La proteasa mejora los indicadores clave de la harina de soja fermentada
La harina de soja es un subproducto que se obtiene tras extraer el aceite de soja de las semillas de soja. Tiene un alto contenido en proteínas y aminoácidos esenciales, y su composición es razonable y equilibrada. Es una materia prima proteica vegetal de alta calidad en la cría de animales. Sin embargo, dado que la harina de soja contiene una variedad de factores antinutricionales, reduce la digestión, absorción y utilización de nutrientes por parte del ganado, e incluso tiene un impacto negativo en el crecimiento, desarrollo y salud de los animales. La harina de soja fermentada se elabora a partir de harina de soja de alta calidad como materia prima. Utiliza una combinación de fermentación microbiana e hidrólisis enzimática proteolítica para eliminar muchos de los factores antinutricionales de la harina de soja. Al mismo tiempo, el proceso de fermentación produce algunas sustancias aromáticas como el ácido láctico y el ácido láctico, que mejoran el valor nutricional y la palatabilidad de la harina de soja.
1 Efecto de la proporción de ingredientes con respecto al agua, la temperatura y el tiempo de fermentación en el contenido de péptidos pequeños en la harina de soja fermentada.
La harina de soja fermentada utiliza técnicas biológicas como la fermentación microbiana y la ingeniería enzimática. Utiliza harina de soja como materia prima y añade levadura, bacterias del ácido láctico, Bacillus subtilis y proteasa durante el proceso de fermentación en estado sólido para reducir el contenido de fibra cruda, polisacáridos no amiláceos y proteínas antigénicas en la harina de soja, mejorando así la calidad de la harina de soja[6]. En este experimento, se estudiaron los efectos de la relación material-agua, la temperatura y el tiempo de fermentación en la fermentación de la harina de soja mediante un experimento ortogonal de 33 factores.
Tabla 1: Tabla de niveles de factores de la prueba ortogonal
| Número de prueba: | Relación agua-material (A) | Temperatura (B) | Tiempo de fermentación (C) |
| 1 | 01:00.4 | 33℃ | 48h |
| 2 | 01:00.6 | 37℃ | 60h |
| 3 | 01:00.8 | 41℃ | 72h |
| Número de prueba: | Relación agua-material (A) | Temperatura (B) | Tiempo de fermentación (C) | Pequeño contenido de péptidos (%) |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 11.194 |
| 2 | 2 | 2 | 2 | 18.261 |
| 3 | 3 | 3 | 3 | 16.048 |
| 4 | 1 | 2 | 3 | 15.967 |
| 5 | 2 | 3 | 1 | 12.935 |
| 6 | 3 | 1 | 2 | 19.571 |
| 7 | 1 | 3 | 2 | 12.898 |
| 8 | 2 | 1 | 3 | 18.565 |
| 9 | 3 | 2 | 1 | 15.968 |
| K1 | 40.059 | 49.33 | 40.097 | |
| K2 | 49.761 | 50.169 | 50.73 | |
| K3 | 51.587 | 41.881 | 50.58 | |
| R | 11.528 | 8.288 | 10.483 | |
| k1 | 13.353 | 16.443 | 13.366 | |
| k2 | 16.587 | 16.722 | 16.91 | |
| k3 | 17.196 | 13.96 | 16.86 | |
| r | 3.84 | 2.763 | 3.494 | |
| xnivel óptimo | A3 | B2 | C2 | |
| factores influyentes | A>C>B | |||
Los resultados mostraron que la combinación óptima era A3B2C2, y la influencia de los tres factores en el producto de fermentación era: proporción de ingredientes respecto al agua > tiempo de fermentación > temperatura. Dado que los resultados no mostraron un efecto significativo de las proporciones de agua-material de 1:0,6 y 1:0,8, no hubo diferencias significativas entre las temperaturas de fermentación de 33 °C y 37 °C, y los tiempos de fermentación de 60 h y 72 h, se adoptaron las condiciones A2B2C2 por ser rentables y adecuadas para el control de la producción a gran escala, es decir, una proporción de agua-material de 1:0,6, una temperatura de fermentación de 37 °C y un tiempo de fermentación de 60 h.
2. Aplicación de proteasa en la fermentación de la harina de soja.
Los factores antinutricionales de la harina de soja se dividen en dos categorías: factores antinutricionales termoestables, que incluyen principalmente proteínas antigénicas de la soja (globulina y β-conglicinina) y oligosacáridos de la soja (principalmente rafinosa y estaquiosa); y factores antinutricionales termosensibles, que incluyen inhibidor de tripsina, ureasa y lectinas[7]. Los factores antinutricionales termosensibles pueden inactivarse mediante calentamiento, pero los factores antinutricionales termoestables, como las globulinas, la β-conglicinina, la rafinosa y la estaquiosa, no se destruyen fácilmente durante el procesamiento general de los piensos[8]. En este experimento, se estudió la aplicación de la proteasa ácida AP-10 de Anji, la proteasa alcalina AP-20 y sus combinaciones en harina de soja fermentada en condiciones de una relación alimento-agua de 1:0,6, una temperatura de reacción de 37 °C y un tiempo de fermentación de 60 h.
2.1 Investigación sobre la aplicación de la proteasa ácida en la harina de soja fermentada
Este documento estudia la aplicación de la proteasa ácida Anji AP-10 en harina de soja fermentada a diferentes gradientes de concentración. Los resultados muestran que, con el aumento de la adición de enzimas, el contenido de péptidos pequeños en la harina de soja fermentada aumenta gradualmente, y su contenido de péptidos pequeños es superior al 12 %, el contenido de proteína cruda es superior al 50 % y la proteína soluble en álcali es de aproximadamente el 70 %. Todos los indicadores cumplen y superan los indicadores medios del sector para la harina de soja fermentada.
| Adición de enzimas | Pequeño contenido de péptidos | Proteína bruta | Proteína alcalina |
| 0 | 3. 75% | 46. 38% | 57.58% |
| 0.50% | 12. 42% | 50.04% | 68. 73% |
| 0.80% | 12. 74% | 50.55% | 69.09% |
| 1.00% | 13.36% | 50.86% | 70.43% |
| 1.20% | 13. 93% | 51.33% | 71.54% |
| 1. 5% | 14.01% | 51.55% | 72.02% |
Figura 1: Aplicación de la proteasa ácida AP-10 en harina de soja fermentada. Índice
2.2 Estudio sobre la aplicación de la proteasa alcalina en la harina de soja fermentada
Este documento estudia la aplicación de la proteasa alcalina AP-20 de Anji en harina de soja fermentada a diferentes gradientes de concentración. Los resultados muestran que, con el aumento de la adición de enzimas, el contenido de péptidos pequeños en la harina de soja fermentada aumenta gradualmente, y su contenido de péptidos pequeños es superior al 16 %, el contenido de proteína bruta es superior al 50 % y la proteína soluble en álcali es superior al 70 %. Es adecuado para producir harina de soja fermentada con alto contenido de péptidos pequeños y alto contenido de proteína soluble en ácido.
| Adición de enzimas | Pequeño contenido de péptidos | Proteína bruta | proteína alcalina |
| 0.00% | 3. 75% | 46.38% | 57.58% |
| 0. 5% | 16.20% | 51.13% | 70.93% |
| 0. 8% | 17.11% | 52.47% | 75.53% |
| 1. 0% | 18. 26% | 52.71% | 77.88% |
| 1. 2% | 20.43% | 53.05% | 78.06% |
| 1. 5% 6 | 20.93% | 52.58% | 78.52% |
Figura 2: Aplicación de la proteasa alcalina AP-20 en harina de soja fermentada. Índice
2.3 Investigación de la aplicación de la composición de la proteasa en la harina de soja fermentada
Después de la enzimólisis con proteasa ácida AP-10, la viscosidad del material de harina de soja fermentada es baja, lo que facilita su secado. El producto tiene buena palatabilidad y un pequeño contenido de péptidos del 12-15 %, lo que puede satisfacer los requisitos de producción en masa de harina de soja fermentada. Después de la hidrólisis enzimática con la proteasa alcalina AP-20 de Anqi, la harina de soja fermentada tiene un pequeño contenido de péptidos de hasta el 16-21 %, lo que es adecuado para la producción y aplicación de harina de soja fermentada de alta calidad con un alto contenido de péptidos pequeños. Este documento combina las características de los productos AP-10 y AP-20 y las aplica en combinación para la preparación de harina de soja fermentada. Bajo los mismos requisitos de índice de producto, la cantidad de preparación enzimática puede reducirse, lo que puede reducir eficazmente el coste de producción de la harina de soja fermentada.
| AP-10+AP-20 | Pequeño contenido de péptidos | Proteína bruta | Proteína alcalina |
| 0.8%+0 | 9.00% | 49.31% | 74.62% |
| 0.7%+0.1% | 10.70% | 50.19% | 72.234 |
| 0.6%+0.2% | 12. 394 | 50.76% | 71.94% |
| 0.5%+0.3% | 13.19% | 51.28% | 71.82% |
| 0.4%+0.4% | 13.75% | 51.72% | 88. 99% |
| 0.3%+0.5% | 14.77% | 51.83% | 79.21% |
| 0.2%+0. 6% | 0. 1518 | 0. 5206 | 0. 7545 |
| 0.1%+0.7% | 16.08% | 52.90% | 75.57% |
| 0+0.8% | 16.47% | 53.02% | 76.00% |
Figura 3: Indicadores de la composición de la proteasa en la harina de soja fermentada
3. Discusión del efecto de la aplicación de proteasa en la harina de soja fermentada
3.1. Discusión de la distribución de péptidos de proteínas solubles en ácido y solubles en álcali en la harina de soja fermentada tras la aplicación de proteasa
La harina de soja fermentada tras la enzimólisis con la proteasa ácida AP-10 tiene un contenido adecuado de péptidos pequeños, con más del 95 % de la proteína soluble en ácido ≤180Da, y la proteína soluble en álcali distribuida entre 5000-10000Da y por debajo de 180Da. La harina de soja fermentada tras la hidrólisis enzimática con proteasa alcalina AP-20 tiene un alto contenido de péptidos pequeños, con más del 95 % de proteínas solubles en ácido ≤180Da, y muy pocas proteínas solubles en álcali mayores de 5000Da, que se distribuyen básicamente de manera uniforme por debajo de 2000Da.
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| Compound Glucoamylase | 9032-08-0 |
| Pullulanase | 9075-68-7 |
| Xylanase | 37278-89-0 |
| Cellulase | 9012-54-8 |
| Naringinase | 9068-31-9 |
| β-Amylase | 9000-91-3 |
| Glucose oxidase | 9001-37-0 |
| alpha-Amylase | 9000-90-2 |
| Pectinase | 9032-75-1 |
| Peroxidase | 9003-99-0 |
| Lipase | 9001-62-1 |
| Catalase | 9001-05-2 |
| TANNASE | 9025-71-2 |
| Elastase | 39445-21-1 |
| Urease | 9002-13-5 |
| DEXTRANASE | 9025-70-1 |
| L-Lactic dehydrogenase | 9001-60-9 |
| Dehydrogenase malate | 9001-64-3 |
| Cholesterol oxidase | 9028-76-6 |