降解大豆抗原蛋白菌株的的筛选及发酵条件探究的方案设计

降解大豆抗原蛋白菌株的的筛选及发酵条件探究的方案设计

摘要：大豆抗原蛋白既是大豆的主要营养成分，又是大豆抗营养因子之一，是限制大豆及

其制品在人类营养和动物饲料中利用的主要因素。本文根据相关文献，进行总结对降解大豆

抗原蛋白菌株的的筛选及发酵条件进行试验的设计。

关键词：大豆抗原蛋白细菌筛选发酵条件

大豆粕蛋白质含量高达40％～55％，含有人体所必需的8 种氨基酸，为全价蛋白源，在

动物饲料及人的高蛋白营养保健品中常作为优质原材料。但生大豆中含有多种抗营养因子，

且所含的主要蛋白质7S 伴球蛋白及11S 球蛋白均为大分子蛋白质，有很强的抗原性，能激

起特异的免疫应答，食用后不仅会导致血清中抗大豆免疫球蛋白IgG 滴度的升高，而且会

造成小肠局部发生器质性的损伤。这些大分子蛋白质被统称为大豆抗原蛋白。

大豆抗原蛋白的抗营养作用主要有: ①降低饲料蛋白质的利用率; ②由于活化免疫系

统而提高了维持需要; ③增加内源蛋白质的分泌,导致粪氮增加; ④有些敏感动物会出现过

敏反应,导致腹泻、生产性能下降甚至死亡。因此，消除大豆抗原蛋白对动物饲养有着极其

重要的意义。产酶菌的水解作用是降低大豆蛋白抗原性的有效方法，但其作用程度受交菌株

种类极大的的影响。所以筛选具有高效率的降解大豆抗原蛋白菌株显得尤为重要。根据石慧

等的研究发现在众多的降解大豆抗原蛋白菌株中，枯草芽孢杆菌效果极好。因此本设计方法

在枯草芽孢杆菌的基础上进行。

一、降解大豆抗原枯草芽孢杆菌的筛选

1、试验菌种的准备：根据培养枯草芽孢杆菌的培养条件培养枯草芽孢杆菌，留置备用。

2、豆粕发酵试验：称量适量豆粕，将枯草芽孢杆菌以不同浓度梯度的接种量分别接入

生豆粕中，加水混合均匀。将以上混合物装入阔口罐头瓶，并用塑料薄膜封好，于恒温箱中

静置发酵。将不同的枯草芽孢杆菌菌株记为P1~P1O，设置表格记录数据：

3、测定抗原蛋白的残留率：抗原蛋白的残留率是评价发酵工艺是否优异，发酵饲料是

否达到标准要求的一个重要指标，目前为止，还没有严格的标准来测定发酵豆粕饲料中抗原

蛋白的含量。为了快速、准确、高通量地测定发酵饲料产品中抗原蛋白的含量，试验采用抗

原蛋白残留率来判断发酵结果。抗原蛋白的残留率按下式计算：

提取到的发酵样品抗原蛋白质量

抗原蛋白残留率= ―――――――――――――――――――×100%

提取到的未发酵样品抗原蛋白质量

绘制表格，记录数据：

抗原蛋白残留率//%

接种量

P1P2P3P4P5P6P7P8P9P1 2%

5%

4、利用文献所提供方法提取抗原蛋白，并进行电泳检测。

5、根据上述表格数据和电泳实验结果选择抗原蛋白残留率最小的组合，即筛选得到适宜的菌株，并确定适宜的接种量。

二、菌株发酵条件探究

根据石慧等的研究发现接种量、料水比和pH 值是影响枯草芽孢杆菌降解大豆抗原蛋白的主要因素，也影响到发酵饲料产品后期干燥的工艺成本。因此实验设计应在接种量、料水比和pH 值这三种因素间进行梯度试验，辅以正交试验方法，确定实验最佳方案，完成菌株发酵条件的探究。

1、接种量试验：温度为37 ℃，料水比为1.0∶1.0，pH 值为7.0 条件下，不同的接种量发酵生豆粕，测得不同发酵样品中抗原蛋白的残留率。根据表的接种量，测出发酵样品的抗原蛋白的残留率，抗原蛋白的残留率越小即为最佳接种量。

绘制表格，记录数据：

接种量抗原蛋白残留率//%

2%

4%

6%

8%

10%

2、料水比试验：温度为37℃，接种量为上述最佳接种量，pH 值为7.0 条件下，不同的料水比发酵生豆粕，测得不同发酵样品中抗原蛋白的残留率, 抗原蛋白的残留率越小即为最佳料水比。

绘制表格，记录数据：

料水比抗原蛋白残留率//%

1.0∶0.2

1.0∶0.4

1.0∶0.6

1.0∶0.8

1.0∶1.0

3、pH 值试验：温度为37℃，接种量为最佳接种量，料水比为最佳料水比时，在不同pH 值下发酵生豆粕，测得不同发酵样品中抗原蛋白的残留率，抗原蛋白的残留率越小即为最佳pH。

绘制表格，记录数据：

试验号接种量料水比pH 值抗原蛋白残留率

1

2

3

4

5

6

7

8

9

x1

x2

x3

R

5、抗原蛋白残留率测定结果的验证：试验中抗原蛋白的残留率均为多个重复的平均值，且抗原蛋白的残留率测定结果可以用SDS-PAGE电泳结果来验证。

三、其他发酵方法

有关研究表明，酵母菌及乳酸菌对枯草芽孢杆菌降解抗原蛋白的能力均具有较强的抑制作用。以枯草芽孢杆菌好氧发酵作为前发酵，乳酸菌及酵母菌厌氧发酵作为后发酵对生豆粕进行两步发酵，结果表明：前发酵时间对豆粕中抗原蛋白的降解影响最大，后发酵温度其次，前发酵温度影响最小；当前发酵温度为35 ℃，前发酵时间为48 h，后发酵温度42 ℃，后发酵时间32 h，豆粕中两种主要抗原蛋白的残留量仅0.15%。

参考文献：

1、石慧．降解大豆抗原蛋白枯草芽孢杆菌的筛选及发酵条件［J］．湖北农业科学，2011

2、罗璇. 两步发酵法降解大豆抗原蛋白的研究［J］. 饲料工业.2011

3、于春艳. 大豆抗原蛋白的研究进展［J］. 养殖与饲料.2009

4、韩鹏飞大豆抗原蛋白研究进展［J］. 综述.2009

5、方华. 大豆抗原蛋白的基本结构及作用机理. ［J］. 江西饲料.2007