[01846811]豆粕发酵菌种的筛选、分离及发酵工艺建立

一、课题来源与背景 （一）课题来源 根据发酵豆粕产业发展中,发酵豆粕生产所存在的关键问题,由吉林农业大学自主设立“豆粕发酵菌种的筛选、分离及发酵工艺建立“的科研任务。 起止年限：2008.01～2014.01 （二）课题背景 众所周知通过发酵可以灭活大豆抗营养因子,提高豆粕的消化吸收以及动物的生产性能。但是现有的发酵豆粕产品还不能达到将豆粕中的抗营养因子进行有效灭活的目的,而且目前发酵豆粕多采用针对于发酵食品生产的相关研究来确定菌种,但是动物和人对大豆抗营养因子的敏感性有很大的差异。本实验从筛选灭活大豆抗营养因子的菌种入手,从抗营养因子,营养因子以及发酵条件优化等方面研究利用发酵方法灭活大豆抗营养因子的生产模式对于进一步降低饲料用发酵豆粕的生产成本,改善发酵豆粕的产品品质,为进一步提高畜牧业的生产力,降低饲料成本,有着十分重要的现实意义。 二、技术原理及性能指标 课题组先后建立了大豆主要抗营养因子的检测手段、通过发酵法对降低大豆抗营养因子的菌种进行了筛选、不同微生物对大豆营养物质影响、优化了发酵豆粕生产工艺条件优化研究以及发酵豆粕的饲喂效果研究等4个方面展开了技术攻关和集成,主要有： 1、利用口服过敏仔猪模型建立大豆主要抗原检测方法：建立动物模型1个,建立抗原检测ELISA方法2个,获得了ELISA检测所需的重要抗体。 2、首次建立了用于检测大豆凝集素凝集活性检测ELISA试剂盒 3、筛选出对大豆抗营养因子具有特异性钝化作用的菌种4种,其中S-8菌对各种抗营养因子都有显著钝化作用。 4、筛选出对营养物质具有改善作用的菌种3种,其中S-8菌的作用最为明显。 5、以S-8菌为基础优化了豆粕发酵的培养基以及培养条件,在此条件下24小时就能良好的灭活大豆中的主要抗营养因子,其中酵产物对于β-conglycinin特异性抗体的反应原性残留率下降至7.85%;对于glycinin特异性抗体的反应原性残留率下降至4.12%;没有可以检测到的大豆凝集素;胰蛋白酶抑制因子为TIA为1.2mg/g。分子量大于20KDa的多肽全部被水解为小分子的多肽。干物质损失率为9.90%;蛋白质溶解度为86.54%;16种水解氨基酸总含量为43.1%;酸溶蛋白为13.60%。 6、比较研究了发酵豆粕与鱼粉和酪蛋白为主的动物蛋白饲料的饲喂效果,以发酵豆粕替代70%动物性蛋白饲料条件下取得了良好的饲喂效果,即：饲喂发酵豆粕的仔猪的相对生长速度高于鱼粉酪蛋白组仔猪。 7、试验证明发酵豆粕可以应用于犊牛日粮,相对于不含有发酵豆粕的代乳料其可以促进犊牛的生长、增进犊牛食欲以及提高代乳料饲喂犊牛的饲料报酬。 三、技术的创造性与先进性; 1 课题研究了世界范围内近100个发酵豆粕菌种,从中筛选出对主要大豆产品中主要抗营养因子具有高效灭活作用的菌种一株。该菌种能够在24小时以内将glycinin降低95%以上,β-conglycinin降低90%以上,完全灭活大豆凝集素,使大豆胰蛋白酶抑制因子活性降低70%以上,菌种保藏号：9915。 2 通过优化S-8菌的发酵条件,形成了针对于新菌种的发酵豆粕生产工艺。利用该工艺可以最大程度上改善大豆的可消化性并且对大豆制品中其它营养素影响最小。。此工艺可以在24小时以内将92%以上的大豆蛋白降解为低于25KDa小分子蛋白质。申请了国家发明专利：201510205215.1。 3 研究了该工艺发酵豆粕的使用效果。以发酵豆粕替代70%动物性蛋白饲料条件下取得了良好的饲喂效果,即：饲喂发酵豆粕的仔猪的相对生长速度、饲料转化效率、消化利用效率以及血液生化指标均优于鱼粉酪蛋白为主的动物蛋白日粮。利用发酵豆粕配制犊牛日粮,可以提高犊牛的生产性能30%以上（与未发酵豆粕）,可以减少犊牛的牛奶消耗30%以上。 经专家鉴定认为该研究成果达到国际领先水平。 四、技术的成熟程度,适用范围和安全性 本课题的研究内容涉及利用口服过敏仔猪模型建立大豆主要抗原检测方法的研究、通过发酵法钝化大豆抗营养因子的菌种筛选研究、不同微生物对大豆营养物质影响的研究、发酵工艺的优化研究、发酵豆粕的饲喂效果研究。形成了系统的发酵豆粕生产工艺支撑性技术。利用该技术生产的发酵豆粕可以用于大豆抗营养因子敏感动物饲料的调配。 五、应用情况及存在的问题 根据发酵豆粕企业现有的生产技术,发酵时间为72小时,本工艺采用单菌种24小时发酵工艺。生产周期降低为原有的1/3倍,产能将提高3倍。工艺由三个菌种降低为一个成本降低为原有的大致1/3。研究了该工艺发酵豆粕的使用效果。饲喂发酵豆粕的仔猪的相对生长速度、饲料转化效率、消化利用效率以及血液生化指标均优于鱼粉酪蛋白为主的动物蛋白日粮。利用发酵豆粕配制犊牛日粮,可以提高犊牛的生产性能30%以上,可以减少犊牛的牛奶消耗30%以上。