酶解豆粕工艺参数的探索和优化

本试验旨在研究酶解参数（料水比、温度、酶添加量和处理时间）对角蛋白酶降解豆粕β - 伴大豆球蛋白和大豆球蛋白效果的影响，并以小麦麸为酶解豆粕的辅料探究酶解豆粕干燥速率和干燥后物料结块程度。结果表明：在本试验条件下，25℃、添加6 kg/t 角蛋白酶、料水比为5:4、酶解24 h，豆粕中约60% 的β - 伴大豆球蛋白和37% 的大豆球蛋白被降解；65℃恒温干燥后，与纯酶解豆粕相比，添加30% 小麦麸的酶解豆粕的干燥速率变化不大，但是干燥后物料结块现象不明显；纯豆粕酶解干燥后，6 目大颗粒占总物料含量由0 增加至7%，6~18 目颗粒占总物料含量由20% 增加至40%；添加30% 小麦麸的豆粕酶解干燥后，6 目大颗粒含量变化不明显，6~18 目颗粒含量由25% 增加至30%。综上可知，在本试验条件下，酶解豆粕中添加30% 小麦麸能够有效降低豆粕中的抗营养因子以及减少在高水分条件下酶解豆粕结块。

讨论

料水比对豆粕酶解效果的影响

角蛋白酶是一种复合酶，由二硫键还原酶和多肽水解酶组成，角蛋白酶可以通过二硫键还原酶破坏蛋白质分子的二硫键，从而丧失其不溶于水和抗酶的能力，然后多肽水解酶水解变形的蛋白质，生成多肽。基于角蛋白酶的体外水解特性，推测该蛋白酶可以通过破坏其中的二硫键，进一步水解豆粕中的β - 伴大豆球蛋白和大豆球蛋白，降低其抗原性。在本试验条件下，整体而言，料水比的变化却影响大豆球蛋白: β-伴大豆球蛋白，大豆球蛋白: TCA 可溶性蛋白受料水比的变化影响显著。这说明大豆球蛋白和β - 伴大豆球蛋白的降解有着不同的机制，大豆球蛋白的降解需要高含水量环境。因此，当料水比为5:4 时，在25℃ 环境中，按豆粕鲜重添加0.6% 角蛋白酶处理豆粕24 h 可发挥出降解大豆球蛋白和β - 伴大豆球蛋白的最大潜力。

温度对豆粕酶解效果的影响

适宜的环境温度有益于角蛋白酶发挥酶解效果。基于中试生产条件的限制和潜在的豆粕微生物多样性丧失，50°C 酶解的豆粕饲用效果预期并不理想。相比于50℃ 而言，25°C（夏季，加工车间内平均气温）和37°C（猪消化道内温度）更具有可操作性和温和的微生物培养环境。与此同时，25°C 和37°C 环境下，大豆球蛋白和β - 伴大豆球蛋白的降解差异不显著。综上，角蛋白酶在50°C 有着较高的降解潜力，而在25℃ 和37℃ 时，仍然能保持着相近的降解水平。

角蛋白酶添加量对豆粕酶解效果的影响

角蛋白酶对豆粕中的大豆球蛋白和β - 伴大豆球蛋白均具有显著的降解作用。添加0.60% 角蛋白酶时，基于TCA 可溶性蛋白的大豆球蛋白降解效率为71.74%，基于TCA 可溶性蛋白的β-伴大豆球蛋白降解效率为81.46%。然而，相比于大豆球蛋白而言，角蛋白酶对豆粕中β-伴大豆球蛋白的降解效率更高，达到“最佳”β-伴大豆球蛋白降解效果所需的最小添加量也要低于达到“最佳”大豆球蛋白降解效果的最小添加量。

处理时间对豆粕酶解效果的影响

处理时间对酶解效果具有一定的影响，如果在适宜的酶解时间范围内，角蛋白酶会很快发挥作用。此前的研究报道，角蛋白酶降解纯化后的大豆抗原蛋白降解甚至能在30 min 内完成。

不同酶解底物的干燥失水效率

干燥是酶解豆粕加工中的重要环节，常见的豆粕深加工产品（如发酵豆粕）的干燥方式有自然晾晒、烘干、低温风干、过热蒸汽干燥和滚筒干燥等。干燥速度的快慢则主要取决于两方面原因：一方面为物料的水活度和干燥面积，结合水要比自由水难分离，平摊要比堆放更容易让物料水分挥发；另一方面为干燥的动力，比如干燥时所提供的温度差、气压差和动量差等。在本试验中，与豆粕相比，小麦麸本身具有很强的吸水能力，导致麦麸本身纤维膨胀，在同样的水分含量和干燥时间下，要更难干燥。

不同酶解底物的干燥后结块程度

正常合格的大豆粕形状为松散的颗粒状或片状。然而，在浸出油厂实际生产过程中从高料层蒸脱机出来的大豆粕往往有一小部分打团结成直径为5~40 mm 的椭圆形块状。在本试验中，对其酶解干燥后的粘结大块的酶解豆粕进行剖检，发现部分色泽不正常，有未被溶剂浸透和未被直接饱和水蒸汽蒸透的地方，而内部水分偏大。这些结块的豆粕往往存在粕块内部水分增大、尿素酶活性增大和粕残溶增大等问题。对于酶解豆粕而言，豆粕的发粘现象将会更加突出。块状的酶解豆粕含水量要高于物料整体水平，而这也给后续的豆粕存储和粉碎带来不便。小麦麸的加入，是从物料选取的角度去解决酶解豆粕的结块现象，这也给后续的饲料加工带来诸多便利