CN102696886A

CN102696886A - 一种饲料添加剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102696886A
Application number: CN2012101905280A
Authority: CN
Inventors: 赵薇; 王明; 李涛
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明涉及一种饲料添加剂，其为豆粕水解多肽与锌离子螯合物，其中豆粕水解多肽分子量为20-25kD。其制备方法：用水提取的豆粕水解多肽溶液与锌离子溶液均匀混合，其中多肽∶锌离子的质量比为2～3∶1，再调节反应液pH为5～7，于温度60～70℃反应60～90分钟后，离心分离掉上层清夜，所得糊状螯合物干燥、粉碎，制得粉末状饲料添加剂。该饲料添加剂易消化吸收，主要原料的豆粕水解多肽来源丰富，价格低廉，可适于工业大量生产。

Description

一种饲料添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种豆粕水解多肽与乙酸锌螯合的饲料添加剂及其制备方法。

背景技术

有机微量元素添加剂有三类，从普通有机态矿物盐，发展到微量元素氨基酸螯合物，再到更易于吸收、成本更低的新一代微量元素添加剂——微量元素多肽螯合物。普通有机态矿物盐通常为乙酸盐、柠檬酸盐、富马酸盐、葡萄糖酸盐等，其生物学利用率不理想，同时存在稳定性差、受肠道内容物影响大及吸收率低等缺点。微量元素氨基酸螯合物是由某种可溶性金属盐中的1个金属元素离子同氨基酸按一定物质的量比以共价键结合而成，具有稳定性好、抗干扰能力强、易吸收和生物利用率高等特点，且具有补充微量元素和氨基酸的双重作用。微量元素多肽螯合物相比于微量元素氨基酸螯合物，不仅成本大大降低，而且更易于吸收，具有更广阔多的应用前景。

利用微量元素锌可形成螯合物的性质来制备饲料添加剂的方法主要有两大类：第一类主要是水体系合成法制备出氨基酸与乙酸锌混合液，在一定反应pH、温度、时间后，分离烘干得到产品，这种方法的缺陷是需使用氨基酸纯品，生产成本相对较高；第二类是利用固态乙酸锌与氨基酸粉末混合，经粉碎细化和微波加热后制备饲料添加剂，这种方法的缺陷是工业生产中没有相应的大型设备，难以大量生产。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种饲料添加剂，该饲料添加剂既具有微量元素含量高，又具有价廉，便于制备及产业化的优点。

本发明所提供的饲料添加剂为豆粕水解多肽与锌离子螯合物，其中豆粕水解多肽分子量为20-25kD。

本发明还提供上述饲料添加剂的制备方法：用水提取的豆粕水解多肽溶液与锌离子溶液均匀混合，其中多肽锌:离子的质量比为2~3:1，再调节反应液pH为5～7，于温度60～70℃反应60～90分钟后，离心分离掉上层清夜，所得糊状螯合物干燥、粉碎，制得粉末状饲料添加剂。

上述豆粕水解多肽为豆粕发酵酶解，大分子蛋白被降解后得到的大量小肽，分子量为20-25kD。

上述锌离子可以采用分析纯级三水合乙酸锌。

豆粕水解多肽，是豆粕发酵酶解，大分子蛋白被降解后得到的小肽混合物，具有大量氨基酸残基，可与微量元素锌螯合形成具有环状结构的配合物，使分子内电荷趋于中性，在体内pH条件下稳定性好，容易被小肠粘膜吸收进入血液，不损害肠胃，可为畜禽类动物提供代谢必需的微量元素锌，生物利用率高于无机锌盐，且避免了由于添加锌试剂而产生的非适口性。豆粕水解多肽自身对人体和畜禽类无毒无害。

本发明制备的饲料添加剂突出特点是：

1.该饲料添加剂主要原料的豆粕水解多肽来源丰富，价格低廉，而分析纯级乙酸锌虽然价格较贵，但添加量少，对总体价格影响不太大。

2.该饲料添加剂制备工艺较简单，工艺参数较易控制。

3.该饲料添加剂较无机锌盐毒性小、易消化吸收，生物利用率高，故性价比高。

4．该饲料添加剂可适于工业大量生产。

附图说明

图1采用蛋白质聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法，分析豆粕水解多肽成分，左道为从豆粕水解多肽中提取的可溶解成份，右道为蛋白质分子标准样。

图2豆粕水解多肽红外光谱图。

图3制备的豆粕水解多肽锌螯合物的红外光谱图。

图4pH值对螯合反应的影响。

图5多肽与锌的质量比对螯合反应的影响。

图6反应时间对螯合反应的影响。

图7反应温度对螯合反应的影响。

具体实施方式

下面通过实施例，进一步阐明本发明的突出特点和显著进步。

本发明所用试剂包括：

豆粕水解多肽，为湖北邦之德牧业科技有限公司提供；水合乙酸锌、无水乙醇、氢氧化钠、盐酸均为分析纯；考马斯亮蓝；铬黑T指示剂等。

饲料添加剂中锌含量定义：单位质量饲料添加剂中所含微量元素锌的质量。

饲料添加剂的产率定义：饲料添加剂的质量与乙酸锌及多肽的质量之和的比值。

多肽利用率定义：饲料添加剂中多肽的质量与投入反应体系的多肽质量的比值。

锌螯合转化率定义：饲料添加剂中锌的质量与投入反应体系的乙酸锌中所含锌的质量之比值。

实施例1豆粕水解多肽成分的分析

豆粕深度水解多肽是以优质去皮大豆粕为原料，经过多菌种和豆粕专用复合酶制剂分阶段发酵酶解而得。

由于反应物成分复杂我们采用蛋白质聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法，分析其成分。

由图1可知，反应物多肽的分子量集中在约20.0-25.0KDa左右，由于反应物成分复杂，不能准确的确定反应物多肽的分子量，我们选择采用多肽和锌的质量比作为一个反应的参量。

实施例2

取10.0000g深度水解多肽粗粉末加水（第一次为50mL，第二次为3mL）搅拌均匀后，离心收集两次上清液得到多肽水溶液，离心沉淀烘干并沉重。水提取溶液中多肽的质量是通过水提取时加入的豆粕水解多肽总质量减去离心沉淀烘干物的质量来确定。上清液中多肽质量为1.855g。

称取3.1326g乙酸锌溶于20mL蒸馏水，将乙酸锌溶液加入到多肽溶液中，然后经搅拌将前者均匀分散在多肽溶液中（多肽:锌质量比=2:1），加入盐酸或氢氧化钠溶液，调节pH为7.0，设定反应温度为60°C，在水浴恒温磁力搅拌器上反应2h，糊状螯合物经室温2000r/min离心10min后，在鼓风干燥机中45°C下6h后粉碎细化制成固体饲料添加剂。按照EDTA配位滴定法，称取饲料添加剂粉末0.05g于50mL烧杯中，加入20mL无水乙醇，在水浴恒温磁力搅拌器上40°C洗涤30min。2000r/min离心5min，收集沉淀，定容至100mL。从容量瓶往三个250mL锥形瓶中各移入10mL螯合物水溶液，加入3滴pH=10的氨性缓冲溶液，使用已标定的EDTA溶液进行滴定，溶液颜色有紫红色转变为蓝色即可，记录EDTA的消耗量。按：

计算，饲料添加剂中锌含量为29.01%，锌的螯合转化率为66.16%。

多肽红外光谱如图2所示，制备的多肽锌螯合物的红外光谱如图3所示。多肽分子在3390cm^-1处有特征吸收峰，在形成多肽锌螯合物时发生蓝移，出现在3420cm^-1。2930cm^-1处为-CH₂-的反对称伸缩振动峰，没有发生波数的变化。1650cm^-1和1540cm^-1是COO^-反对称伸缩和伸缩振动峰，因为与Zn参与配位，红移至1620cm^-1和1380cm^-1。1400cm^-1和1230cm^-1是多肽分子内羧酸二聚体O-H面内弯曲振动和C-O伸缩振动产生的，因为与Zn参与螯合而消失。1050cm^-1强度增大，说明反应中多肽分子内或分子间C-O-C醚键生成量增加。653cm^-1处NH₂C=O上-NH₂-的吸收峰红移至617cm^-1。

实施例3pH值对螯合反应的影响

反应条件：反应时间60min，反应时间60°C，多肽和锌的质量比为3:1，pH分别取4,5,6,7,8，其它条操作同实施例2.

如图4所示。pH=8的产率是最高为45.12%，但是由于在pH=8时产物为白色块状固体，产生了大量的Zn(OH)₂，这点可以从螯合转换率中得以证明。因为大量的锌以氢氧化物的形式沉淀，使得参加螯合反应的锌的摩尔量较少，因而螯合转化率较低。pH值是影响多肽络合物形成的重要因素，pH太小，H⁺会取代金属离子与供电基团结合，使螯合率降低；pH值太大，羟基容易与锌离子形成氢氧化锌沉淀，而pH=7.0时，受氢离子、羟基影响较小，有利于与锌通过配位键形成螯合物。因此综合考虑螯合转化率，得率，多肽利用率，可知最适合反应酸度值为pH=7，较适合反应酸度值为pH=5~7。

实施例4多肽与锌的质量比对螯合反应的影响

反应条件：pH=7,反应时间60min，反应温度60°C，多肽和锌的质量比分别取1，2，3，4，其它操作同实施例2。结果见图5。

由于多肽与锌的质量比为1:2和1:1时的产物中有大量白色固体，初步认为是由于锌过量导致的氢氧化锌沉淀，产物中含有较多无机态的氢氧化锌。质量比为2:1时，螯合转化率、产率均很高，分别为51.76%和48.23%，且产物均为有机态锌。故选择最佳反应质量比为2:1，较佳反应质量比为2~3:1。

实施例5反应时间对螯合反应的影响

反应条件：反应温度60°C，pH=7，多肽和锌的质量比为3:1，反应时间分别取30，60，90，120，150分钟，其它操作同实施例2。

由图6知反应时间为90min以后的螯合转化率均较高，分别为47.06%，49.31%，47.23%，可以认为90min时反应已基本完成。虽然2h的螯合转化率较60min高，但120min的产率和多肽利用率为37.05%，62.32%均较90min的38.25%、65.62%低，且考虑到工业生产的成本，反应时间越长成本越高，故选择60~90min为反应时间。

实施例6反应温度对螯合反应的影响

反应条件：质量比为2:1，反应时间90min，pH=7，反应温度分别取40，50,60,70,80摄氏度，其它操作同实施例2。结果如图7所示。

由于温度为80°C时，产物为灰色大块状，不同于其它条件下的产品，初步认为在80°C的条件下，多肽可能发生了变性或其它副反应，而温度为60°C时的产率，螯合转化率和多肽利用率均很高，分别为54.39%、75.62%、96.66%。故最佳反应温度为60°C，较佳反应温度为60~70°C 。

Claims

1.一种饲料添加剂，其特征在于，其为豆粕水解多肽与锌离子螯合物，其中豆粕水解多肽分子量为20-25kD。

2.权利要求1所述饲料添加剂的制备方法，其特征在于：用水提取的豆粕水解多肽溶液与锌离子溶液均匀混合，其中多肽﹕锌离子的质量比为2~3﹕1 ，再调节反应液pH为5～7，于温度60～70℃反应60～90分钟后，离心分离掉上层清夜，所得糊状螯合物干燥、粉碎，制得粉末状饲料添加剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述豆粕水解多肽分子量为20-25kD。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述锌离子采用分析纯级三水合乙酸锌。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，反应物中，豆粕水解多肽与锌离子质量比为2:1。

6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，反应温度为60°C。

7.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，反应液的pH为7。

8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，反应时间为120 min。