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微生物发酵法生产大豆肽主要利用的是发酵菌株的产酶及酶解能力,目前应用较广的微生物主要是枯草杆菌1389、放线菌166、栖土曲霉3942、黑曲霉3350和地衣型芽抱杆菌2709等。微生物发酵法与直接酶解法制备大豆肽的工艺相比,原料成本低廉(利用豆粕作为发酵底物)、工艺过程简便、条件温和、发酵效率高(24h水解度达28%)、多肽品质好(主要为300~1000Da短肽链)。选择合适的微生物并在以豆粕为主的液体培养基上良好生长,在生长代谢过程中大量分泌胞外蛋白酶和羧肽酶,在发酵过程中可以将原料中的大豆蛋白水解并脱除苦根源的肽链末端疏水性氨基 酸。因此控制好发酵的进程,就可以解决蛋白水解产物苦难除的问题。天然蛋白质中的疏水性结构常常被掩蔽在天然的蛋白质分子内部,酶水解后,当大豆蛋白质被水解成相对分子质量低于6000的多肽时,疏水性结构就会较多的暴露出来,这些暴露出来的结构和蕾发生接触,因而产生苦。研究表明,大豆肽的苦随着水解的逐步加深是先升后降的,这是因为随着水解度的增加,疏水性氨基酸暴露苦基团也就越多,而当水解度非常高时,苦肽被继续水解成分子质量很小的短肽或游离氨基酸,这时苦又会减弱或消失[8]。
姜曼和宋俊梅[9]在双菌种固态发酵豆粕生产大豆肽的研究中以豆粕为原料,采用黑曲霉、米曲霉混合菌种固态发酵法生产大豆肽,制得的大豆肽具有较好的理化特性和生理活性,能去除抗营养因子,生产成本低,克服了酶解法产品苦大和口感差等缺点。
刘焕明等[10]以豆粕为原料,研究利用枯草芽孢杆菌进行固态发酵法生产大豆肽的发酵工艺.通过单因子试验和正交试验优化,确定最佳发酵条件为20 g豆粕、1.0 g葡萄糖、0.04 g磷酸氢二钾和14 mL水,接种时间为19 h,接种量为0.8 mL,发酵时间为48 h；并且在此发酵条件下,豆粕蛋白的水解度达23.8 ％.
筛选和培养具有优良特性的菌株是生产优质豆粕蛋白的关键因素。刘洋和刘嘉等[11]利用4株实验室保藏的菌株对豆粕进行发酵,通过正交试验对混合菌中菌株的配比进行研究,分析各个菌株在固体发酵中对大豆肽含量的影响。结果表明,当所用菌种比例为1∶1∶1∶1时,水解率最高达31.87%,大豆肽含量达17.97%,米曲霉在混合体系中对其含量的影响较大。
李善仁等[12]在混菌发酵豆粕制备大豆肽的研究中采用平板培养和混合发酵相结合的方法筛选发酵豆粕的最佳菌株,得到芽孢杆菌CS27和米曲霉混菌发酵组合,利用正交试验优化该混菌组合的发酵工艺.结果表明,芽孢杆菌CS27与米曲霉同时接种,接种比例为2:1,30℃下发酵48 h,大豆肽质量分数达23.98%,大豆肽得率为51%,为大豆肽的发酵工业化生产提供了参考。
王海军等[13]在黑曲霉固态发酵豆粕的工艺条件研究中优化了黑曲霉固态发酵豆粕的培养条件。采用单因素试验考察黑曲霉固态发酵豆粕的影响因素,建立优化的发酵工艺。确定了黑曲霉固态发酵豆粕的培养条件为:当固态物料中含有10％麸皮,9％玉米粉,1％葡萄糖及0.15％K2HPO4和0.01％ MgSO4时,在28℃恒温条件下培养48 ～72 h,每隔6h翻料1次,大豆肽含量最高可达6.159 mg/g。
秦思思[14]采用米曲霉(Aspergillus oryzae, AS3.042)对豆粕进行液态发酵,分别研究了豆粕浓度、C/N、发酵温度、发酵时间四个条对大豆肽转化率的影响,以获得转化率最高的条件组合。利用葡聚糖凝胶层析法得出水解液中大豆肽的的分子量分布情况。然后将发酵液离心过滤后对进行调配,通过感官评定确定饮料调配方案,最后完成测定饮料中的总糖量、总酸、可溶性固形物含量、总蛋白含量等相关含量。 实验获得了液态发酵豆粕最优条件,即：豆粕浓度为3%、C/N为14、发酵温度为30℃、发酵时间为46h。发酵液中大豆肽的转化率为55.6%。