一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法

一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法，先將家禽羽毛洗滌干燥、剪切粉碎預(yù)處理、剪切粉碎后再采用微波膨化與蛋白酶酶解結(jié)合法，再采用活性炭脫腥脫異味脫色處理，經(jīng)過過濾、濃縮、高速離心噴霧干燥最終生產(chǎn)出復(fù)合氨基酸，：本發(fā)明采用廢棄羽毛為原料，原料來源廣泛，對(duì)廢料的資源化利用開發(fā)開辟了新途徑，減少了環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，增加了社會(huì)效益，同時(shí)本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝流程簡(jiǎn)單操作性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，本發(fā)明生產(chǎn)的復(fù)合氨基酸品質(zhì)好，羽毛的復(fù)合氨基酸轉(zhuǎn)化效率達(dá)68.4％，生產(chǎn)得率高，達(dá)85.7％對(duì)養(yǎng)殖產(chǎn)生的家禽羽毛進(jìn)行資源化利用。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合氨基酸的方法，具體的說是一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合 氨基酸的方法。 一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法

【背景技術(shù)】
[0002] 進(jìn)年來，我國(guó)畜牧養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)比重占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)越來越大，養(yǎng)殖方式也有傳統(tǒng)養(yǎng)殖 模式向規(guī)?；s化模式轉(zhuǎn)變，大規(guī)模的家禽養(yǎng)殖產(chǎn)生了大量的羽毛廢棄物。據(jù)中國(guó)畜牧 業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，禽類年出欄量2000萬(wàn)噸以上，家禽的羽毛占其體重的5%-7%，據(jù)此計(jì)算，則年 產(chǎn)羽毛約100-140萬(wàn)噸。羽毛粗蛋白質(zhì)含量約在80%以上，有"天然蛋白質(zhì)之冠"之稱。因 此羽毛廢棄物經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砭哂惺謴V泛的用途。我國(guó)從20世紀(jì)80年代就開始了羽毛 廢棄物資源化利用的相關(guān)研究，但由于羽毛角蛋白的結(jié)構(gòu)不易降解，造成羽毛廢棄物利用 途徑有限，目前約有10-20%的羽毛廢棄物主要通過物理、化學(xué)和生物學(xué)的方法將羽毛加工 成羽毛蛋白粉用作動(dòng)物飼料和通過生物發(fā)酵法制備成肥料進(jìn)行利用，利用率和利用價(jià)值都 不高，而另外大部分沒有被充分利用，有的甚至造成局部的環(huán)境污染。
[0003] 羽毛分解產(chǎn)物為單個(gè)氨基酸和小肽復(fù)合物，因羽毛蛋白含氨基酸的種類有17種 之多，包含了動(dòng)物生長(zhǎng)需要的所有必需氨基酸，因此，利用羽毛蛋白制備復(fù)合氨基酸為動(dòng)物 提供蛋白飼料添加劑或制造醫(yī)用保健品，有廣闊的發(fā)展空間。經(jīng)檢索，有關(guān)利用羽毛蛋白制 備復(fù)合氨基酸的研究和報(bào)道較少，目前，主要有利用酸堿水解、微波水解和高溫高壓水解等 方法生產(chǎn)羽毛復(fù)合氨基酸，作為肥料和飼料添加劑進(jìn)行利用。1992年蔡鷹等在《湛江海洋大 學(xué)學(xué)報(bào)》(第2期)報(bào)道了用羽毛生產(chǎn)液體氨基酸復(fù)合微肥的報(bào)告，1994年黎星樹等在《中國(guó) 飼料》上發(fā)表了題為《利用羽毛梗等生產(chǎn)復(fù)合氨基酸微量元素螯合物新工藝》，其工藝過程 為將羽毛梗在酸性條件下水解生成復(fù)合氨基酸，再加堿去除殘酸，然后加微量元素整合，最 后濃縮干燥而成。2001年吳華昌等在《四川輕化工學(xué)院學(xué)報(bào)》04期報(bào)道了利用鴨毛酸水解 (用酸為鹽酸）生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的水解條件及水解液的脫色條件。2003年王家宏等在《西北 農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》發(fā)表了《利用羽毛蛋白制備復(fù)合氨基酸的工藝研究》，報(bào) 道了硫酸法水解最佳工藝條件為硫酸濃度5mol/L，水解時(shí)間8h，水解溫度120°C，催化劑用 量為40g/kg ;鹽酸法水解最佳工藝條件為鹽酸濃度6mol/L，水解時(shí)間10h，水解溫度105°C， 催化劑用量60g/kg。2006年梁柏林等研究了利用雞羽毛為原料微波水解法制備復(fù)合氨基 酸的工藝條件。2010年《重慶大學(xué)》王玉珍的碩士論文以微波輻射作為快速水解的加熱方 式，以離子液體作為添加劑，研究了固液比、鹽酸濃度、微波功率、反應(yīng)時(shí)間對(duì)羽毛角蛋白 水解的影響，結(jié)果表明，與傳統(tǒng)加熱或者單純的微波加熱方法相比，此水解方法具有快速高 效、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。以上研究方法都存在一定的局限性或缺點(diǎn)，有的技術(shù)水平落后，產(chǎn) 率低，質(zhì)量差；有的容易造成環(huán)境污染，不能形成工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004] 專利申請(qǐng)?zhí)枮?7111783. 7的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種由雞羽毛制取胱氨酸和 復(fù)合氨基酸飼料添加劑的方法，其工藝是將羽毛干燥，用鹽酸溶解，過濾，再用氫氧化鈉中 和，再過濾，濾液經(jīng)濃縮得到復(fù)合氨基酸飼料添加劑。專利申請(qǐng)?zhí)枮?7105712. 5的中國(guó)發(fā) 明專利公開了一種用羽毛梗、牛羊蹄角、蠶蛹、蠶沙生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法。專利申請(qǐng)?zhí)枮?85105574的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種以牲畜血液為原料提制復(fù)合氨基酸的方法。以上專利 發(fā)明均利用酸堿對(duì)原料進(jìn)行水解后濃縮制備復(fù)合氨基酸，其缺點(diǎn)在于水解產(chǎn)率低，加入的 酸堿的量難以控制準(zhǔn)確，往往可能造成環(huán)境污染，使成本增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法，以資源化利用由規(guī) ?；B(yǎng)殖而產(chǎn)生的大量廢棄羽毛，減少環(huán)境壓力，提高經(jīng)濟(jì)附加值，為復(fù)合氨基酸生產(chǎn)提供 新的途徑。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明是一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨 基酸的方法；具體方法步驟如下：
[0007] -種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法，家禽羽毛原料進(jìn)行洗滌、干燥；洗 凈干燥后的羽毛送進(jìn)粉碎機(jī)進(jìn)行剪切粉碎預(yù)處理，剪切粉碎后再采用微波膨化與蛋白酶酶 解結(jié)合法，再采用活性炭脫腥脫異味脫色處理，經(jīng)過過濾、濃縮、高速離心噴霧干燥最終生 產(chǎn)出復(fù)合氨基酸，其生產(chǎn)工藝流程如下：
[0008] 1)將預(yù)處理的粉碎羽毛原料送進(jìn)微波膨化機(jī)，進(jìn)行微波膨化處理；
[0009] 2)將膨化處理好的原料送進(jìn)酶水解灌，按原料與水的比重1:3-1:5的比例注入 水，并調(diào)節(jié)溶液PH值至7. 0-8. 5 ;
[0010] 3)按羽毛原料重量的0.2% -0.5%向酶水解灌加入角蛋白酶制劑，控制溫度 45°C -60°C，進(jìn)行酶解反應(yīng)3-5h ;
[0011] 4)酶解反應(yīng)完成后加熱使溫度上升至100°C并保溫8-10分鐘，使酶失活；
[0012] 5)待溫度降至60°C左右時(shí)，加入2%活性炭進(jìn)行脫異味、脫色處理，完成后進(jìn)行過 濾；
[0013] 6)對(duì)上述濾液PH值調(diào)節(jié)至7.0,然后進(jìn)行連續(xù)濃縮，當(dāng)水分降至45%左右時(shí)，送進(jìn) 高速離心噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥，即得本發(fā)明產(chǎn)品羽毛復(fù)合氨基酸。
[0014] 所述的微波膨化處理的控制溫度為（160±5) °C、壓力1.0-1. 3MPa，時(shí)間為30-60 秒。
[0015] 所述家禽羽毛為雞羽毛、鴨羽毛、鵝羽毛、鴕鳥羽毛、山雞羽毛、鵪鶉羽毛或者其他 禽類羽毛。
[0016] 角蛋白酶加入量為羽毛原料重量的0. 2% -0. 5%，高速離心噴霧干燥機(jī)的入口溫 度為240°C，出口溫度90°C，轉(zhuǎn)速18000rmp。
[0017] 最終獲得羽毛復(fù)合氨基酸，該產(chǎn)品為淺黃色粉末；
[0018] 羽毛經(jīng)微波膨化和角蛋白酶水解后轉(zhuǎn)化為復(fù)合氨基酸的效率用以下方法測(cè)定：用 甲醛滴定法測(cè)定氨基酸含量（GB5009. 39-85)，樣品取自經(jīng)脫異味脫色處理后的酶解過濾 液；羽毛中的總氮用凱氏定氮儀測(cè)定（GB5009. 5-85)。以復(fù)合氨基酸轉(zhuǎn)化率作為衡量羽毛 經(jīng)微波膨化和角蛋白酶水解處理后轉(zhuǎn)化程度的指標(biāo)。復(fù)合氨基酸轉(zhuǎn)化率（%) =氨基酸態(tài)氮 /總氮X 100。經(jīng)測(cè)定復(fù)合氨基酸轉(zhuǎn)化率為68. 4%。完全可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0019] 綜上所述：本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
[0020] 1、本發(fā)明采用廢棄羽毛為原料，對(duì)廢料的資源化利用開發(fā)開辟了新途徑，減少了 環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，增加了社會(huì)效益。
[0021] 2、本發(fā)明原料成本低廉，加工設(shè)備簡(jiǎn)單成本低，工藝流程簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn) 工業(yè)化生產(chǎn)。
[0022] 3、本發(fā)明生產(chǎn)的復(fù)合氨基酸質(zhì)量好，產(chǎn)率高，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
[0023] 4、本發(fā)明填補(bǔ)了利用微波膨化與角蛋白酶水解結(jié)合法以廢棄羽毛為原料制備復(fù) 合氨基酸的技術(shù)空白。

【具體實(shí)施方式】
[0024] -種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法，其生產(chǎn)工藝步驟如下：
[0025] 1)將家禽羽毛原料進(jìn)行洗滌、干燥；
[0026] 2)洗凈干燥后的羽毛送進(jìn)粉碎機(jī)進(jìn)行剪切粉碎預(yù)處理，
[0027] 3)將預(yù)處理的粉碎羽毛原料送進(jìn)微波膨化機(jī)，進(jìn)行微波膨化處理；微波膨化處理 的控制溫度為（160±5) °C、壓力1.0-1. 3MPa，時(shí)間為30-60秒，
[0028] 4)將膨化處理好的原料送進(jìn)酶水解灌，按原料與水的比重1:3-1:5的比例注入 水，并調(diào)節(jié)溶液PH值至7. 0-8. 5，
[0029] 5)按羽毛原料重量的0. 2% -0. 5%向酶水解灌加入角蛋白酶制劑，控制溫 度45 °C -60°C，進(jìn)行酶解反應(yīng)3-5h ;所述的角蛋白酶制劑加入量為羽毛原料重量的 0. 2% -0. 5%,
[0030] 6)酶解反應(yīng)完成后加熱使溫度上升至100°C并保溫8-10分鐘，使酶失活，
[0031] 7)待溫度降至60°C左右時(shí)，加入2%活性炭進(jìn)行脫異味、脫色處理，完成后進(jìn)行過 濾，
[0032] 8)對(duì)上述濾液PH值調(diào)節(jié)至7.0,然后進(jìn)行連續(xù)濃縮，當(dāng)水分降至45%左右時(shí)，送進(jìn) 高速離心噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥，即得本發(fā)明產(chǎn)品羽毛復(fù)合氨基酸；
[0033] 優(yōu)選地，高速離心噴霧干燥機(jī)的入口溫度為240°C，出口溫度90°C，轉(zhuǎn)速 18000rmp〇
[0034] 優(yōu)選地，家禽羽毛可以為雞羽毛、鴨羽毛、鵝羽毛、鴕鳥羽毛、山雞羽毛、鵪鶉羽毛 或者其他禽類羽毛。
[0035] 實(shí)施例一：
[0036] 備好家禽羽毛原料500kg，
[0037] 1)先在洗滌槽內(nèi)進(jìn)行洗滌，再晾曬干燥(或直接送進(jìn)干燥箱進(jìn)行干燥)，
[0038] 2)干燥后送進(jìn)粉碎機(jī)進(jìn)行剪切粉碎處理，粉碎細(xì)度小于0. 4cm ;
[0039] 3 )將粉碎后的羽毛原料送進(jìn)微波膨化機(jī)，微波膨化機(jī)的控制溫度（160 ± 5 ) °C、壓 力 1. 0-1. 3MPa，時(shí)間為 30-60 秒；
[0040] 4)將膨化處理好的羽毛原料送進(jìn)酶水解反應(yīng)灌，按原料與水的比重1 : 5的比例 注入水，注水完成后調(diào)節(jié)溶液PH值至8. 5 ;按羽毛原料重量的0. 25%向酶水解灌加入角蛋 白酶制劑，溫度控制在50°C _55°C溫度下進(jìn)行酶解反應(yīng)3h ;待酶解反應(yīng)完成后，加熱使溫度 上升至10(TC并保溫8-10分鐘，使酶失活；
[0041] 5)待溫度降至60°C左右時(shí)，加入2%活性炭進(jìn)行脫腥、脫異味和脫色等處理，
[0042] 6)脫腥、脫異味和脫色等處理后拖進(jìn)行過濾；濾液PH值調(diào)節(jié)至7. 0，
【權(quán)利要求】
1. 一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法，先將家禽羽毛洗滌干燥、剪切粉碎 預(yù)處理、其特征在于：剪切粉碎后再采用微波膨化與蛋白酶酶解結(jié)合法，再采用活性炭脫腥 脫異味脫色處理，經(jīng)過過濾、濃縮、高速離心噴霧干燥最終生產(chǎn)出復(fù)合氨基酸，其生產(chǎn)工藝 流程如下： 1) 將預(yù)處理后的粉碎羽毛原料送進(jìn)微波膨化機(jī)，進(jìn)行微波膨化處理； 2) 將膨化處理好的原料送進(jìn)酶水解灌，按原料與水的比重1:3-1:5的比例注入水，并 調(diào)節(jié)溶液PH值至7. 0-8. 5 ; 3) 按羽毛原料重量的0.2 % -0.5%向酶水解灌加入角蛋白酶制劑，控制溫度 45°C -60°C，進(jìn)行酶解反應(yīng)3-5h ; 4) 酶解反應(yīng)完成后加熱使溫度上升至10(TC并保溫8-10分鐘，使酶失活； 5) 待溫度降至60°C左右時(shí)，加入2%活性炭進(jìn)行脫異味、脫色處理，完成后進(jìn)行過濾； 6) 對(duì)上述濾液PH值調(diào)節(jié)至7.0,然后進(jìn)行連續(xù)濃縮，當(dāng)水分降至45%左右時(shí)，送進(jìn)高速 離心噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥，即得本發(fā)明產(chǎn)品羽毛復(fù)合氨基酸。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法，其特征在于： 所述的微波膨化處理的控制溫度為（160±5) °C、壓力1. 0-1. 3MPa，時(shí)間為30-60秒。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法，其特征在于： 所述家禽羽毛為雞羽毛、鴨羽毛、鵝羽毛、鴕鳥羽毛、山雞羽毛、鵪鶉羽毛或者其他禽類羽 毛。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法，其特征在于： 角蛋白酶加入量為羽毛原料重量的〇. 2% -0. 5%，酶解反應(yīng)的溫度控制在45°C _60°C，反應(yīng) 時(shí)間為3-5h。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種以家禽羽毛為原料生產(chǎn)復(fù)合氨基酸的方法，其特征在于： 高速離心噴霧干燥機(jī)的入口溫度為240°C，出口溫度90°C，轉(zhuǎn)速18000rmp。
【文檔編號(hào)】C12P13/08GK104109699SQ201310140828
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】陳后前 申請(qǐng)人:陳后前