CN101791047A - 一种左旋游离复合氨基酸的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制备左旋游离复合氨基酸的方法，包括如下步骤：1)将动物羽毛清洗、干燥、粉碎后加入到反应器，加入溶剂水，再加入固体超强酸；所述动物羽毛与溶剂水的重量比为1∶1～2.5；所述动物羽毛和催化剂的重量比为1∶0.01～0.05；2)将反应器加热到80～100℃，搅拌反应15～30小时，得到水解混合物；3)将水解混合物脱脂肪、除重金属和过滤，得到左旋游离复合氨基酸水溶液；4)将左旋游离复合氨基酸水溶液干燥后得到左旋游离复合氨基酸粉。本发明具有如下有益效果：设备要求宽松、对设备腐蚀轻、反应时间短、工艺简单，同时可以较大幅度提高目标产物的收率，对环境的污染小；同时使得饲料养殖成本下降幅度达＞10％。

Description

一种左旋游离复合氨基酸的制备方法

技术领域：

本发明涉及一种饲料添加剂的制备方法，特别涉及一种饲料用左旋游离复合氨基酸的制备方法。

背景技术：

生物体生长繁育的过程，实际上是各种氨基酸在酶的作用下在细胞工厂中合成蛋白质的过程。生物体生长繁育需要摄取蛋白质和能量等，蛋白质在生物体内某些酶的催化下水解为氨基酸后，以RNA为模板合成新的蛋白质。实际上生物体自身就是个非常复杂繁琐的生化反应体，在细胞内合成蛋白质时，首先要保证必需的氨基酸种类齐全，比例适当。同时非必需氨基酸也并非是可有可无的，非必需氨基酸及氨基氮的存在可省却生物体自身合成的过程，降低消耗。

目前国内养殖业受美国养殖技术的影响，只注重了饲料的营养平衡。认为给饲料添加人工化学合成单一的氨基酸，试图达到各种氨基酸的平衡，促进畜禽快速生长的目的。但事实证明，添加单一氨基酸大多数情况下不可能达到理想的效果。如文献报道单独添加蛋氨酸时对提高饲料利用效率不高于4％。原因在于单一氨基酸只能补充一种氨基酸，起不到调节各种氨基酸平衡的作用，在合成蛋白质的过程起不到提供均衡原料的要求。

饲料中添加的蛋氨酸等单一氨基酸，是人工化学合成的DL-氨基酸，而生物体中的蛋白质是由各种左旋氨基酸组合成的，只有左旋氨基酸能被生物体用来合成蛋白质。

在饲料中添加蛋白或某些特定的氨基酸同样起不到很好的效果，以养殖对虾为例：国内外学者一致认为：在对虾的饵料中添加赖氨酸是无效的。理由是对虾肠道短，赖氨酸进入体内后，其它氨基酸还未来得及从蛋白质中水解出来，赖氨酸就被排泄出来。而鸡饲料添加了蛋氨酸、赖氨酸，其饲料转化率只有30％左右，饲料利用率依旧很低。目前国内饲料的配比在不添加任何氨基酸的情况下，均超出了生物体的生长需求，只不过是消化能力不够。据统计，国内养殖业的饲料投入占养殖成本的70-80％，而欧洲饲料投入占养殖成本的40％，从而说明饲料营养平衡和消化能力决定了饲料的转化和利用率。

根据饲料中添加含60％左旋游离复合氨基酸0.2％对比试验显示：①、500日龄以上蛋鸡：每吨鸡蛋可节约饲料285.6斤、产蛋率提高5.1％、蛋重增加7.95％经济效益提高18.02％；②、育肥猪：采食量提高14.44％、料肉比降低9.5％、饲料转化率提高10.5％、经济效益提高32.9％；每吨生猪可节约饲料400市斤、降低养殖成本488.00元。每吨饲料提高经济效益651.62元；缩短养殖周期23.94％，每头仔猪育肥按140天计算约缩短33天；

传统的左旋氨基酸通常使用植物蛋白、蚕蛹、鱼虾或毛发等水解来实现的，这在制备某种特定氨基酸时是可行的，如味精、精氨酸、胱氨酸等。但由于使用的催化剂主要是无机液体强酸或强碱做催化剂，对设备的腐蚀和环境的污染都很严重，而且植物蛋白、蚕蛹、鱼虾或毛发等原料)的来源也受到很大的限制，产出低下，原料成本和生产成本都高。因此大规模生产饲料添加剂用复合氨基酸使用传统的工艺很难达到理想的效果，因此也没有推广利用的价值。

发明内容：

本发明的目的是提供一种合成左旋游离复合氨基酸的合成方法，本方法涉及使用动物羽毛(比如鸡羽毛)为主要原料实现合成左旋游离复合氨基酸的合成方法。

本发明是这样实现的，能够满足饲料添加剂用的复合氨基酸可以通过动物羽毛等角质蛋白水解得到，水解所用的催化剂为“固体超强酸”。

一种制备左旋游离复合氨基酸的方法，包括如下步骤：

1)将动物羽毛清洗、干燥、粉碎后加入到反应器，加入溶剂水，再加入固体超强酸；所述动物羽毛与溶剂水的重量比为1∶1～2.5；所述动物羽毛和固体超强酸的重量比为1∶0.01～0.05；

2)将反应器加热到80～100℃，搅拌反应15～30小时，得到水解混合物；

3)将水解混合物脱脂肪、除重金属和过滤，得到左旋游离复合氨基酸水溶液；

4)将左旋游离复合氨基酸水溶液干燥后得到左旋游离复合氨基酸。

通过复配可得到各种动物养殖用饲料添加剂。

本发明具有如下有益效果：设备要求宽松、对设备腐蚀轻、反应时间短、工艺简单，同时可以较大幅度提高目标产物的收率，对环境的污染小；同时，本发明的利用动物羽毛来水解蛋白质，得到左旋游离氨基酸，能大幅度降低饲料养殖成本。

本发明方法也适用于采用毛发、蹄角等角质蛋白及胶原蛋白(动物皮)、血红蛋白水解制备复合氨基酸混合物。

具体实施方式：

实施例1

在装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的250mL三口烧瓶中加入10.0g干燥的鸡羽毛粉、50mL水，0.25g固体超强酸，在硅油浴中加热反应，控制反应温度95℃，反应时间20小时，反应溶液颜色由无色到土黄色最后转变为深红色。反应结束后，反应混合液冷却至室温，转移到500ml烧杯中，加入200ml水稀释后过滤。滤液在45℃下旋转干燥得浅棕色粉末6.2g。收率62.0％。

产品数据经“山东省分析测试中心”检验：其中左旋游离的氨基酸含量在100克产品中含量如下：

脯氨酸≈13     谷氨酸≈12    甘氨酸≈11     丙氨酸≈9

丝氨酸≈8      缬氨酸≈7     门冬氨酸≈5    苯丙氨酸≈5

亮氨酸≈5      精氨酸≈4     异亮氨酸≈4    苏氨酸≈2

胱氨酸≈2      赖氨酸≈2     酪氨酸≈2      蛋氨酸≈0.5

组氨酸≈0.1    氨基氮≈3。

实施例2

在装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的250mL三口烧瓶中加入10.0g干燥的鹅羽毛粉、50mL水，0.5g固体超强酸，在硅油浴中加热反应，控制反应温度97℃，反应时间30小时，反应溶液颜色由无色到浅灰色色最后转变为深棕色。反应结束后，反应混合液以0.5g粉末状活性炭脱色后过滤，滤液在45℃下旋转干燥得浅棕色粉末5.65g。收率56.5％。

产品数据经“山东省分析测试中心”检验：其中左旋游离的氨基酸含量在100克产品中含量如下：

脯氨酸≈13.3   谷氨酸≈12.7   甘氨酸≈11.4    丙氨酸≈9.4

丝氨酸≈8.4    缬氨酸≈7.4    门冬氨酸≈5.9   苯丙氨酸≈5.8

亮氨酸≈5.8    精氨酸≈4.3    异亮氨酸≈4.0   苏氨酸≈2.9

胱氨酸≈2.8    赖氨酸≈2.5    酪氨酸≈2.4     蛋氨酸≈0.5

组氨酸≈0.15   氨基氮≈3.6。

实施例3

在装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的250mL三口烧瓶中10.0g干燥的鸭羽毛粉、50mL水，0.5g固体超强酸，在硅油浴中加热反应，控制反应温度95℃，反应时间20小时，反应溶液颜色由无色到浅棕色最后转变为深棕色。反应结束后，反应混合液以0.5g粉末状活性炭脱色后过滤，滤液在45℃下旋转干燥得浅棕色粉末7.12g。收率71.2％。

产品数据经“山东省分析测试中心”检验：其中左旋游离的氨基酸含量在100克产品中含量如下：

脯氨酸≈13.165    谷氨酸≈12.5   甘氨酸≈11.2    丙氨酸≈9.2

丝氨酸≈8.2       缬氨酸≈7.2    门冬氨酸≈5.4   苯丙氨酸≈5.4

亮氨酸≈5.4       精氨酸≈4.2    异亮氨酸≈4.0   苏氨酸≈2.4

胱氨酸≈2.4       赖氨酸≈2.3    酪氨酸≈2.2     蛋氨酸≈0.3

组氨酸≈0.13      氨基氮≈3.2。

实施例4

在安装有10平方不锈钢列管换热器的3000升反应釜中加入500kg处理好的鸡羽毛粉(洗涤、干燥、粉碎过50目筛)1000kg水，20kg自制超强酸催化剂，反应混合物通过夹套蒸汽加热至95℃，反应时间20小时，反应釜补加1000kg水，降温至35℃，混合物通过压滤机分离，滤液喷雾干燥，的浅棕色复合氨基酸粉末387.4kg。收率77.5％。

产品数据经“山东省分析测试中心”检验：其中左旋游离的氨基酸含量在100克产品中含量如下：

脯氨酸≈13.1    谷氨酸≈12.5    甘氨酸≈11.3    丙氨酸≈9.3

丝氨酸≈8.3     缬氨酸≈7.3    门冬氨酸≈5.6  苯丙氨酸≈5.6

亮氨酸≈5.7     精氨酸≈4.5    异亮氨酸≈4.0  苏氨酸≈2.7

胱氨酸≈2.7     赖氨酸≈2.3    酪氨酸≈2.2    蛋氨酸≈0.4

组氨酸≈0.14    氨基氮≈3.6。

比较例1

在装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的250mL三口烧瓶中加入10.0g干燥的鸡羽毛粉、50mL5mol/LNaOH催化液，在硅油浴中加热反应，控制反应温度95℃，反应时间20小时，反应溶液颜色由无色到土黄色最后转变为深红色。反应结束后，反应混合液冷却至室温，转移到500ml烧杯中，加入200ml水稀释后过滤。滤液在45℃下旋转干燥得浅棕色粉末1.8g，收率18％，所得粉末含(左旋)DL游离复合氨基酸6.5％，其余是能溶于水的肽等物质。

比较例2

在装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的250mL三口烧瓶中加入10.0g干燥的鸡羽毛粉、50mL6mol/L盐酸催化液，在硅油浴中加热反应，控制反应温度95℃，反应时间20小时，反应溶液颜色由无色到土黄色最后转变为浅棕红色。反应结束后，反应混合液冷却至室温，转移到500ml烧杯中，加入200ml水稀释后过滤。滤液在45℃下旋转干燥得浅棕色粉末3.2g，收率32.0％，所得粉末含左旋游离复合氨基酸10.5％，其余是能溶于水的肽等物质。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (1)

1.一种制备左旋游离复合氨基酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将动物羽毛清洗、干燥、粉碎后加入到反应器，加入溶剂水，再加入固体超强酸；所述动物羽毛与溶剂水的重量比为1∶1～2.5；所述动物羽毛和固体超强酸的重量比为1∶0.01～0.05；

2)将反应器加热到80～100℃，搅拌反应15～30小时，得到水解混合物；

3)将水解混合物脱脂肪、除重金属和过滤，得到左旋游离复合氨基酸水溶液；

4)将左旋游离复合氨基酸水溶液干燥后得到左旋游离复合氨基酸粉。