具有提高的發酵大豆粉產率的桿菌屬菌株及使用該菌株生產發酵大豆粉的方法技術

本發明專利技術涉及解淀粉芽孢桿菌K2G菌株，該解淀粉芽孢桿菌菌株在抗營養因子的移除和蛋白酶活性方面是優異的，并且顯示針對病原體的優異的抗微生物活性和降低的粘性物質產率；使用該菌株生產發酵大豆粉的方法；由該方法生產的發酵大豆粉；和包括該菌株的飼料組合物。通過根據本發明專利技術的解淀粉芽孢桿菌K2G菌株制備的發酵大豆粉具有很少的抗營養因子，諸如胰蛋白酶抑制劑、大豆寡糖和多糖，具有高含量的粗蛋白質和高蛋白質溶解度，并且也由因為低分子化而可通過牲畜消化的小型肽組成，進而有效地用作具有優異的吸收率和飼料效率的高品質植物蛋白質飼料。

Bacillus strain having improved fermentation soybean powder yield and method for producing fermented soybean powder using the strain

The present invention relates to Bacillus amyloliquefaciens K2G strains of the Bacillus amyloliquefaciens strain is excellent in removing and protease activity of anti nutritional factors, and show excellent resistance against pathogens of microbial activity and reduced yield of viscous material; method for producing fermented soybean powder in this strain; fermented soybean powder produced by this method the feed composition includes the strain; and the. According to the fermented soybean starch Bacillus strain K2G prepared by the solution of the present invention has little anti nutritional factor, such as trypsin inhibitors, soybean oligosaccharides and polysaccharides, with a high content of crude protein and protein solubility, and also because of the low molecule and by using small peptide digestion and livestock. Effective as having excellent absorption rate and feed efficiency of high-quality plant protein feed.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有提高的發酵大豆粉產率的桿菌屬菌株及使用該菌株生產發酵大豆粉的方法
本專利技術涉及具有提高的發酵大豆粉(fermentedsoybeanmeal)產率的新的桿菌屬菌株和使用該菌株生產發酵大豆粉的方法。更具體地，本專利技術涉及具有提高的發酵大豆粉產率的新的解淀粉芽孢桿菌(淀粉液化芽孢桿菌，Bacillusamyloliquefaciens)菌株，該解淀粉芽孢桿菌菌株在抗營養因子的移除和蛋白酶活性方面是極佳的，并且呈現針對病原體的高抗微生物活性和發酵期間減低的粘性物質產率；使用該菌株生產發酵大豆粉的方法；由該方法生產的發酵大豆粉；以及包括發酵大豆粉的飼料組合物。
技術介紹
因為疾病諸如對人類致命的牛海綿狀腦病經證明是由于向飼料添加的動物蛋白質組分引起的，所以存在用植物蛋白質替換添加至飼料中的動物蛋白質的快速全球趨勢。脫脂大豆粉(在下文稱為“大豆粉”)是作為動物蛋白質諸如魚粉、肉骨粉或血漿的替代品用于飼料市場的植物蛋白質的最普遍來源。大豆粉亦稱為豆油粕(豆油餅，soybeanoilcake)，其為由豆油提取產生的固體副產物。在韓國，用作植物蛋白質來源的大豆粉占總粉料供應的60％，每年達2百萬噸(韓國飼料配料協會(KoreaFeedIngredientsAssociation)，2004)。大豆粉含有基于干重的按重量計55～56％的蛋白質、按重量計13～14％的可溶性碳水化合物和按重量計21～22％的不溶性碳水化合物。另外，大豆粉含有按重量計約1％的粗脂肪和按重量計約4～6％的石灰(In-KyuHan,植物蛋白質飼料，食品加工，Sun-JinPublishingCo.,67-107,1998)。同時，大豆粉含有各種抗營養因子(ANF)，其可在用作飼料時有問題地損害消化率(Li等人，J.Anim.Sci,.68：1790,1990)。在抗營養因子中，胰蛋白酶抑制劑(TI)為代表性的，并且在陸生動物中，已知膳食性TI干擾胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的適當酶促功能，導致總蛋白質的可利用性的減小。具體地，因為這些抗營養因子大大地影響幼年牲畜，所以大豆粉在用于幼年牲畜的飼料中的使用受到限制。另外，紅細胞凝集物質、血凝素、在牲畜中引起腹瀉及腹痛的寡糖，諸如棉子糖、水蘇糖等，或抑制營養吸收的多糖是已知的。其中一些通過熱處理被破壞。然而，在此過程期間，大豆蛋白質變性并且因此其溶解度降低，并且必需蛋白質諸如賴氨酸等可遭破壞。最近，為了大豆蛋白質的更有效使用，已開發了通過除去抗營養因子增加功效的加工方法。當前加工的大豆產品——諸如大豆蛋白質濃縮物、分離的大豆蛋白質、或水解的大豆蛋白質通常通過化學處理或酶促處理來生產。然而，化學加工方法是昂貴的，并且引起降低蛋白質溶解度的問題，因為蛋白質的變性或可溶性氨基酸的損失由于在生產過程期間的熱處理、化學處理或加熱干燥而發生。由于此原因，在化學加工方法期間進行熱處理，但沒有引起廣泛的蛋白質變性，并且因此，抗營養因子、胰蛋白酶抑制劑顯著地存在于大豆磨粉(soybeanmill)中。作為用于解決化學加工方法的問題的手段，已開發了通過使用桿菌細菌或真菌的生物學加工方法來制備的發酵大豆粉產品(韓國專利第10-0645284號、第10-0459240號及第10-0925173號)。此發酵處理加工方法用于去除多種抗營養因子，以及使蛋白質或碳水化合物在發酵過程期間降解成可消化的低分子形式，進而生產在消化率和吸收率方面極佳的用于飼料的高質量蛋白質材料。然而，固態發酵通常用于發酵處理加工方法中，并且固態發酵具有這樣的缺點：連續地供應空氣以維持需氧條件，和去除發酵過程期間產生的發酵熱量。另外，發酵處理加工方法需要48小時或更長的長發酵時間用以去除高于最佳水平的抗營養因子。這樣的長發酵時間減少發酵罐之轉換率，并且引起總生產成本的增加。因此，本專利技術人已開發出通過使用枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)TP6菌株(KFCC11343P，登陸號KCCM11438P)的固態發酵來生產發酵大豆粉的方法，該枯草芽孢桿菌TP6菌株具有發酵大豆粉的生產所需的極佳特性，以便在發酵大豆粉的生產期間顯著地縮短發酵時間(韓國專利公開第10-2011-0027535號)。通過此方法，通過使用在抗營養因子的移除及蛋白酶活性方面極佳的枯草芽孢桿菌TP6菌株，可甚至以較短發酵時間生產出質量相當于或高于常規的發酵大豆粉之發酵大豆粉。然而，此方法是有問題的，原因在于：枯草芽孢桿菌TP6菌株具有低的抑制病原體增殖的能力，并且因此病原體亦在發酵期間，當大豆粉在發酵期間被大腸桿菌(E.coli)或沙門氏菌(Salmonella)污染時增殖。因此，本專利技術人已做出大量努力來選擇具有有助于大豆粉的固態發酵的改進特性的發酵菌株。因此，專利技術人已開發出解淀粉芽孢桿菌K2G菌株，其在抗營養因子的去除、蛋白酶活性和針對病原體的抗微生物活性方面是極佳的，并且在發酵期間具有降低的粘性物質產率。另外，本專利技術人發現當菌株用于進行大豆粉的固態發酵時，具有提高的消化率和吸收率及飼料功效的高質量發酵大豆粉可由于以下原因甚至相較于常規方法的短發酵時間而得以生產：通過大豆蛋白質水解的低分子化和粗蛋白質的含量增加、胰蛋白酶抑制劑的失活、或抗營養因子諸如非消化性多糖的含量減少，進而完成本專利技術。公開內容技術問題本專利技術的目標為提供具有提高的發酵大豆粉產率的新的解淀粉芽孢桿菌菌株。本專利技術的另一目標為提供通過使用解淀粉芽孢桿菌菌株的固態發酵生產發酵大豆粉的方法。本專利技術的又一目標為提供通過該方法生產的發酵大豆粉。本專利技術的又一目標為提供包括發酵大豆粉的飼料組合物。技術方案在用于實現上述目標的一個方面，本專利技術提供用于通過固態發酵生產發酵大豆粉的新的解淀粉芽孢桿菌K2G菌株(KCCM11471P)。根據本專利技術的解淀粉芽孢桿菌K2G菌株的特征在于，其在抗營養因子的去除活性、蛋白酶活性及針對病原體的抗微生物活性方面是極佳的，并且在發酵期間具有降低的粘性物質產率，由此，通過固體發酵生產高質量發酵大豆粉。具體地，根據本專利技術的解淀粉芽孢桿菌K2G菌株產生具有強活性的蛋白酶，以便鈍化各種多糖抗營養因子，諸如抑制大豆粉消化的胰蛋白酶抑制劑(TI)，并且將高分子量大豆蛋白質水解成低分子量蛋白質，進而顯著地提高發酵大豆粉的消化率和吸收率。另外，當根據本專利技術的解淀粉芽孢桿菌K2G菌株通過利用大豆粉的組分中的碳水化合物生長時，其將碳水化合物轉化成構成細胞的蛋白質。因此，發酵大豆粉中粗蛋白質的相對含量增加，此為高質量飼料生產中的重要因素。在一個優選實施方式中，本專利技術人從各種傳統發酵食品中分離了14種具有極佳蛋白酶產率的菌株，以便選擇可用于通過固態發酵生產發酵大豆粉的發酵菌株(參見表1)。從分離的14種菌株，選擇CJ823菌株，其中該菌株顯示針對大腸桿菌和沙門氏菌的最佳抗微生物活性，大腸桿菌和沙門氏菌是在牲畜中引起食物中毒的代表性病原體。與枯草芽孢桿菌TP6菌株(KFCC11343P；韓國專利公開第10-2011-0027535號)相比，選擇的CJ823菌株顯示針對大腸桿菌和沙門氏菌的明顯極佳的抗微生物活性，該枯草芽孢桿菌TP6菌株已用作通過固態發酵的發酵大豆粉常規生產方法中的發酵菌株(參見表2)。另外，據確認，C本文檔來自技高網...

【技術保護點】
通過固態發酵生產發酵大豆粉的方法，其包括將登錄號為KCCM11471P的解淀粉芽孢桿菌菌株接種于大豆粉中。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.01.28 KR 10-2014-00107291.通過固態發酵生產發酵大豆粉的方法，其包括將登錄號為KCCM11471P的解淀粉芽孢桿菌菌株接種于大豆粉中。2.根據權利要求1所述的方法，包括步驟：a)添加水至大豆粉以進行熱處理；b)冷卻所述經過熱處理的大豆粉并將所述解淀粉芽孢桿菌K2G菌株接種于其中；和c)通過接種于所述大豆粉中的所述解淀粉芽孢桿菌K2G菌株的固態培養獲得發酵大豆粉。3.根據權利要求2所述的方法，其中步驟a)中的所述添加水的大豆粉具有30％至80％(v/w)的水含量。4.根據權利要求2所述的方法，其中步驟a)的所述熱處理通過在70℃至130℃的溫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金澤范，權宋熙，金斐那，趙成捘，姜京一，樸承源，洪映鎬，樸敏周，
申請(專利權)人：CJ第一制糖株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國,KR