技术领域
本发明涉及饲料加工技术领域，具体地，涉及一种菜籽饼和一种提高菜籽饼的蛋白质溶解度的方法。
背景技术
我国是最大的油菜籽生产加工国，但菜籽油大宗贸易业务受全球大宗商品市场价格波动影响较大，很难攫取稳定的经营效益。随着近些年来菜籽油加工行业的迅速扩张，目前油菜籽加工行业产能出现严重过剩现象，在利润上也受上下游挤压，难以得到保障。
菜籽饼是油菜籽经过压榨后的副产物，目前我国年产菜籽饼接近60万吨。当前工业上一般不对菜籽饼进行进一步加工处理，直接将其作为饲料原料、肥料进行贸易和销售，主要将其用于牛、猪、鱼等动物养殖和农作物化肥制备等。
2015年度，菜籽饼的市场价格行情在1000元/吨左右。目前菜籽饼由于市场价格偏低，直接销售在经济效益上不理想。菜籽饼中含有35重量％左右的蛋白质，蛋氨酸和半胱氨酸含量高(优于豆粕)，氨基酸平衡状况较好，是一种优质、营养价值很好的蛋白资源，并且除含有35重量％左右蛋白外，还有8重量％左右的油脂，由于经过高温蒸炒、压榨后得到的产物，具有非常强烈的浓香味，在喂养奶牛、乳猪等饲用方面具有天然优势。
目前，关于菜籽饼的研究不是很多，主要集中于菜籽饼的脱毒、蛋白提取、植酸提取以及发酵方面，基本没有真正实现工业化的技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种菜籽饼和一种提高菜籽饼的蛋白质溶解度的方法，旨在解决菜籽饼蛋白质溶解度较低，蛋白难以被动物充分利用的问题，实现菜籽饼在饲料养殖行业中的增值利用。
本发明的发明人在研究过程中发现，虽然菜籽饼中含有35重量％左右的蛋白质，蛋氨酸和半胱氨酸含量高(优于豆粕)，氨基酸平衡状况较好，是一种优质、营养价值很好的蛋白资源，并且除含有35重量％左右蛋白外，还有8重量％左右的油脂，由于经过高温蒸炒、压榨后得到的产物，具有非常强烈的浓香味，在喂养奶牛、乳猪等饲用方面具有天然优势，但是菜籽饼中蛋白质溶解度较低，在动物养殖过程中不利于吸收利用，这极大的限制了菜籽饼的市场价格。而国内外关于菜籽饼蛋白质溶解度提升的相关研究和报道几乎处于空白状态，因此，本发明的发明人进一步进行研究，旨在开发出一套能够提高菜籽饼蛋白质溶解度的技术路线且能够满足工业化生产标准。
基于此，本发明提供了一种菜籽饼，所述菜籽饼的蛋白质溶解度在30％以上。
本发明还提供了一种提高菜籽饼的蛋白质溶解度的方法，该方法包括将菜籽饼原料进行酶水解。
此外，本发明提供了一种由本发明所述的方法制得的菜籽饼。
本发明提供的方法制得的菜籽饼蛋白质溶解度在30％以上，优选情况下在50％以上，更优选为60-90％。本发明提供的菜籽饼在动物养殖过程中更有利于蛋白质的吸收利用，有效地解决了菜籽加工行业产能过剩带来的低利润问题，实现菜籽饼在饲料养殖行业中的增值利用。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中，涉及到菜籽饼、菜籽饼原料中各物质含量时，菜籽饼和菜籽饼原料重量均以湿基计。
本发明提供了一种菜籽饼，所述菜籽饼的蛋白质溶解度在30％以上。
根据本发明的一种优选实施方式，所述菜籽饼的蛋白质溶解度在50％以上，优选为60-90％。
本发明中所述菜籽饼的蛋白质溶解度是指在氢氧化钾溶液中溶解的蛋白质质量占试样中总蛋白质量的百分数，具体采用DB13/T 812-2006中的方法测定。
本发明提供的菜籽饼蛋白质溶解度高，更利于蛋白质的吸收利用，有效地解决了菜籽加工行业产能过剩带来了的低利润问题，实现菜籽饼在饲料养殖行业中的增值利用。
根据本发明的一种优选实施方式，以菜籽饼的总重量为基准，以菜籽饼的总重量为基准，菜籽饼中蛋白质的含量为33-38重量％，植酸的含量为0-3重量％，脂肪的含量为6-15重量％，灰分的含量为3-10重量％，水分的含量为0-8重量％。所述菜籽饼还含有纤维、无机盐、金属和其他不可避免的杂质。菜籽饼中含有的各种组分满足总和为100重量％。
本发明中所述菜籽饼的蛋白质的含量通过GB/T6432测定。
本发明中所述菜籽饼的脂肪的含量通过GB/T6433测定。
本发明中所述菜籽饼的灰分的含量通过GB/T6438测定。
本发明中所述菜籽饼的水分的含量通过GB/T610358测定。
本发明中所述菜籽饼的植酸的含量测定参考文献[Gao Y,Shang C,Maroof M A S,et al.A Modified Colorimetric Method for Phytic Acid Analysis in Soybean.[J].Crop Science,2007,47(5):1797-1803.]，取0.5g样品与10mL2.4％(w/w)盐酸混合并在磁力搅拌器上搅拌1h，1000rpm离心10min后，在上清液中加入1g氯化钠固体，搅拌10min后4℃下静置1h；接着在1000rpm下离心10min，将清液转移到100mL容量瓶中并加水定容后摇匀；取3mL定容液，加入2mL水后与4mL的三氯化铁-磺基水杨酸混合试剂(0.075g三氯化铁与0.75g磺基水杨酸溶解定容至250mL容量瓶配制而成)混合，3000rpm下离心10min后，静置5min后在500nm下测吸光度。根据标准曲线方程计算植酸含量。
标准曲线制作：精确称取一定量植酸钠标准品溶解后定容至100mL容量瓶中，确保浓度为0.1mg/mL。分别取定容好的植酸溶液0、1、2、3、4和5mL到10mL刻度管中，加水至5mL，再加入4mL三氯化铁-磺基水杨酸混合试剂，3000rpm下离心10min，静置5min后在500nm下测吸光度。标准曲线方程为y＝0.9085-1.0103x，R2＝0.9965，x为浓度(mg/mL)，y为吸光度。
本发明还提供了一种提高菜籽饼蛋白质溶解度的方法，该方法包括将菜籽饼原料进行酶水解。
在本发明中，所述菜籽饼原料为油菜籽压榨后产生的副产物，其蛋白质溶解度一般为5-15％。
根据本发明的一种优选实施方式，所述菜籽饼原料中，以菜籽饼原料的总重量为基准，菜籽饼原料中蛋白质的含量为33-38重量％，植酸的含量为0-3重量％，脂肪的含量为6-15重量％，灰分的含量为3-10重量％，水分的含量为0-8重量％。采用本发明提供的方法在不改变菜籽饼原料中上述成分含量的情况下，有效地提高了菜籽饼的蛋白质溶解度。所述菜籽饼原料还含有纤维、无机盐、金属和其他不可避免的杂质。菜籽饼原料中含有的各种组分满足总和为100重量％。
根据本发明的一种优选实施方式，所述菜籽饼原料的粒径不大于0.38mm，优选为不大于0.25mm(如0.01-0.25mm)。采用这种优选的方式能够得到蛋白质溶解度更高的有利于动物养殖过程中吸收利用的菜籽饼。
在本发明中，可以通过粉碎法和研磨法对菜籽饼原料进行处理，以得到上述粒径的菜籽饼。
在本发明中，所述菜籽饼原料的粒径通过普通筛分测得。
在本发明中，对所述将菜籽饼原料进行酶水解所使用的酶的种类没有特别的限定，可以为本领域酶水解所使用的各种酶，例如可以为碱性蛋白酶、酸性蛋白酶和中性蛋白酶中的至少一种。
在本发明中，所述碱性蛋白酶、酸性蛋白酶和中性蛋白酶可以通过商购得到，也可以通过菌株发酵得到。
本发明的发明人发现使用碱性蛋白酶对菜籽饼原料进行酶水解时，能够进一步提高菜籽饼的蛋白质溶解度，因此，优选将菜籽饼原料进行酶水解所使用的酶为碱性蛋白酶。所述碱性蛋白酶可以由地衣芽孢杆菌发酵制备而成。
所述酶水解的方式为：将菜籽饼原料、酶和水混合。
根据本发明的一种优选实施方式，所述酶水解的条件包括：相对于每克的菜籽饼原料干基，水的用量为4-10g且酶的用量为300-2000U，pH为7.5-9.5，温度为40-70℃，时间为0.5-4h；优选地，相对于每克的菜籽饼原料干基，水的用量为6-8g，酶的用量为500-1000U，pH为8-9，温度为50-60℃，时间为1-2h。
上述“U”指的是酶活力单位，本发明中酶活力单位定义和酶活力测定方法按照GB/T23527-2009执行。
本发明酶水解过程中pH值根据所使用的酶的种类不同而不同，当所使用的酶为碱性蛋白酶时，pH可以为7.5-9.5，优选为8-9；当所使用的酶为酸性蛋白酶时，pH可以为2-7，优选为4-5；当所使用的酶为中性蛋白酶时，pH可以为6-7.5，优选为6.5-7。
根据本发明的一种优选实施方式，所述将菜籽饼原料进行酶水解所使用的酶为碱性蛋白酶，所述酶水解的条件包括：pH为7.5-9.5，优选为8-9。
本发明中，所述pH通过向菜籽饼原料中加酸性溶液和碱性溶液中的一种或多种进行调节。
在本发明中，所述酸性溶液可以为本领域常用的酸性溶液，例如可以选自盐酸、硝酸和硫酸中的一种或多种。
在本发明中，所述碱性溶液可以为本领域常用的碱性溶液，例如可以选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中的一种或多种。
根据本发明的一种优选实施方式，该方法还包括对酶水解所得酶解液依次进行灭酶、干燥处理。
在本发明中，所述灭酶的条件选择范围较宽，优选所述灭酶的条件包括：温度为80-200℃，时间为5-30min；进一步优选地，温度为90-120℃，时间为10-20min。
本发明对所述干燥的的条件没有特别的限定，可以为本领域常用的任何干燥条件，例如，所述干燥的条件可以包括：温度为60-100℃，时间为2-8h；优选温度为60-80℃，时间为4-6h。
本发明还提供了由上述方法制得的菜籽饼。
采用本发明提供的方法制得蛋白质溶解度在30％以上，优选情况下在50％以上，进一步优选情况下为60-90％的菜籽饼。
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和所产生的有益效果，旨在帮助阅读者更清楚地了解本发明的精神实质所在，但不能对本发明的实施范围构成任何限定。
以下实施例和对比例中，蛋白质溶解度测定采用DB13/T 812-2006中的方法。
实施例1
(1)将20g菜籽饼原料(含水量5重量％，粒径不大于0.25mm，蛋白质溶解度为12％)、水和6mol/L氢氧化钠溶液混合得到pH值为8，水含量为114g的浆液，在50℃下加入相对于每克干基菜籽饼原料500U的碱性蛋白酶(诺维信生物技术有限公司)，酶解1h后得到酶解液；
(2)将酶解液在100℃下灭酶10min，然后在60℃下干燥4h，得到菜籽饼S1，测得菜籽饼的蛋白质溶解度为74％。
实施例2
(1)将20g菜籽饼原料(含水量5重量％，粒径不大于0.25mm，蛋白质溶解度为12％)、水和6mol/L氢氧化钠溶液混合得到pH值为9，水含量为152g的浆液，在60℃下加入相对于每克干基菜籽饼原料1000U的碱性蛋白酶(诺维信生物技术有限公司)，酶解2h后得到酶解液；
(2)将酶解液在90℃下灭酶20min，然后在80℃下干燥6h，得到菜籽饼S2，测得菜籽饼的蛋白质溶解度为76％。
实施例3
(1)将20g菜籽饼原料(含水量5重量％，粒径不大于0.25mm，蛋白质溶解度为12％)、水和6mol/L氢氧化钠溶液混合得到pH值为8.5，水含量为133g的浆液，在55℃下加入相对于每克干基菜籽饼原料750U的碱性蛋白酶(诺维信生物技术有限公司)，酶解1.5h后得到酶解液；
(2)将酶解液在120℃下灭酶12min，然后在70℃下干燥5h，得到菜籽饼S3，测得菜籽饼的蛋白质溶解度为84％。
实施例4
按照实施例1所述的方法，不同的是，菜籽饼原料的粒径为0.25mm-0.38mm。得到菜籽饼S4，测得菜籽饼的蛋白质溶解度为48％。
实施例5
按照实施例1所述的方法，不同的是，步骤(1)将菜籽饼原料进行酶水解所使用的酶为中性蛋白酶，具体为：
(1)将20g菜籽饼原料(含水量5重量％，粒径不大于0.25mm，蛋白质溶解度为12％)、水和6mol/L氢氧化钠溶液混合得到pH值为6.8，水含量为114g的浆液，在50℃下加入相对于每克干基菜籽饼原料500U的中性蛋白酶(诺维信生物技术有限公司)，酶解1h后得到酶解液；
(2)将酶解液在100℃下灭酶10min，然后在60℃下干燥4h，得到菜籽饼S5，测得菜籽饼的蛋白质溶解度为44％。
实施例6
按照实施例1所述的方法，不同的是，步骤(1)将菜籽饼原料进行酶水解所使用的酶为酸性蛋白酶，具体为：
(1)将20g菜籽饼原料(含水量5重量％，粒径不大于0.25mm，蛋白质溶解度为12％)、水和6mol/L氢氧化钠溶液混合得到pH值为4，水含量为114g的浆液，在50℃下加入相对于每克干基菜籽饼原料500U的酸性蛋白酶(杜邦公司)，酶解1h后得到酶解液；
(2)将酶解液在100℃下灭酶10min，然后在60℃下干燥4h，得到菜籽饼S6，测得菜籽饼的蛋白质溶解度为30％。
实施例7
按照实施例1所述的方法，不同的是，步骤(1)得到的浆液中，水含量为80g。得到菜籽饼S7，测得菜籽饼的蛋白质溶解度为40％。
实施例8
按照实施例1所述的方法，不同的是，步骤(1)将菜籽饼原料进行酶水解的时间为0.5h。得到菜籽饼S8，菜测得菜籽饼的蛋白质溶解度为44％。
实施例9
按照实施例1所述的方法，不同的是，步骤(1)将菜籽饼原料进行酶水解的温度为40℃。得到菜籽饼S9，测得菜籽饼的蛋白质溶解度为37％。
由实施例1-9的结果可以说明，采用本发明提供的方法有效提高了菜籽饼的蛋白质溶解度，在优选情况下，使用碱性蛋白酶对菜籽饼原料进行酶水解，可以将菜籽饼的蛋白质溶解度提高至84％，很好的解决了现有技术中菜籽加工行业产能过剩带来的低利润问题，实现了菜籽饼在饲料养殖行业中的增值利用。
此外，经测定，菜籽饼原料经本发明的方法处理前后的蛋白含量和植酸含量基本不变，即，处理前后，蛋白含量约为36重量％，植酸含量约为2重量％。脂肪等其他成分的含量亦然。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。