■董偉潔 朱永明 姜軍坡王梓竹 王世英 朱寶成
(河北農業(yè)大學生命科學學院,河北保定 071001)
發(fā)酵豆粕富含小分子肽、游離氨基酸、乳酸、益生菌等多種營養(yǎng)成分,日益被飼料企業(yè)及養(yǎng)殖戶所青睞(張連慧等,2017)。固態(tài)發(fā)酵技術較為簡單,適宜于大規(guī)模生產,且能耗低、廢液污染較少,投資成本與生產成本相對較低,是發(fā)酵豆粕適宜的方式(朱平軍,2011)。北方地區(qū)冬季氣候寒冷,若豆粕發(fā)酵過程所需溫度越低,則越有利于節(jié)省能耗,降低生產成本。關于以混菌的方式發(fā)酵豆粕,國內研究人員做了大量工作。如王德培等(2011)利用枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、乳酸桿菌發(fā)酵豆粕,當枯草芽孢桿菌與乳酸菌之比為2.2∶1、發(fā)酵溫度30℃、外加水量46.5%、總接種量15 ml(在豆粕72 g、麩皮8 g的發(fā)酵基質中)、拌料水pH值自然,發(fā)酵84 h后,發(fā)酵豆粕中三氯乙酸可溶性氮含量可達12.78%?;炀l(fā)酵的原理主要是利用芽孢桿菌可產生蛋白酶,酵母菌和曲霉菌可降解抗營養(yǎng)因子,乳酸菌可調節(jié)pH值,通過協(xié)調各個菌株之間的作用來提高豆粕的營養(yǎng)價值。若是能篩選出一株能在酸性環(huán)境中生長,可在胞外產生蛋白酶并降解豆粕中大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白等主要抗營養(yǎng)因子的菌株,則可事半功倍。芽孢桿菌屬(Bacillus)細菌可在胞外產生多種消化酶,耐受酸性環(huán)境,極具開發(fā)潛力(潘迪子等,2016)。農業(yè)部發(fā)布的發(fā)酵豆粕質量標準中規(guī)定,發(fā)酵豆粕中粗蛋白質含量不得低于45%,酸溶蛋白占粗蛋白質的含量(即酸溶蛋白相對含量)不得低于8.0%。因此,本研究擬以酸性脫脂牛奶培養(yǎng)基為限制性培養(yǎng)基,結合透明圈法進行初篩,以酸性蛋白酶活力為指標進行復篩;通過菌落及菌體形態(tài)觀察、生理生化特性測定、16S rDNA序列系統(tǒng)發(fā)育分析相結合的方法鑒定供試菌株種屬;通過室溫18℃下固體發(fā)酵豆粕試驗,探索供試菌株低溫下降解大分子抗營養(yǎng)因子、提高酸溶蛋白相對含量的可行性,并以酸溶蛋白相對含量為指標,采用正交試驗設計考察料水比、玉米粉含量、硫酸銨含量、菌株接種量4個因素,優(yōu)化固體發(fā)酵豆粕的條件,為供試菌株的應用奠定基礎。
1.1.1 樣品
土壤樣品采集于保定市生態(tài)園和保定市植物園中各類植物根際土壤(地面10 cm以下)。酸菜樣品購于保定市沃爾瑪超市、惠友超市。糞便樣品采集于保定市固德生態(tài)農業(yè)發(fā)展有限公司特種野豬繁育中心、保定市謝莊村永生養(yǎng)殖場、保定市滿城區(qū)睿德養(yǎng)殖場。
1.1.2 試劑、培養(yǎng)基與試液
膨化豆粕:粗蛋白質≥(43.0±0.5)%,水分≤13.0%,由中儲糧油脂(唐山)有限公司生產。
NB培養(yǎng)基、NA培養(yǎng)基的配制方法參見周德慶等(2013)。
富集培養(yǎng)基為NB培養(yǎng)基。
初篩培養(yǎng)基:脫脂牛奶100 ml、酵母浸粉5.0 g、NaCl 5.0 g、瓊脂20.0 g、pH值5.0的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液900 ml。
NB培養(yǎng)基(pH值5.0):除以pH值5.0的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液代替水外,其余組分同NB培養(yǎng)基。
豆粕培養(yǎng)基(pH值5.0):豆粕含量5.0 g、葡萄糖1.0 g、MgCl20.1 g、硫酸銨2.0 g、pH值5.0的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液配制100 ml。
10 mmol/l 2,4,6-三吡啶基三嗪(TPTZ)溶液:稱取0.031 2 g的TPTZ,用0.04 mol/l的鹽酸溶液定容至10 ml,4 ℃保存。
TPTZ工作液:將10 mmol/l TPTZ溶液、20 mmol/l FeCl3溶液、0.2 mol/l乙酸-乙酸鈉緩沖液按照10∶1∶1的比例混合,35℃水浴孵化60 min。
1%脫脂牛奶(pH值5.0):取伊利脫脂牛奶33.3 ml,加入100 ml容量瓶中,用pH值5.0的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液定容至100 ml,即得。
1.1.3 固體發(fā)酵容器
8 L食品級塑料桶(壓扣蓋):上口直徑225 mm,下口直徑210 mm,高235 mm。
1.2.1 富集培養(yǎng)
取樣品10.0 g置于無菌水中,裝瓶量為100 ml/250 ml,于180 r/min振蕩20 min后再靜置5 min,取上清待用。按10%的接種量接種于NB培養(yǎng)基,37℃于180 r/min培養(yǎng)48 h。
1.2.2 耐酸產蛋白酶菌株的初篩
將富集培養(yǎng)得到的菌液于80℃水浴20 min后,梯度稀釋。分別取10-4、10-5、10-6梯度稀釋液100 μl,涂布于初篩培養(yǎng)基表面,于37℃培養(yǎng)24 h。挑取生長良好、有明顯透明圈的單菌落,NA斜面保藏,即為初篩菌株。
1.2.3 耐酸產蛋白酶菌株復篩
將初篩菌株接種于豆粕培養(yǎng)基,37℃下于180 r/min培養(yǎng)48 h,將發(fā)酵液離心(10 000 r/min,4 ℃)10 min,取上清作為粗酶液,參考GB/T 28715—2012方法測定酸性蛋白酶活性,其中底物采用1%脫脂牛奶(pH值5.0)。以復篩菌株中酸性蛋白酶活力最高者為供試菌株。
1.2.4 供試菌株的菌落、菌體形態(tài)觀察
采用平板劃線法將供試菌株于37℃下培養(yǎng)24 h后,觀察菌落形態(tài)。采用革蘭氏染色觀察供試菌株的菌體形態(tài)。
1.2.5 供試菌株生理生化特性測定
對供試菌株的生理生化特性進行測定,參照車秀珠等(2001)方法。
1.2.6 16S rDNA序列測定
參考呂紀濤(2015)的方法提取供試菌株DNA并擴增其16S rDNA序列。擴增產物送深圳華大基因股份有限公司測序。將測得序列提交到GenBank中進行BLAST比對,利用Mega 5.04按Neighbor-Joining法構建系統(tǒng)發(fā)育樹。
1.2.7 供試菌株固體發(fā)酵豆粕效果評價
1.2.7.1 固體發(fā)酵豆粕基礎條件
刮取供試菌株斜面菌苔,接種NB培養(yǎng)基中,裝瓶量100 ml/250 ml,37 ℃、180 r/min培養(yǎng)12 h,即得供試菌液。
稱取12.00 kg豆粕,平鋪于地面,加入0.48 kg玉米粉、0.30 kg硫酸銨,混合均勻;對照組僅加水,水的體積按料水比1∶0.6量??;試驗組加入水與供試菌液的混合物,水的體積按料水比1∶0.6量取,菌液體積按接種量6.0%量?。籶H值自然。對照組、試驗組分別混勻后,分裝入置于8 L塑料桶內的塑料袋中,裝滿并壓實密封,盡可能排出氣體;室溫18℃下發(fā)酵30 d,塑料桶周圍不覆蓋保溫物質。觀察并記錄發(fā)酵豆粕的感官指標,并測定試驗組在0、30 d及對照組在30 d時對應的水分、pH值、粗蛋白質含量、酸溶蛋白相對含量、蛋白質相對分子質量分布、抗氧化活性等指標。
(1)水分含量測定:稱取發(fā)酵豆粕3.0 g于平皿中,置于50℃的烘箱中干燥至恒重,計算發(fā)酵豆粕的水分含量(x,%):
式中:M1——干燥前發(fā)酵豆粕與平皿的總質量(g);
M2——干燥后發(fā)酵豆粕與平皿的總質量(g);
m——發(fā)酵豆粕質量(g)。
(2)發(fā)酵物pH值測定:稱取發(fā)酵豆粕3.0 g于50 ml離心管中,加入30 ml蒸餾水,振蕩60 min后,于5 000 r/min下離心10 min,吸取上清液,測量pH值。
(3)粗蛋白質含量測定:參考GB/T 500.9—2016方法。計算發(fā)酵豆粕經干燥后的粗蛋白質含量(P,%):
式中:p——發(fā)酵豆粕未干燥時的粗蛋白含量(%);
x——發(fā)酵豆粕含水量(%)。
(4)酸溶蛋白含量測定:稱取發(fā)酵豆粕4.0 g置于離心管中,按照1∶5的比例加入15%的三氯乙酸20 ml,振蕩60 min。5 000 r/min離心10 min。吸取3 ml上清加入消解管,其余操作同粗蛋白質含量測定方法。計算發(fā)酵豆粕經干燥后的酸溶蛋白含量(PAS,%):
式中:pAS——發(fā)酵豆粕未干燥時的酸溶蛋白含量(%);
x——發(fā)酵豆粕含水量(%)。
酸溶蛋白含量與粗蛋白質含量的比值即為酸溶蛋白相對含量(PAS/P,%)。
(5)蛋白質相對分子質量分布測定:稱取樣品1.0 g,加入20 ml的0.03 mol/l Tris-HCl(pH值 8.0),在室溫下浸提60 min(每隔10 min振蕩1 min),10 000 r/min下離心10 min,取上清液40 μl,加入5×上樣緩沖液 10 μl,進行沸水浴 10 min,12 000 r/min下離心5 min,離心后即得樣品液。采用SDS-PAGE法測定樣品液的蛋白質相對分子質量分布情況(王章存等,2013)。
(6)抗氧化活性測定方法(米書梅等,2013;Benzie等,1996):分別取不同濃度(0、25、50、100、150、200、250、300、350、400 mmol/l)的維生素C標準品溶液100 μl,加入TPTZ工作液3 ml,混合均勻后于35℃水浴孵化30 min,在597 nm測定吸光度。以水代替維生素C溶液同法操作,所得孵化液用來調零。維生素C濃度的標準曲線方程為y=2.292 7x-0.035 2(R2=0.999 4)[y——597 nm下吸光度;x——維生素C濃度(mmol/l)]。
稱取用研缽碾碎的樣品1.0 g,加入5 ml 15%三氯乙酸浸提60 min,10 000 r/min離心10 min,吸取上清液100 μl,加入 TPTZ 工作液3 ml,混合均勻后35℃水浴孵化30 min,于597 nm下測定吸光度。取水100 μl,加入TPTZ工作液3 ml,混合均勻后35 ℃水浴孵化30 min,所得孵化液用來調零。發(fā)酵豆粕抗氧化活性以mg AEAC/100 g[與每100 g發(fā)酵豆粕的抗氧化能力相當?shù)木S生素C的質量(以mg計)]表示。計算發(fā)酵豆粕經干燥后的抗氧化活性(Y,mg AEAC/100 g):
運用混合式學習模式的整本書閱讀不只在課堂上進行閱讀和討論,而是將閱讀延展到家庭、社區(qū)等任意空間,且靈活采用線上、線下的學習方式,至少一部分是在線討論、探究,至少一部分是在實體課堂上由教師介人指導的閱讀學習,還有至少一部分是學生的自由自主閱讀。課堂學習、在線互動、非課堂非在線自主閱讀,至少這三個模塊整合在一起,形成完整的整本書閱讀體驗課程。
式中:y——發(fā)酵豆粕未干燥時的抗氧化活性(mg AEAC/100 g);
x——發(fā)酵豆粕含水量(%)。
1.2.7.2 正交試驗優(yōu)化固體發(fā)酵豆粕條件
以酸溶蛋白相對含量為指標,按照正交試驗表L9(34)設計4因素3水平的正交試驗考察料水比、玉米粉含量、硫酸銨含量、菌株接種量等因素對供試菌株固體發(fā)酵豆粕效果的影響。正交試驗的因素水平表如表1所示。
表1 耐酸產蛋白酶菌株固體發(fā)酵豆粕正交優(yōu)化試驗因素水平設計
采用供試菌株固體發(fā)酵豆粕15、30 d時,于發(fā)酵豆粕的頂部、中部和底部分別劃十字,每個十字于端點及交叉點取樣;將所有樣品充分混勻,取混合物按前述方法測定水分含量、pH值、粗蛋白質含量、酸溶蛋白相對含量和抗氧化活性。
以酸溶蛋白相對含量為指標,對豆粕發(fā)酵15 d和30 d的正交試驗結果分別進行極差分析,比較發(fā)酵15 d和30 d時各自最優(yōu)組合的發(fā)酵效果。
表2 耐酸生長產蛋白酶菌株初篩結果
經過初篩,共篩選出可在初篩培養(yǎng)基上生長并產生透明圈的菌株133株,其中透明圈直徑大于0.80 cm的菌株共21株(如表2所示)。由表2可知,透明圈直徑在0.80~2.00 cm之間的菌株共有17株;而透明圈直徑>2.00 cm的菌株共有4株,分別是菌株SD47、SD48、SD56和SD62,其中最高者為SD48菌株。故以菌株SD47、SD48、SD56和SD62作為復篩菌株。
圖1 復篩菌株蛋白酶活力測定的結果
2.3.1 SD48菌株形態(tài)觀察結果
SD48菌株的菌落形態(tài)如圖2(a)所示,呈白色,圓形,火山口狀,四周隆起,邊緣整齊,中央凹陷,凹陷區(qū)域表面光滑。
圖2 SD48菌株菌落形態(tài)和革蘭氏染色結果
SD48菌株菌體形態(tài)如圖2(b)所示,菌體呈桿狀,為革蘭氏陽性菌,芽孢中生。
2.3.2 SD48菌株生理生化特性的測定結果(見表3)
由表3可知,SD48菌株具有運動性,產接觸酶,能利用檸檬酸鹽,可水解淀粉、酪朊、牛奶,可利用D-葡萄糖、D-甘露醇產酸,可還原硝酸鹽,生長不需要Na?Cl和KCl,但能在2%~10%的NaCl中生長,在10~50 ℃范圍內可生長。故SD48菌株具有典型的芽孢桿菌屬菌株特性,綜合其菌落形態(tài)和菌體形態(tài),可初步判斷SD48菌株屬于芽孢桿菌屬。
2.3.3 SD48菌株16S rDNA序列系統(tǒng)發(fā)育分析
將SD48菌株和與其高同源性的標準菌株構建系統(tǒng)進化樹(見圖3),并進行相似性比較(見表4)。由結果可知,SD48菌株與甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌(Bacil?lus methylotrophicus)同源性最高,且相似性為100.00%。故確定SD48菌株屬于B.methylotrophicus。2.4B.methylotrophicusSD48菌株固體發(fā)酵豆粕效果評價
2.4.1 基礎條件發(fā)酵效果評價
2.4.1.1 感官指標(見圖4)
表3 SD48菌株生理生化試驗的結果
圖3 耐酸生長產蛋白酶菌株SD48的系統(tǒng)進化樹
表4 SD48菌株與標準菌株的相似性比較
發(fā)酵30 d后,對照組發(fā)酵豆粕色澤呈淺黃色,酸味較淡,有結塊現(xiàn)象,染有霉菌;試驗組的發(fā)酵豆粕色澤金黃,具有濃郁酸香味,無結塊現(xiàn)象。
2.4.1.2 豆粕發(fā)酵效果
圖4 基礎條件下SD48菌發(fā)酵豆粕30 d時的表觀情況
B.methylotrophicusSD48菌株在基礎條件下發(fā)酵豆粕的效果見表5。由表5可知,與對照組相比,發(fā)酵30 d時試驗組的pH值更低,含水量、粗蛋白質含量無顯著差異(P>0.05),酸溶蛋白含量、酸溶蛋白相對含量、抗氧化活性更高。就試驗組而言,發(fā)酵30 d后pH值顯著下降(P<0.05),含水量、粗蛋白質含量無明顯變化(P>0.05),酸溶蛋白含量顯著增加(P<0.05),酸溶蛋白相對含量顯著增加(P<0.05),抗氧化活性顯著增加(P<0.05)。故SD48菌株可使發(fā)酵豆粕pH值降低,提高其酸溶蛋白含量和抗氧化活性。
表5 B.methylotrophicusSD48菌株發(fā)酵豆粕的效果
2.4.1.3 發(fā)酵豆粕的蛋白質相對分子質量分布分析
發(fā)酵豆粕的蛋白質相對分子質量分布結果如圖5所示。由結果可知,試驗組發(fā)酵0 d時,β-伴大豆球蛋白(7S)的主要亞基(72 kDa的α亞基、83 kDa的α?亞基和50 kDa的β亞基)以及大豆球蛋白(11S)的主要亞基(34 kDa的酸性多肽鏈和20 kDa的堿性多肽鏈)均清晰可見。發(fā)酵30 d時,對照組對應的95 kDa以上組分含量略有降低,但不明顯;對照組對應的β-伴大豆球蛋白含量和大豆球蛋白含量均顯著下降,但并未消失,這說明豆粕中存在的微生物也能降解β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白。發(fā)酵30 d時,試驗組僅在50~80 kDa間可看到5個清晰的蛋白條帶;95 kDa以上組分消失,β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白對應條帶也基本消失。故SD48菌株可有效去除豆粕中的β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白。
圖5 基礎條件下發(fā)酵豆粕的蛋白質相對分子質量分布
2.4.2B.methylotrophicusSD48菌株固體發(fā)酵豆粕條件的正交優(yōu)化
2.4.2.1 豆粕發(fā)酵15 d時的正交優(yōu)化試驗結果
豆粕發(fā)酵15 d時的正交優(yōu)化試驗結果和極差分析如表6、表7所示。分析極差R可知,對酸溶蛋白相對含量影響最大的因素是硫酸銨含量,其次是料水比,再次是玉米粉含量,影響最小的因素是菌株接種量。通過均值分析可知,最佳組合為A3B1C3D3,該組合未在正交試驗中出現(xiàn)。故將其與正交試驗中表現(xiàn)最佳的組合A3B1C3D2進行比較,結果見表8。由表8可知,與A3B1C3D3相比,A3B1C3D2對應的酸溶蛋白相對含量更高,即組合A3B1C3D2對應的發(fā)酵效果更好,此條件下發(fā)酵豆粕的粗蛋白質含量為49.42%,酸溶蛋白含量為10.53%,酸溶蛋白相對含量為21.30%,抗氧化活性為135.42 mg AEAC/100 g。
表6 SD48菌株固體發(fā)酵豆粕15 d時的正交試驗結果
表7 豆粕發(fā)酵15 d時正交試驗結果的極差分析
表8 豆粕發(fā)酵15 d時正交優(yōu)化結果的驗證
2.4.2.2 豆粕發(fā)酵30 d時的正交優(yōu)化試驗結果
豆粕發(fā)酵30 d時的正交優(yōu)化試驗結果和極差分析如表9、表10所示。分析極差R可知,影響酸溶蛋白相對含量因素的主次排序與發(fā)酵15 d時相同,硫酸銨含量>料水比>玉米粉含量>菌株接種量。通過均值分析可知,最佳組合為A3B1C3D1,將其與正交試驗中表現(xiàn)最佳的組合A3B1C3D2進行比較,結果見表11。由表11可知,與A3B1C3D1相比,A3B1C3D2對應的酸溶蛋白相對含量更高,即組合A3B1C3D2為對應的發(fā)酵效果更好,此條件下發(fā)酵豆粕的粗蛋白質含量為51.33%,酸溶蛋白為13.47%,酸溶蛋白相對含量為26.24%,抗氧化活性為409.63 mg AEAC/100 g。
表9 SD48菌株固體發(fā)酵豆粕30 d時的正交試驗結果
表10 豆粕發(fā)酵30 d時正交試驗結果的極差分析
表11 豆粕發(fā)酵30 d時正交優(yōu)化結果的驗證
綜上,B.methylotrophicus SD48菌株固體發(fā)酵豆粕的最優(yōu)條件為料水比1∶1,玉米粉含量10.0%,硫酸銨含量6.0%,接種量8.0%,發(fā)酵時間30 d。與基礎發(fā)酵條件下發(fā)酵30 d的結果相比,在最優(yōu)條件下酸溶蛋白相對含量提高了127.6%,抗氧化活性提高了185.8%。
限于技術條件和成本約束,大規(guī)模的豆粕發(fā)酵一般采用生料發(fā)酵。生料發(fā)酵過程中當氧氣耗盡時,隨著兼性厭氧菌的大量繁殖,伴隨著pH值的急劇降低(林文輝等,2010),故發(fā)酵菌種若能在酸性條件下存活,則有利于發(fā)酵過程的進行。本研究采用酸性條件初篩芽孢桿菌,既保證了菌株對酸性條件的適應性,又保證了菌株可在厭氧條件下生長繁殖。而篩選出的SD48菌株在酸性條件下可產生75.40 U/ml的蛋白酶活力,這為豆粕中蛋白質的降解奠定了基礎。
B.methylotrophicus最早發(fā)現(xiàn)于田間水稻的根際土壤(Munusamy等,2010);該種細菌可在胞外產生纖維素酶(吳晶晶等,2014;董丹等,2015)、脂肪酶(徐偉芳等,2017)、蛋白酶(熊濤等,2014)等消化酶。國內已有研究人員篩選出該種屬菌株并將其應用于發(fā)酵豆粕。熊濤等以透明圈法從豆豉中篩選出1株可在厭氧條件下產生蛋白酶的B.methylotrophicus菌株B-1,采用熟料發(fā)酵的方式,可使豆粕中小肽含量達到28.37%。唐曉星(2014)篩選到1株兼性厭氧、產蛋白酶的B.methylotrophicus菌株NCU507,發(fā)現(xiàn)與單菌發(fā)酵相比,混菌發(fā)酵時可提高粗蛋白含量,但是會導致小肽含量的降低。
按生產模式,發(fā)酵豆粕可分為淺層發(fā)酵和深層發(fā)酵。淺層發(fā)酵所需發(fā)酵面積大,只能采用淺盤架式生產,機械化難度高,深層發(fā)酵可克服這些缺點,更具研究價值。深層發(fā)酵過程多采用混合菌種,工藝一般較為復雜。朱平軍采用分階段發(fā)酵模式研究了黑曲霉、枯草芽孢桿菌、酵母菌和植物乳桿菌多菌種固態(tài)生料仿生發(fā)酵對豆粕營養(yǎng)價值的影響,前48 h用黑曲霉、枯草芽孢桿菌和酵母菌30℃好氧發(fā)酵,后48 h用植物乳桿菌和瘤胃微生物37℃厭氧仿生發(fā)酵,好氧發(fā)酵階段料水比為1∶0.9,厭氧仿生發(fā)酵階段料水比為1∶1.2,發(fā)酵后酸溶蛋白含量可達20.06%,粗蛋白質含量可達52.03%。王國強等(2016)采用正交試驗設計,優(yōu)化了復合益生菌發(fā)酵豆粕的條件,當異常漢遜酵母菌∶枯草芽孢桿菌∶干酪乳桿菌為2∶2∶1,接種量5%,發(fā)酵時間為48 h時,抗原蛋白降解徹底,酸溶蛋白含量提高了73.9%,有益活菌總數(shù)達到8.5×108cfu/g。也有單菌株發(fā)酵豆粕粉生料的研究。何勇錦等(2009)采用黏紅酵母發(fā)酵豆粕粉生料,當發(fā)酵溫度為30℃,發(fā)酵坯含水量為50%,厚度為1 cm,添加糖蜜量為5%,發(fā)酵時間為40~44 h時,發(fā)酵豆粕中的小肽含量約為27%。何勇錦等(2012)采用乳酸短桿菌KLDS-1菌株發(fā)酵豆粕生料,當發(fā)酵坯含水量為50%、糖蜜3%、接種量35%,于37℃下厭氧發(fā)酵48 h時,發(fā)酵豆粕中的小肽含量達26.12%。本研究采用B.methylotrophicusSD48菌株深層發(fā)酵豆粕生料,在最優(yōu)條件下,酸溶蛋白相對含量可達26.24%。
發(fā)酵溫度除影響豆粕發(fā)酵效果外,還會影響到發(fā)酵的成本。本研究篩選的B.methylotrophicusSD48菌株具有可在10℃下生長繁殖的特性,發(fā)酵啟動溫度僅為室溫18℃,發(fā)酵過程未采取保溫措施,可極大的降低生產成本,但發(fā)酵15 d時酸溶蛋白相對含量可達到21.30%,發(fā)酵30 d時酸溶蛋白相對含量可達到26.24%,說明可通過提高發(fā)酵溫度及保溫措施來挖掘該菌株的應用潛力。
豆粕中含有的多種抗營養(yǎng)因子會阻礙營養(yǎng)成分的消化、吸收和利用(高美云,2010)。楊玉娟等(2016)抽取了市售的65批次豆粕和54批次發(fā)酵豆粕,采用ELISA法對抗營養(yǎng)因子含量進行分析,發(fā)現(xiàn)大豆球蛋白含量最高,其次是β-伴大豆球蛋白。研究發(fā)現(xiàn),微生物發(fā)酵豆粕可有效去除豆粕中的抗營養(yǎng)因子(馬靜,2016)。魏鳳仙等(2016)比較了膨化法和微生物發(fā)酵法處理豆粕對抗營養(yǎng)因子去除效果的影響,發(fā)現(xiàn)微生物發(fā)酵法更適宜于豆粕抗營養(yǎng)因子的去除。本研究中SD48菌株可有效去除豆粕中的大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白。
大豆抗氧化肽具有抗疲勞,延緩機體衰老,調節(jié)機體免疫等多種功能(徐聰聰,2013)。本研究中采用FRAP法測定豆粕的抗氧化活性。FRAP法操作簡便,測定不需要昂貴儀器,該法反映的是樣品總的抗氧化活性(陳玉霞,2011)。本研究采用SD48菌株發(fā)酵豆粕,在最優(yōu)條件下,抗氧化活性為409.63 mg AEAC/100 g,即100 g發(fā)酵豆粕的抗氧化能力相當于409.63 mg的維生素C。
篩選出能在酸性條件下生長并在胞外產酸性蛋白酶的B.methylotrophicus菌株SD48,該菌株可極大地提高發(fā)酵豆粕的營養(yǎng)價值,是一株性能優(yōu)良的發(fā)酵豆粕用菌株。