接种到大豆粕提取物溶液来
发酵。基于100wt%的大豆粕提取物溶液,大豆粕发酵微生物可以以如下比例接种至大豆粕提取物溶液:0.000001至10wt%、0.000001至5wt%、0.000001至1wt%、0.000001至
0.1wt%、0.000001至0.01wt%、0.000001至0.001wt%、0.000001至0.0001wt%、0.000001至0.00001wt%、0.00001至10wt%、0.00001至5wt%、0.00001至1wt%、0.00001至0.1wt%、
0.00001至0.01wt%、0.00001至0.001wt%、.00001至0.0001wt%、0.0001至10wt%、0.0001至5wt%、0.0001至1wt%、0.0001至0.1wt%、0.0001至0.01wt%、0.0001至0.001wt%、
0.001至10wt%、0.001至5wt%、0.001至1wt%、0.001至0.1wt%、0.001至0.01wt%、0.01至
10wt%、0.01至5wt%、0.01至1wt%、0.1至10wt%、0.1至5wt%、0.1至1wt%、0.5至10wt%、
0.5至5wt%、或0.5至1wt%。
[0096] 在液体培养中,培养温度可以根据大豆粕发酵微生物的最佳生长和发育温度来设定,例如,可以在20至50℃、20至45℃、25至50℃、25至45℃、30至50℃、30至45℃、35至50℃、
35至45℃、40至50℃、或40至45℃的温度下培养。
[0097] 在本发明中,为了生产大量的大豆粕发酵微生物接种物,已经开发了使用大豆粕提取物溶液作为培养基的高浓度培养方法。为此,首先,乳酸菌显示通过该方法制备的在大豆粕提取物溶液中的高水平生长和发育。主要条件是蛋白质由例如胰蛋白酶抑制剂(TI)和
β-伴大豆球蛋白等作为大豆的抗营养因子的蛋白质组成,并且被分解成小蛋白质或肽的水平,使家畜能够顺利地消化分子量较高的大豆粕蛋白质,次要条件是可以通过适应大豆粕
固体发酵条件,例如水分含量、温度、pH等引起发酵的微生物。存在于普通自然环境而非肠道菌中的一般细菌由于生长和发育的最佳温度较高而尤其具有许多发酵的有益点,这是因
为有许多细菌不能在40℃或更高温度下生长。此外,由于在鸡或牛的情况下体温约为41℃,它可能是对于在家畜的实际肠道中存活和增殖有益的乳酸菌的特征。
[0098] 根据本发明的研究方法选择的屎肠球菌SLB130菌株在大豆粕提取物溶液中显示出快速生长和发育,并且显示屎肠球菌SLB130菌株在40至45℃具有高水平的生长和发育速
率,这是通常用于大豆粕发酵的枯草芽孢杆菌或一般工业乳酸菌所不能比拟的。这是所选
择的屎肠球菌SLB130菌株即使在40℃或更高的温度下有效分解并利用大豆粕有机物质如
低聚糖、碳水化合物、蛋白质等的证据,特别地,这意味着除了乳酸菌之外的常见微生物不能很好地利用的大豆低聚糖例如蔗糖、水苏糖、棉子糖等可以有效地用作碳源。屎肠球菌
SLB130菌株的最适生长发育温度为40至45℃。
[0099] 与其他乳酸菌或枯草芽孢杆菌等相比,屎肠球菌SLB130菌株在大豆粕提取物溶液中的生长和发育显著优异。此外,本发明人证实,当使用该菌株进行固体培养大豆粕时,可以制备高质量的发酵大豆粕,该发酵大豆粕的可消化吸收率和饲料效率提高,能够通过水
解解聚大豆蛋白和灭活胰蛋白酶抑制剂,降低难消化多糖等抗营养因子的含量,并根据生
大豆粕和提取的残余大豆粕的混合比控制粗蛋白质含量。
[0100] 在乳酸菌的情况下,缺点是大豆低聚糖的可用性优异,而蛋白酶的活性相对较低,但是,显示屎肠球菌SLB130菌株由于具有优异的蛋白质分解能力而具有足够的竞争力。具体而言,屎肠球菌SLB130菌株具有优异的聚合物肽分解能力,因此,通过SDS-PAGE分析,可以确认发酵大豆粕中蛋白质的平均分子量降低,因此当用作饲料时,消化率优异(实施例
7)。
[0101] 例如,在生大豆粕的蛋白质分布中,基于生大豆粕中100wt%的总蛋白质,分子量范围小于25kD的含量可以是1至25wt%,分子量范围为25至小于50kD的含量可以为10至
60wt%,并且分子量范围为50或更高kD的含量可以为30至80wt%。
[0102] 例如,在用SLB130菌株发酵残余大豆粕的发酵大豆粕的蛋白质分布中,基于发酵大豆粕中100wt%的总蛋白质,分子量范围小于25kD的含量可以为60至99.9wt%、60至
99wt%、60至98.5wt%、或60至98wt%,分子量范围为25至小于50kD的含量可以为0.01至
30wt%,分子量范围为50或更高kD的含量可以为0.01至10wt%。
[0103] 例如,在用SLB130菌株发酵残余大豆粕和生大豆粕混合的混合大豆粕的发酵大豆粕的蛋白质分布中,基于发酵大豆粕中100wt%的总蛋白质,分子量小于25kD的含量可以为
40至80wt%,分子量范围为25至小于50kD的含量可以为10至45wt%,分子量范围为50或更
高kD的含量可以为0.01至15wt%。
[0104] 例如,在用SLB130菌株发酵生大豆粕的发酵大豆粕的蛋白质分布中,基于发酵大豆粕中100wt%的总蛋白质,分子量范围小于25kD的含量可以为30至40wt%,分子量范围为
25至小于50kD的含量可以为47至60wt%,分子量范围为50或更高kD的含量可以为10至
20wt%。
[0105] 例如,在用SLB120菌株发酵生大豆粕的发酵大豆粕的蛋白质分布中,基于发酵大豆粕中100wt%的总蛋白质,分子量范围小于25kD的含量可以为25至40wt%,分子量范围为
25至小于50kD的含量可以为30至50wt%,分子量范围为50或更高kD的含量可以为20至
30wt%。
[0106] 屎肠球菌SLB130菌株有效地分解并利用大豆粕有机物质例如低聚糖、碳水化合物、蛋白质等,特别是利用常见微生物不能很好地用作碳源的蔗糖、水苏糖、棉子糖等。像这样,可以通过使用提取物作为培养基来培养微生物,所述提取物中作为抗营养因子降低大
豆粕的性能的低聚糖不仅可以降低制备用于大豆粕发酵的接种物的成本,而且可以通过额
外生产工业乳酸菌粉、或乳酸、氨基酸等而产生新的价值。
[0107] 通过确认最佳生长和高于一般细菌的发育温度为40至45℃,证实屎肠球菌SLB130菌株具有适合于大豆粕发酵的性质(实施例3)。因为最佳的生长和发育温度高,SLB130菌株具有发酵的有益点,因此可以减少各种细菌的污染。此外,由于鸡或母牛的体温为约41℃,有利于在家畜实际肠道中的存活和增殖。
[0108] 屎肠球菌SLB130菌株可以具有选自由以下(1)至(6)组成的组中的一种或多种性质:
[0109] (1)最佳生长和发育温度为40至45℃,
[0110] (2)基于100wt%的发酵产物,通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆发酵产物的粗蛋白质含量高于49至80%(w/w)、50至80%(w/w)、高于50至80%(w/w)、高于51至
80%(w/w)、52至80%(w/w)、53至80%(w/w)、高于53至80%(w/w)、55至80%(w/w)、56至
80%(w/w)、高于56至80%(w/w)、57至80%(w/w)、58至80%(w/w)、59至80%(w/w)或60至
80%(w/w),
[0111] (3)基于100wt%的发酵产物,通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物中的胰蛋白酶抑制剂含量为低于3.5mg/g、低于3mg/g、2.5mg/g或更低、低于2.1mg/g、
1.5mg/g或更低、低于1.2mg/g、1.1mg/g或更低、1mg/g或更低、0.9mg/g或更低、或0.8mg/g或更低,
[0112] (4)基于100wt%的发酵产物,通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的β-伴大豆球蛋白为10,000ppm或更低、9,000ppm或更低、8,000ppm或更低、7,000ppm或更低、6,000ppm或更低、5,000ppm或更低、4,000ppm或更低、3,000ppm或更低、2,000ppm或更低、1,000ppm或更低、900ppm或更低、800ppm或更低、700ppm或更低、650ppm或更低、低于
620ppm、600ppm或更低、500ppm或更低、450ppm或更低、低于420ppm、400ppm或更低、300ppm或更低、200ppm或更低、或180ppm或更低,
[0113] (5)基于100wt%的发酵产物,通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的难消化的低聚糖含量为0.1w/w%或更低、0.09w/w%或更低、0.08w/w%或更低、
0.07w/w%或更低、0.06w/w%或更低、0.05w/w%或更低、0.04w/w%或更低、或0.03w/w%或更低,
[0114] (6)基于100wt%的发酵产物,通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的乳酸浓度为3w/w%或更高、高于3.5w/w%、高于3.7w/w%、3.8w/w或更高、高于3.9w/w%、4w/w%或更高、4.5w/w%或更高、4.6w/w%或更高、或5w/w%或更高发酵产物的重量,[0115] (7)通过屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的胃蛋白酶消化率为
90w/w%或更高、91w/w%或更高、92w/w%或更高、93w/w%或更高、94w/w%或更高、94.5w/w%或更高、95w/w%或更高、96w/w%或更高、或97w/w%或更高,
[0116] (8)在通过用屎肠球菌SLB130菌株发酵获得的大豆粕发酵产物的蛋白质分布中,基于发酵大豆粕中100wt%的总蛋白质,分子量小于25kD的蛋白质含量为30至99.9wt%、30至99.5wt%、30至99wt%、30至98.5wt%、30至98wt%、30至97.5wt%、或30至97wt%,分子量为25至小于50kD的蛋白质含量为0.01至60wt%,分子量范围为50kD或更高的蛋白质含量
为0.01至25wt%。
[0117] 屎肠球菌SLB130菌株可以连续或分批培养,和更优选地,连续培养是优选的。基于屎肠球菌SLB130菌株的比生长速率是显著高的,连续培养方法是一种自动放入大豆粕提取物溶液的方法,以便在不单独地使用氢氧化钠或乳酸中和剂如碳酸钙等碱的情况下保持一
定的pH。
[0118] 分批培养是将屎肠球菌SLB130菌株接种到大豆粕提取物溶液中以分批培养的方法,并且当培养液的pH降至5.5或更低时,将其用作生产发酵大豆粕的种子。
[0119] 根据本发明的制备发酵大豆粕的方法可以使用液体培养和固体培养,但优选包括使用大豆粕提取物溶液进行种子培养并使用种子培养产物进行固体发酵的本发明的培养。
为了大量发酵大豆粕,需要大量的接种物。特别是,在难以控制发酵环境的固体发酵的情况下,需要大量的接种物。因此,优选地,本发明包括使用大豆粕提取物溶液进行液体种子培养和通过将种子培养产物接种到发酵原料中的固体培养的两步培养。
[0120] 在液体培养的情况下,设置均匀的环境并不困难,因此进行灭菌、温度控制、pH控制、氧气供应或氧气阻塞等是容易的,因此不需要大量的接种物。通常,使用每ml约106至107cfu(菌落形成单位)或1至5v/v%的接种物大小。然而,为了使用乳酸菌发酵大豆粕,使用足够大量的接种物具有各种优点。由于厌氧(或兼性厌氧)生长和发育的乳酸菌的生长和
发育速度慢于需氧细菌或酵母、真菌等,因此需要更大量的接种物来有效地发酵大豆粕。
[0121] 种子培养可在20至45℃、25至45℃、27至45℃、30至45℃、30至40℃、30至38℃、30至35℃、32至45℃、32至40℃、32至38℃、32至35℃、35至45℃、或35至40℃下进行,更优选可在25至45℃下进行。
[0122] 基于100wt%的大豆粕提取物溶液,种子培养物中的发酵微生物可以以0.5至4.5wt%、0.5至4wt%、0.5至3.5wt%、0.5至3wt%、0.5至2.5wt%、0.5至2wt%、0.5至
1.5wt%、0.5至1wt%、1至5wt%、1至4.5wt%、1至4wt%、1至3.5wt%、1至3wt%、1至
2.5wt%、1至2wt%、或1至1.5wt%的比例接种。
[0123] 根据本发明的一个实例的发酵大豆粕可具有选自以下性质中的一种或多种性质:
[0124] (1)基于100wt%的发酵产物,粗蛋白质含量的下限为30%(w/w)或更高、高于30%(w/w)、35%(w/w)或更高、38%(w/w)或更高、高于38%(w/w)、40%(w/w)或更高、45%(w/w)或更高、高于46%(w/w)、47%(w/w)或更高、48%(w/w)或更高、高于48%(w/w)、49%(w/w)或更高、高于49%(w/w)、50%(w/w)或更高、高于50%(w/w)、53%(w/w)或更高、高于53%(w/w)、55%(w/w)或更高、56%(w/w)或更高、高于56%(w/w)、或60%(w/w)或更高,粗蛋白质含量的下限为100%(w/w)或更低、低于100%(w/w)、95%(w/w)或更低、90%(w/w)或更
低、85%(w/w)或更低、80%(w/w)或更低、75%(w/w)或更低、70%(w/w)或更低、65%(w/w)或更低、或60%(w/w)更低,
[0125] (2)基于100wt%的发酵产物,胰蛋白酶抑制剂含量的上限为8mg/g或更低、低于8mg/g、7mg/g或更低、6mg/g或更低、5mg/g或更低、4.5mg/g或更低、低于4.5mg/g、4mg/g或更低、3.5mg/g或更低、低于3.5mg/g、3mg/g或更低、2.5mg/g或更低、低于2.1mg/g、2mg/g或更低、1.5mg/g或更低、低于1.2mg/g、1.1mg/g或更低、低于1.1mg/g、1.0mg/g或更低、低于
1.0mg/g,0.9mg/g或更低、或0.8mg/g或更低,下限为0mg/g或更高、高于0mg/g、0.0001mg/g或更高、0.001mg/g或更高、0.01mg/g或更高、0.1mg/g或更高、0.5mg/g或更高、0.8mg/g或更高、1mg/g或更高、高于1mg/g、1.1mg/g或更高、高于1.1mg/g、1.2mg/g或更高、1.5mg/g或更高、2mg/g或更高、2.1mg/g或更高、高于2.1mg/g、2.5mg/g或更高、3mg/g或更高、或3.5mg/g或更高,
[0126] (3)基于100wt%的发酵产物,β-伴大豆球蛋白含量的上限为70,000ppm或更低、低于70,000ppm、68,000ppm或更低、低于68,000ppm、65,000ppm或更低、低于65,000ppm、60,000ppm或更低、50,000ppm或更低、40,000ppm或更低、35,000ppm或更低、低于35,000ppm、
30,000ppm或更低、25,000ppm或更低、20,000ppm或更低、15,000ppm或更低、低于15,
000ppm、10,000ppm或更低、9,000ppm或更低、8,000ppm或更低、7,000ppm或更低、6,000ppm或更低、5,000ppm或更低、4,000ppm或更低、3,000ppm或更低、2,000ppm或更低、1,500ppm或更低、低于1,500ppm、1,000ppm或更低、900ppm或更低、800ppm或更低、700ppm或更低、
650ppm或更低、640ppm或更低、低于640ppm、630ppm或更低、620ppm或更低、低于620ppm、
600ppm或更低、550ppm或更低、500ppm或更低、450ppm或更低、420ppm或更低、400ppm或更低、350ppm或更低、300ppm或更低、250ppm或更低、200ppm或更低、或180ppm或更低,下限为
0ppm或更高、高于0ppm、0.0001ppm或更高、0.001ppm或更高、0.01ppm或更高、0.1ppm或更高、1ppm或更高、10ppm或更高、100ppm或更高、150ppm或更高、200ppm或更高、300ppm或更高、或400ppm或更高,
[0127] (4)基于100wt%的发酵产物,难消化的低聚糖含量的上限为低于17.0mg/g、低于7.0mg/g、5.0mg/g或更低、4.0mg/g或更低、3.0mg/g或更低、低于1.70w/w%、1.5w/w%或更低、低于1.1w/w%、低于0.6w/w%、0.5w/w%或更低、0.4w/w%或更低、0.3w/w%或更低、
0.2w/w%或更低、0.15w/w%或更低、0.12w/w%或更低、0.1w/w%或更低、0.07w/w%或更低、0.05w/w%或更低、0.04w/w%或更低、或0.03w/w%或更低,并且下限为0w/w%或更高、高于0w/w%、0.0001w/w%或更高、0.001w/w%或更高、或0.01w/w%或更高,
[0128] (5)基于100wt%的发酵产物,乳酸浓度的下限为0.5%(w/w)或更高、1%(w/w)或更高、1.5%(w/w)或更高、2%(w/w)或更高、2.5%(w/w)或更高、3%(w/w)或更高、3.5%(w/w)或更高、3.8%(w/w)或更高、3.9%(w/w)或更高、4%(w/w)或更高、4.5%(w/w)或更高、
4.6%(w/w)或更高、5%(w/w)或更高、或5.1%(w/w)或更高,上限为10%(w/w)或更低、
9.5%(w/w)或更低、9%(w/w)或更低、8.5%(w/w)或更低、8%(w/w)或更低、7.5%(w/w)或更低、7%(w/w)或更低、6.5%(w/w)或更低、6%(w/w)或更低、5.5%(w/w)或更低、5.1%(w/w)或更低、4.6%(w/w)或更低、4%(w/w)或更低、3.9%(w/w)或更低、3.8%(w/w)或更低、
3.7%(w/w)或更低、或3.5%(w/w)或更低,
[0129] (6)大豆粕发酵产物的胃蛋白酶消化率为88w/w%或更高、89w/w%或更高、90w/w%或更高、91w/w%或更高、92w/w%或更高、93w/w%或更高、94w/w%或更高、94.5w/w%或更高、95w/w%或更高、96w/w%或更高、或97w/w%或更高,以及
[0130] (7)在大豆粕发酵产物的蛋白质分布中,基于发酵大豆粕中总蛋白质的100wt%,分子量范围小于25kD的蛋白质含量为25至99.9wt%、25至99.5wt%、25至99wt%、25至
98.5wt%、25至98wt%、25至97.5wt%、或25至97wt%,分子量范围为25至小于50kD的蛋白质含量为0.01至60wt%,分子量范围为50kD或更高的蛋白质含量为0.01至30wt%。
[0131] 发酵大豆粕可具有10%(w/w)的水分含量。
[0132] 另外,根据本发明的一个实施例的发酵大豆粕可以具有选自以下性质中的一种或多种性质:
[0133] (1)基于100wt%的发酵产物,与发酵前的粗蛋白质含量(w/w%)相比,粗蛋白质含量(w/w%)为1倍或更多、1.04倍或更多、1.06倍或更多、1.08倍或更多、1.1倍或更多、1.15倍或更多、1.16倍或更多、1.2倍或更多、1.21倍或更多、1.25倍或更多、1.3倍或更多、1.35倍或更多、1.8倍或更多、或2倍或更多,
[0134] (2)基于100wt%的发酵产物,与发酵前的粗蛋白质含量(w/w%)相比,胰蛋白酶抑制剂含量(mg/g)为少于1倍、0.9倍或更少、0.8倍或更少、0.7倍或更少、0.6倍或更少、0.55倍或更少、0.5倍或更少、0.45倍或更少、0.44倍或更少、0.4倍或更少、0.35倍或更少、0.3倍或更少、0.27倍或更少、0.25倍或更少、0.21倍或更少、0.2倍或更少、0.15倍或更少、0.14倍或更少、0.13倍或更少、0.12倍或更少、0.11倍或更少、0.1倍或更少、0.009倍或更少、0.006倍或更少、或0.003倍或更少,,
[0135] (3)基于100wt%的发酵产物,与发酵前的粗蛋白质含量(w/w%)相比,β-伴大豆球蛋白含量(ppm)为少于1倍、0.9倍或更少、0.8倍或更少、0.7倍或更少、0.6倍或更少、0.5倍或更少、0.4倍或更少、0.3倍或更少、0.21倍或更少、0.2倍或更少、0.1倍或更少、0.25倍或更少、0.22倍或更少、0.01倍或更少、0.009倍或更少、0.008倍或更少、0.007倍或更少、0.006倍或更少、0.005倍或更少、0.004倍或更少、0.003倍或更少、0.002倍或更少、或0.001倍或更少,
[0136] (4)基于100wt%的发酵产物,难消化的低聚糖含量(w/w%)为少于1倍、0.9倍或更少、0.8倍或更少、0.7倍或更少、0.6倍或更少、0.5倍或更少、0.4倍或更少、0.3倍或更少、
0.2倍或更少、0.12倍或更少、0.11倍或更少、0.1倍或更少、0.09倍或更少、0.08倍或更少、
0.07倍或更少、0.05倍或更少、0.04倍或更少、0.03倍或更少、0.29倍或更少、0.02倍或更少、0.025倍或更少、或0.01倍或更少,
[0137] (5)基于100wt%的发酵产物,胃蛋白酶消化率为1倍或更多、1.07倍或更多、1.1倍或更多、1.11倍或更多、1.12倍或更多、1.13倍或更多、1.14倍或更多、1.15倍或更多、1.16倍或更多、1.19倍或更多、1.2倍或更多、1.3倍或更多、1.4倍或更多、或1.5倍或更多,
[0138] (6)基于100wt%的发酵产物,乳酸浓度(w/w%)为1倍或更多、1.5倍或更多、2倍或更多、2.5倍或更多、或3倍或更多,和
[0139] (7)与发酵前生大豆粕中小于25kD的蛋白质含量相比,发酵产物中小于25kD的蛋白质含量为1倍或更多、1.1倍或更多、1.2倍或更多、1.3倍或更多、1.4倍或更多、1.5倍或更多、1.6倍或更多、1.7倍或更多、1.8倍或更多、1.9倍或更多、2倍或更多、2.5倍或更多、3倍或更多、3.5倍或更多、3.6倍或更多、3.7倍或更多、3.8倍或更多、3.9倍或更多、或4倍或更多。
[0140] 发酵大豆粕可具有10%(w/w)的水分含量。
[0141] 证实了本发明的发酵大豆粕包含高浓度的乳酸,从而有效地阻止了其他污染物的增殖(表8)。大豆粕发酵微生物在发酵过程中分泌乳酸,这显示出降低培养基的pH的作用,因此起到阻止其他污染物增殖的作用。
[0142] 根据本发明的另一个实例,可以提供一种制备发酵大豆粕的方法,该方法包括提取生大豆粕得到大豆粕提取物溶液和残余大豆粕的步骤;以及将发酵大豆粕的微生物或大
豆粕发酵微生物的培养产物接种并培养至包含残余大豆粕或残余大豆粕与生大豆粕的混
合物的发酵原料的发酵步骤,并且该方法通过在发酵步骤调节发酵原料中包含的残余大豆
粕的含量来控制发酵大豆粕的粗蛋白质含量。
[0143] 发酵原料可以是选自由(1):生大豆粕、(2):提取后的残余大豆粕以及(3):(1)和(2)的混合物组成的组中的一种或多种。由于蛋白质被浓缩,提取后得到的残余大豆粕具有较高的粗蛋白质含量,因此,在(3)的混合发酵原料的情况下,随着残余大豆粕的含量升高,发酵大豆粕的粗蛋白质含量增加,因此,通过调节生大豆粕和残余大豆粕的混合比例,可以适当地控制发酵大豆粕的最终粗蛋白质含量。
[0144] 例如,对于固体培养,仅(2)提取后的残余大豆粕作为发酵原料适合于生产高浓度的粗蛋白质产品,并且其可以用作用于孵化鱼(例如虾或鳗鱼、比目鱼、鲍鱼)饲料的鱼粉的替代物。例如,对于固体培养,仅(1)生大豆粕作为发酵原料适用于成年家畜,例如母猪和生长猪、肉鸡和蛋鸡等。
[0145] 例如,对于固体培养,混合的(1)生大豆粕和(2)提取后的残余大豆粕适合于小猪等幼年动物,这是因为粗蛋白质含量高。
[0146] 在混合(1)生大豆粕和(2)提取后的残余大豆粕的混合物中,提取后的生大豆粕和残余大豆粕可以以下重量比混合:1∶10至10∶1、1∶9至9∶1、1∶8至8∶1、1∶7至7∶1、1∶6至6∶1、1∶5至5∶1、1∶4至4∶1、1∶3至3∶1、1∶2至2∶1、1∶1.8至1.8∶1、1∶1.6至1.6∶1、1∶1.5至1.5∶1、1∶1至1∶10、1∶1至1∶9、1∶1至1∶8、1∶1至1∶7、1∶1至1∶6、1∶1至1∶5、1∶1至1∶4、1∶1至1∶3.1∶1至1∶
2、或1∶1至1∶5。更优选地,它们可以以1∶1至1∶1.5的重量比混合。
[0147] 本发明的另一个实例是提供包含发酵大豆粕的饲料组合物。饲料组合物可以用作选自由猪、牛、鸡、鸭、山羊、绵羊、狗和猫组成的组中的一种或多种的饲料。另外,根据粗蛋白质含量,饲料组合物可以用作成年家畜、小猪或孵化鱼的饲料组合物。
[0148] 在成年家畜的饲料组合物中,优选粗蛋白质含量为约48%至50%,并且可以通过在通过KOH溶解度测得约为63至65%时的高干燥温度下仅使用生大豆粕作为发酵原料,在
短时间内通过大量生产来制备。通过仅使用生大豆粕作为发酵原料,成年家畜的饲料组合
物可以提高经济可行性。
[0149] 对于幼年动物的饲料组合物,优选提高发酵大豆粕的质量,例如增加粗蛋白质含量、去除抗营养因子和增加氨基酸的消化吸收率等,以便适合于幼畜的快速增长。幼小动物的饲料组合物可具有去除抗营养因子、使上皮细胞发育和增加肠道有益细菌的性质,以促
进诸如小猪、幼雏、早熟肉鸡等幼年单位动物的生长。将生大豆粕和残余大豆粕混合并一起用作发酵原料,并且可以通过在低温下干燥制备,使得当通过KOH溶解度测量时,其为约65-
70%,粗蛋白质含量为52至54%,优选53%或更高,粗蛋白质含量低于成年家畜的饲料。
[0150] 孵化鱼的饲料组合物是替代用于孵化鱼饲料的鱼粉,并且用于使用发酵大豆粕作为孵化鱼的饲料,粗蛋白质含量很重要,但去除不可消化的低聚糖如棉子糖或水苏糖是最
重要的。原因在于,由于鱼的肠短因此消化时间不足,因此优选尽可能多地预先除去难消化的成分。为此,仅使用残余大豆粕作为发酵原料,并且干燥温度尽可能低,使得通过KOH溶解度针对热变性测得70%或更高,并且可以制备它使粗蛋白质含量为60%或更多,优选60至
65%。
[0151] 孵化鱼可以是选自由以下组成的组中的一种或多种:例如鲭鱼、比目鱼、大比目鱼、岩鱼、鳟鱼、鲑鱼、鲶鱼、鳗鱼、罗非鱼、石斑鱼、尼罗河鲶鱼、白腿虾、巨型虎虾、肉质对虾、日本对虾和鲍鱼,但不限于此。
[0152] 本发明提出了一种技术基础,其可以通过首先使用少量的大豆粕中的提取溶液提取包含难消化的低聚糖的水性糖并由此混合提取后剩下的残余大豆粕和单独的生大豆粕
或以合适的比例混合来制备各种发酵的大豆粕以适应应用。
[0153] 结果表明,在根据本发明的发酵大豆粕中,因为抗营养因子被充分灭活,消化吸收率增加,并且即使在短的发酵时间内大豆蛋白也显著被分解。此外,发明了通过使用作为该方法的副产物而获得的大豆粕提取物溶液来大量培养乳酸菌的方法,从而产生新的附加价值。
[0154] 有益效果
[0155] 本发明提供一种在动物饲料市场中具有高成本竞争力的作为厌氧发酵过程技术的生产发酵大豆粕的方法,该方法可以以相对简单的工艺设备和低成本生产发酵大豆粕,
从而作为需要大量的设施和运营成本的常规有氧发酵工艺的替代方案。
[0156] 与常规的乳酸菌发酵过程相比,本发明的发酵过程可以稳定地操作,因为发酵时间相当短并且污染的可能性低。通过本发明的过程制备的发酵大豆粕与传统需氧发酵过程
中生产的发酵大豆粕相比在质量上具有足够的竞争力。特别是,在本发明的过程中,可以极好地除去干扰家畜的消化吸收而显著降低大豆粕的饲料效率的难消化的低聚糖。此外,通
过使用提取过程可以生产根据家畜物种和目标而区分的发酵大豆粕。
[0157] 在本发明中,几乎可以丢弃的大豆提取物溶液作为乳酸菌培养基而再循环,从而可以降低成本,并且还提供了没有过程废物的环境友好的手段。此外,由于通过使用额外的提取溶液,诸如工业乳酸菌粉末或乳酸等产品可以产生附加价值。此外,提出了通过使用各种微生物发酵大豆提取物溶液来生产具有工业价值的各种发酵产物的技术基础。
[0158] 此外,使用水性大豆粕提取物溶液作为如本发明的微生物培养基来研究细菌的技术提供了创新的技术基础,其可以有效地回收除了大豆粕之外的各种有机副产物,这除了
通过低成本的厌氧过程获得大豆粕外还可以增加发酵过程的工业价值。
[0159] 根据本发明的发酵大豆粕显示抗营养因子足够失活并且大豆蛋白在短的发酵时间内显著降解,因此消化吸收变高。此外,发明了通过加工副产物使用获得的大豆提取物溶液大量培养乳酸菌的方法,从而产生新的附加价值。
[0160] 本发明的目的是使用乳酸菌生产乳酸菌发酵的大豆粕。与使用枯草芽孢杆菌或真菌的需氧发酵方法相比,乳酸菌是经济的,但是在诸如厌氧条件等过程中存在问题。为了克服这一点,在本发明中,通过使用大豆粕提取物溶液由在大豆粕提取物溶液中生长良好的
乳酸菌制备高浓度的乳酸菌培养液,然后将培养的乳酸菌接种到大豆粕中并发酵,从而使
发酵快速进行。
[0161] 本发明用于提高作为家畜饲料的主要原料的脱脂大豆粕的消化率,并减少抗营养因子,从而增加营养素的可用性。
[0162] 与常规的乳酸菌发酵方法相比,本发明的发酵方法可以稳定地操作,这是因为发酵时间相当短并且污染的可能性低。此外,本发明可以生产发酵大豆粕,所述发酵大豆粕中干扰家畜消化吸收从而显著降低大豆粕饲料效率的难消化的低聚糖被容易地去除,并且通
过使用提取方法根据家畜物种和目标而被区分。
[0163] 因此,可以提高作为家畜饲料的主要原料的脱脂大豆粕的消化率,并且可以减少抗营养因子,从而增加营养素的可用性。
附图说明
[0164] 图1是通过SDS-PAGE分析发酵前的大豆粕和发酵后的大豆粕中的蛋白质的结果。图1中的A是发酵前的生大豆粕的蛋白质样品的SDS-PAGE分析结果,图1中的B是其中通过使
用SLB120菌株发酵生大豆粕的发酵大豆粕(实施例4-2)的蛋白质样品的SDS-PAGE分析结
果,图1的C至E是其中通过使用SLB130菌株发酵残余大豆粕的发酵大豆粕(实施例5-1)的蛋
白质样品的SDS-PAGE分析结果,图1的F是大小标志物,每条线从顶部开始依次表示250、
150、100、75、50、37、25、20、15和10kD的大小,图1的G是其中通过使用SLB130菌株发酵生大豆粕的发酵大豆粕(实施例4-1)的蛋白样品的SDS-PAGE分析结果。

具体实施方式

[0165] 在下文中,将通过以下实施例更详细地描述本发明。然而,这些实施例仅用于说明本发明,但本发明的范围不受这些实施例的限制。
[0166] 实施例1:优化大豆粕提取条件
[0167] 1-1:生大豆粕和提取溶剂的重量比
[0168] 将室温下的水用作大豆粕的提取溶剂。基于大豆粕的重量为1,通过改变生大豆粕与提取溶剂的重量比至提取溶剂为2.5、3、4、5、7、10和20,制备大豆粕提取溶液。
[0169] 具体地,将pH 7.0且温度40℃的水添加到100g大豆粕(水分12%,粗蛋白质含量46%)中,提取30分钟,用50目筛过滤,得到的滤液用作大豆粕提取物溶液。
[0170] 通过使用糖度计测量大豆粕提取物溶液的糖浓度(白利糖度)。另外,通过布拉德福法(Bradford method)对提取后获得的提取物溶液的蛋白质含量定量。通过从生大豆粕
中存在的粗蛋白质含量中排除通过提取而提取的粗蛋白质含量(提取物溶液中的蛋白质含
量)来计算残余蛋白质的粗蛋白质含量。
[0171] 大豆粕提取物溶液的糖含量和残余大豆粕的蛋白质含量的分析结果示于下表1中。在表1中,1白利糖度被定义为100g溶液中包含的糖的g数,蛋白质的量表示为每100g提取物溶液中所含蛋白质的质量(g)。
[0172] 表1
[0173]
[0174] 结果证实,当大豆粕和提取溶剂以1∶4的重量比提取时,实现了大豆粕提取物溶液的最佳条件,其中大豆粕提取物溶液的糖浓度为7白利糖度,整个提取物溶液的总糖为19.6g,提取溶液中总蛋白质浓度为1.4%(w/w)。当使用较大量的溶剂时,从生大豆粕中提取的难消化糖的总量增加,但是一起洗脱的水性蛋白质的量也增加,这降低了最终发酵大
豆粕的粗蛋白质含量,也降低了发酵大豆粕的产量。另外,考虑到该过程中的缺点,当使用大量的提取溶剂时,可以看出重量比为约1∶4是优选的。
[0175] 1-2:提取溶剂的pH条件的建立
[0176] 为了建立制备大豆粕提取物的最佳提取条件,在不同地设定提取溶剂的pH和温度条件后,分析了通过提取大豆粕获得的大豆粕提取物溶液的组分。结果如表2所示。提取时间为30分钟,在提取溶剂的温度为60℃或80℃的情况下,若提取时间为30分钟,则提取不
好,因此提取15分钟。
[0177] 表2
[0178]
[0179] 作为组分分析的结果,可以看出,优选提取溶剂的pH为8或更低,因为随着提取溶剂的pH增加,大豆粕蛋白质的洗脱增加,从而降低了残余大豆粕的粗蛋白质含量,最终的发酵大豆粕的粗蛋白质含量降低并且最终降低产量。
[0180] 实施例2:根据提取溶剂的pH和温度条件的大豆粕提取物溶液的粗蛋白质含量
[0181] 通过测量根据提取溶剂的pH和温度条件的大豆粕提取物溶液的粗蛋白质含量,建立用于控制残余大豆粕的粗蛋白质含量的提取溶剂的最佳条件。
[0182] 具体地,使用水作为提取溶剂,并添加盐酸作为pH调节剂用于调节提取溶剂的pH。生大豆粕和提取溶剂的重量比为1∶4,并且在使用表3的pH和温度条件的提取溶剂提取生大豆粕后,测量大豆粕提取物溶液的粗蛋白质含量。
[0183] 表3
[0184]
[0185] 结果,可以看出,因为当pH高时,粗蛋白质含量增加,所以优选提取溶剂的pH为4或更低。
[0186] 此外,可以看出,由于提取的粗蛋白质含量随着提取溶剂的温度升高而提高,因此提取溶剂的温度低是优选的。特别地,证实即使在pH为4或更低的情况下将提取溶剂的温度设定为25至低于40℃时,以与高温提取相同的水平充分除去诸如难消化的低聚糖等抗营养因子。换句话说,证实可以有效去除生大豆粕的抗营养因子,因为在pH为4或更低的情况下,即使提取溶剂的温度相对低,对从生大豆粕中提取的糖含量也几乎没有影响,并且从生大
豆粕中提取的蛋白质含量很少。
[0187] 此外,当提取溶剂的温度低于40℃时,残余大豆粕中的小肽含量增加,使得残余大豆粕中的粗蛋白质含量增加并且还可以提高消化率。
[0188] 实施例3:大豆粕发酵微生物的分离和鉴定
[0189] 3-1:大豆粕提取物溶液的制备
[0190] 为了在通过用提取溶剂提取生大豆粕而获得的大豆粕提取物溶液中建立生长和发育优异的大豆粕发酵微生物,制备大豆粕提取物溶液并用作培养基。
[0191] 具体地,在实施例1中建立的最佳提取条件下,如下制备大豆粕提取物溶液。使用通过添加盐酸将pH调节至3.5的25℃的水作为提取溶剂。
[0192] 将提取溶剂添加到大豆粕中,然后充分搅拌,然后在10分钟内,用50目筛过滤,得到大豆粕提取物溶液。
[0193] 3-2:使用大豆粕提取物溶液分离大豆粕发酵微生物
[0194] 为了分离具有发酵大豆粕能力的微生物,进行以下操作。
[0195] 通过使用MRS乳酸菌选择性培养基从添加了水的大豆粕中提取具有发酵大豆粕能力的候选菌株,并将该候选菌株放置在室外一周或更长时间。
[0196] 使用孔径为0.22μm的无菌膜过滤器过滤实施例3-1中制备的大豆粕提取物溶液并用作培养基,将候选菌株在MRS培养基中液体培养过夜,作为对照组,将芽孢杆菌菌株以1%的浓度添加到每种培养基中,并在营养肉汤培养基中液体培养过夜。每种微生物在40℃和
45℃的温度下生长和发育并培养12小时,然后测量活细胞计数。
[0197] 3-3:大豆粕发酵微生物的鉴定
[0198] 根据活细胞计数的测量结果,选择显示高生长和发育速度的微生物,并用具有下表4中的SEQ ID NO:2和3的引物对扩增所选微生物的16s rRNA。通过测序,进行微生物鉴
定。结果与16s rRNA,下表4的序列相同,并且通过使用该序列信息最终完成该菌株的鉴定,并用BLAST程序进行多次比较。
[0199] 表4
[0200]
[0201]
[0202]
[0203] 所选择的屎肠球菌命名为屎肠球菌SLB130,于2018年6月29日根据布达佩斯条约保藏于国际保藏机构韩国典型培养物保藏中心,保藏编号为KCTC13566BP。
[0204] 3-4:大豆粕发酵微生物的生长和发育条件
[0205] 屎肠球菌SLB130菌株在大豆粕提取物溶液中的生长和发育的结果在表5和表6中示出,并且使用屎肠球菌SLB120(登录号:KCTC12868BP)和巨大芽孢杆菌(Bacillus 
megaterium)作为对照组。培养菌株12小时后测定培养液的OD值和活细胞数以及培养液的
pH,如表5和表6所示。表5示出了在40℃大豆粕提取物溶液中生长和发育的结果,表6示出了在45℃大豆粕提取物溶液中生长和发育的结果。
[0206] 表5
[0207]菌株名称 OD600 pH 活细胞计数(cfu/ml)
屎肠球菌SLB130 3.42 4.8 6.3×109
8
屎肠球菌SLB120 2.65 5.5 1.4×10
巨大芽孢杆菌 0.32 6.5 2.1×106
[0208] 表6
[0209] 菌株名称 OD600 pH 活细胞计数(cfu/ml)屎肠球菌SLB130 3.31 4.9 6.2×109
7
屎肠球菌SLB120 1.73 6.1 4.2×10
巨大芽孢杆菌 0.19 6.5 1.2×106
[0210] 结果,如表5和表6所示,在40℃和45℃的温度下,与对照组组相比,即与用作对照组的常规分离的屎肠球菌SLB120和已知分泌大量有机物质分解酶的枯草芽孢杆菌巨大芽孢杆菌相比,所选择的菌株显示出优异的生长和发育。所选菌株SLB130的最适生长和发育
温度显示为40至45℃。
[0211] 实施例4:使用生大豆粕制备发酵大豆粕
[0212] 实施例4-1:使用生大豆粕制备发酵大豆粕(1)
[0213] 使用实施例3中选择的大豆粕发酵微生物,测量在各种大豆粕条件下的发酵结果。
[0214] 具体而言,使用实施例1中使用的提取前的生大豆粕作为发酵原料,接种实施例3中选择的大豆粕发酵微生物屎肠球菌SLB130(KCTC13566BP),以制备发酵大豆粕。具体地,发酵通过以2.1×108的浓度将屎肠球菌SLB120接种到在开放式托盘固体发酵罐中的发酵
原料中进行,并在30℃的温度下开始发酵,从而将温度升高40℃,并进行发酵24小时。在发酵过程中,不供应氧气。然后,在50℃温度的盘式干燥器中干燥,分析发酵大豆粕的组分和特性,并示于表8中。此外,分析了生大豆粕的组分和特性,并示于表7中。
[0215] 在表7和表8中,乳酸浓度以发酵原料或发酵产物中包含的乳酸的量按w/w%表示。KOH溶解度是指对用0.2%KOH提取发酵原料或发酵产物后的粗蛋白质的量进行定量并将该
定量除以总粗蛋白含量所得的w/w%。这用作可以在小肠中吸收的蛋白质含量的指标。胃蛋白酶消化率是在将发酵原料或发酵产物添加到0.2%胃蛋白酶盐酸溶液中、在45℃恒温水
浴中消化16小时并计算未消化产物中的粗蛋白质含量后,通过以下等式计算的值。
[0216] [等式1]
[0217] 胃蛋白酶消化率(%)=(A-B)/A×100
[0218] (A:粗蛋白质含量(g),
[0219] B:未消化产物中的粗蛋白质含量(g))
[0220] 实施例4-2:使用生大豆粕制备发酵大豆粕(2)
[0221] 除了使用SLB120(KCTC12868BP)代替实施例4-1中的屎肠球菌SLB130(KCTC13566BP)以外,以相同的方法制备发酵大豆粕。然后,在50℃温度的盘式干燥器中干燥,分析了发酵大豆粕的组分和特性,并示于表8中。此外,分析了用作发酵原料的生大豆粕的组分和特性并示于表7中。
[0222] 实施例5:使用残余大豆粕制备发酵的大豆粕
[0223] 实施例5-1:使用残余大豆粕制备发酵大豆粕(1)
[0224] 使用屎肠球菌SLB130(KCTC13566BP),以与实施例4基本相同的方法制备发酵大豆粕,但是使用了用提取溶剂提取的残余大豆粕代替实施例4的生大豆粕作为发酵原料来制
备发酵大豆粕。然后,在50℃温度的盘式干燥器中干燥,分析了发酵大豆粕的组分和特性,并示于表8中。此外,分析了用作发酵原料的残余大豆粕的组分和特性,并示于表7中。
[0225] 实施例5-2:使用残余大豆粕制备发酵大豆粕(2)
[0226] 除了使用SLB120(KCTC12868BP)代替实施例5-1中的屎肠球菌SLB130(KCTC13566BP)以外,以相同的方法使用实施例2中获得的残余大豆粕制备发酵大豆粕。然
后,在50℃温度的盘式干燥器中干燥,分析了发酵大豆粕的组分和特性,并示于表8中。
[0227] 实施例6:使用混合大豆粕制备发酵的大豆粕
[0228] 实施例6-1:使用混合大豆粕制备发酵大豆粕(1)
[0229] 使用屎肠球菌SLB130(KCTC13566BP),以与实施例4基本相同的方法制备发酵大豆粕,但是使用以0.7∶1的重量比混合实施例1的生大豆粕和实施例2的残余大豆粕的混合大
豆粕代替实施例4的生大豆粕作为发酵原料来制备发酵大豆粕。然后,在50℃温度的盘式干燥器中干燥,分析发酵大豆粕的组分和特性,并示于表8中。此外,分析了用作发酵原料的混合大豆粕原料的组分和特性,并示于表7中。
[0230] 实施例6-2:使用混合大豆粕制备发酵大豆粕(2)
[0231] 除了使用SLB120(KCTC12868BP)代替实施例6-1中使用的屎肠球菌SLB130(KCTC13566BP)以外,以相同的方法通过使用以0.7∶1的重量比混合实施例生大豆粕和残余大豆粕的混合大豆粕原料作为发酵原料来制备发酵大豆粕。然后,在50℃温度的盘式干燥
器中干燥,分析了发酵大豆粕的组分和特性,并示于表8中。此外,分析了用作发酵原料的混合原料的组分和特性,并示于表7中。
[0232] 表7
[0233]
[0234]
[0235] 表8
[0236]
[0237] 作为实验的结果,可以看出,与生大豆粕相比,在根据本发明制备的大豆粕发酵产物中,粗蛋白质含量增加,胰蛋白酶抑制剂、β-伴大豆球蛋白和难消化的低聚糖的含量显著降低,并且乳酸浓度增加。
[0238] 上述结果表明,在通过本发明的制备方法制备的发酵大豆粕中,与生大豆粕相比,发酵大豆粕的效力显著增加,例如进一步改善抗营养因子的去除和增加胃蛋白酶消化率等,发生了足够的成分变化和特性改变。
[0239] 此外,使用SLB130菌株制备的发酵大豆粕的粗蛋白质含量高于使用SLB120菌株制备的发酵大豆粕,并且抗营养因子例如难消化的低聚糖、胰蛋白酶抑制剂、β-伴大豆球蛋白等的含量显著减少。另外,乳酸浓度增加,从而抑制了污染物的生长,并且降低了一般细菌的细胞数。
[0240] 例如,在使用残余大豆粕作为发酵原料的实施例5的情况下,与使用SLB120菌株的发酵大豆粕(实施例5-2)相比,在由SLB130菌株制备的发酵大豆粕(实施例5-1)中,粗蛋白
质含量从56%(w/w)增加到60%(w/w),代表性的抗营养因子胰蛋白酶抑制剂以相当大的比
例(30%或以上)从1.2mg/g降低到0.8mg/g。此外,β-伴大豆球蛋白的含量从640ppm减少到
180ppm,减少了50%或更多。另一方面,大豆粕中通过对家畜造成肠胃胀气而起到有害作用的难消化的低聚糖从0.7mg/g显著降低至0.3mg/g。另外,乳酸浓度从3.9%增加到5.1%,从而抑制了污染物的生长,因此显示出一般细菌的细胞数降低。
[0241] 例如,在使用混合大豆粕作为发酵原料的实施例6的情况下,与使用SLB120菌株的发酵大豆粕(实施例6-2)相比,在由SLB130菌株制备的发酵大豆粕(实施例6-1)中,粗蛋白
质含量从51%(w/w)增加到53%(w/w),代表性的抗营养因子胰蛋白酶抑制剂以相当大的比
例(50%或更多)从2.1mg/g降低到1.0mg/g。此外,β-伴大豆球蛋白的含量从1500ppm减少到
420ppm,减少了50%或更多。另一方面,大豆粕中通过对家畜引起肠胃胀气而起到有害作用的难消化的低聚糖从0.12mg/g显著降低至0.04mg/g,降低60%或更多。另外,乳酸浓度从
3.7%增加到4.6%,从而抑制了污染物的生长,因此显示出一般细菌的细胞数降低。
[0242] 上述结果表明,与通过常规屎肠球菌SLB120菌株制备的发酵大豆粕相比,通过本发明的新乳酸菌屎肠球菌SLB130菌株制备的发酵大豆粕显著提高了发酵大豆粕的效力,例
如进一步改善了抗营养因子的去除和增加了胃蛋白酶消化率等,发生了足够的组分变化和
特性改变。
[0243] 实施例7:SDS-PAGE分析
[0244] 7-1:定性分析
[0245] 为了证实消化率随着大豆粕中的蛋白质被精细分解而增加的程度以及通过发酵过程分解抗营养因子中的蛋白β-伴大豆球蛋白和胰蛋白酶抑制剂分解的程度,将1g发酵前的生大豆粕(A)、实施例4-2的发酵大豆粕(B)、实施例5-1的发酵大豆粕(C、D、E)和实施例4-
1的发酵大豆粕(G)中的每种样品添加到3ml裂解缓冲液(尿素7M、硫脲2M、CAHAPS 4%、DTT 
40mM),以最大速度涡旋5分钟后,在95℃下加热5分钟,并在10,000g下离心10分钟,然后收集上清液,测定蛋白质的浓度。
[0246] 将20μl在12%TGX凝胶中相同量的蛋白质添加到孔中,通过SDS-PAGE比较蛋白质的分解程度。结果如图1所示。图1中,A是发酵前的生大豆粕的蛋白质样品的SDS-PAGE分析结果,B是通过使用SLB120菌株发酵的发酵大豆粕(实施例4-2)的蛋白质样品的SDS-PAGE分
析结果,C至E是其中通过使用SLB130菌株发酵残余大豆粕的发酵大豆粕(实施例5-1)的蛋
白质样品的SDS-PAGE分析结果,F是大小标志物,G是其中通过使用SLB130发酵的生大豆粕
的发酵大豆粕(实施例4-1)的蛋白质样品的SDS-PAGE分析结果。图1的F是大小标志物,每条线从顶部开始依次表示250、150、100、75、50、37、25、20、15和10kD的大小。
[0247] 结果,在实施例4-1的情况下,可以看出蛋白质分解程度增加,在实施例5的情况下,可以看出30kD或更高的蛋白质大部分被分解且30kD或更高的胶溶作用是最高的。因此,可以看出,通过发酵过程,大豆粕中大尺寸蛋白质精细分解,并且抗营养蛋白质分解,从而可以提高消化率。此外,用SBL130发酵的情况下的分解程度高于用SLB120发酵的情况。
[0248] 7-2:定量分析
[0249] 为了研究发酵过程中大豆粕中蛋白质的分解程度,测定发酵前生大豆粕和发酵后大豆粕中蛋白质的分子量分布。结果示于表9中。下表9中的蛋白质含量是指,基于发酵大豆粕中100wt%的总蛋白质,具有相应分子量范围的蛋白质的重量百分比。
[0250] 表9
[0251] 分子量 生大豆粕 实施例5-1 实施例6-1 实施例4-1 实施例4-2小于25kD 24 97 51 34 28
25或更高至小于50kD 45 2 40 50 46
50kD或更高 31 1 9 16 26
[0252] 结果,经过发酵过程,分子量为50kD或更高的高分子蛋白质的含量降低,低于50kD的蛋白质的含量则相对增加。特别是,可以确认小于25kD的蛋白质的含量尤其增加。换句话说,可以看出,经过发酵过程,低分子蛋白质的百分比相对于发酵前的百分比增加。此外,可以证实,在用SBL130发酵的情况下蛋白质的分解程度高于用SLB120发酵的情况。
[0253] 国际承认用于专利程序的微生物保存布达佩斯条约
[0254] 国际表格
[0255] 依据细则第7.1条发出的原始存单
[0256] 收件人:费德阿普有限公司(FEEDUP)
[0257] 大韩民国忠清南道论山市练武邑东安路479,费德阿普有限公司
[0258]
[0259] BP/4表(KCTC表17)             单页
[0260] 国际承认用于专利程序的微生物保存布达佩斯条约
[0261] 国际表格
[0262] 依据细则第7.1条发出的原始存单
[0263] 收件人:费德阿普有限公司
[0264] 大韩民国忠清南道论山市练武邑东安路479,费德阿普有限公司
[0265]
[0266] BP/4表(KCTC表17)                    单页
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