CN102747124B - 一种羽毛降解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种羽毛降解方法，包括：（1）用双氧水处理羽毛，双氧水质量百分比浓度为百万分之一到百分之一，双氧水溶液与羽毛的浴比为5-30∶1，常温或30-80℃下处理6-48h；（2）处理羽毛水洗后，用蛋白酶处理，蛋白酶加放量为每克羽毛5-200U，蛋白酶液和羽毛的浴比为5-30∶1，在30-65℃下处理6-48h。该方法操作简单，降解羽毛彻底，可规模化生产；无污染，能耗低；所得的羽毛降解液应用广泛。
Description
技术领域
本发明属于羽毛资源化领域，特别涉及一种羽毛降解方法。
背景技术
羽毛资源极其丰富，尤其在现代农业中，大规模的家禽养殖产生了大量的角蛋白废物，其中羽毛废弃物产量最多，据统计，我国近几年家禽年出栏量均在70亿只以上，且在逐年增加。按每只家禽可产羽毛0.10kg计，则年产量达70多万吨。
羽毛的粗蛋白含量约在80%以上，氨基酸含量在70%以上，还含有常量元素、微量元素、维生素以及一些未知生长因子。我国从二十世纪八十年代左右开始重视羽毛废物的资源化利用，但大都只是经过简单处理制成羽毛粉后直接出口，换汇率很低；其中约10%~20%主要用于制备动物饲料来加以利用，利用率和利用价值都不高，而另外大部分没有被充分利用，有的甚至造成局部的环境污染，其分泌物所含有的致病微生物也会对人类健康造成危害。同时由于氨基酸的应用越来越广泛，可用作食品添加剂、饲料添加剂、医药、化妆品及表面活性剂等等，其需求量的日益扩大也使得国内对氨基酸原料（蛋白质）的短缺尤为严重。
目前实践中羽毛角蛋白的处理方法是化学物理水解法及微生物酶水解法，由于化学物理水解方法反应条件剧烈，产品损失大，环境污染，造成的产品只能作为饲料、肥料等低附加值产品，因而实践中应用有限。产角蛋白酶的微生物构成的生物炼制较之传统水解法具有诸如反应条件温和、产物回收率高、环境友好、可节省能源等众多优点，不仅使固体废弃物得到有效利用，保护了人类赖以生存的生态环境，还可为人类社会可持续发展提供优质蛋白质及氨基酸资源，更符合循环经济的理念和建立节约型社会的战略要求。
目前已有多种微生物降解羽毛，陈启和，何国庆(申请号：200610051886)公布了一株细菌液态降解羽毛工艺方法，但是该专利公布的是在摇瓶中小量发酵，如此发酵羽毛量少，难以产业化利用。鲁丹等（申请号：200810039457）公开了一种小量微生物固定化降解羽毛技术及发酵方法，该技术降解高效，微生物可回收重复利用，降低了降解成本，提高了降解效率。但此种以微生物为基础的降解工艺，微生物生长周期长，同时生长过程中要消耗部分羽毛为营养，所以所获得的有效产物变少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种羽毛降解方法，该方法周期短，得率高，操作简单，降解彻底，高效，可规模化生产；所用化学试剂少，所用双氧水浓度低，可很快分解为水及氧气，无污染，能耗低；所得的羽毛降解液应用广泛，可作为护发素，洗涤产品，叶面肥等的添加剂。
本发明提供了一种羽毛降解方法，包括：
（1）用双氧水处理羽毛，双氧水质量百分比浓度为百万分之一到百分之一，双氧水溶液与羽毛的浴比为5-30∶1，处理温度为常温或30-80℃，处理时间为6-48h；
（2）用双氧水处理的羽毛水洗后，用蛋白酶处理，蛋白酶加放量为每克羽毛5-200U，蛋白酶液和羽毛的浴比为5-30∶1，处理温度为30-65℃，处理时间为6-48h，干燥后得肽及氨基酸有效物质。
所述步骤（1）的处理方式为静置、振荡或搅拌。
所述步骤（2）的处理方式为振荡或搅拌。
所述步骤（2）的水洗工艺中加水量为羽毛量的3倍；水洗次数为二或三次。
所述步骤（2）的蛋白酶包括商业化的蛋白酶、从微生物发酵获得的酶、从微生物外源表达获得的酶或从各种动植物组织中制备的酶；商业化的蛋白酶包括胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、蛋白酶K、弹性蛋白酶、胃蛋白酶、组织蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶。
羽毛主要成份为角蛋白，由于富含二硫键而不被蛋白酶所直接降解利用。本发明采用双氧水预处理羽毛，角蛋白中的二硫键会被双氧水破坏打开，而变为硫酸盐等形式，再以蛋白酶降解，取得很好的羽毛降解率。
有益效果
（1）本发明的方法周期短，得率高，操作简单，降解彻底，高效，可规模化生产；
（2）本发明所用化学试剂少，所用双氧水浓度低，可很快分解为水及氧气，无污染，能耗低；
（3）所得的羽毛降解液应用广泛，可作为护发素，洗涤产品，叶面肥等的添加剂。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
取一干净带塞容器，待用，取2.5克羽毛和12.5ml 0.15%的双氧水放入容器中，双氧水溶液与羽毛的浴比为5∶1，再置于恒温摇床中在40℃下，以150r/min的转速持续处理6h；将上述双氧水处理过的羽毛，用蒸馏水洗两次，再加入12.5ml蒸馏水，以及终浓度为每克羽毛200U的蛋白酶K，蛋白酶液和羽毛的浴比为5∶1，恒温50℃下静置24h后羽毛完全降解，干燥后得肽及氨基酸有效物质2.5g。
实施例2
取一干净带塞容器，待用，取5克羽毛和150ml 0.3%的双氧水放入容器中，双氧水溶液与羽毛的浴比为30∶1，再置于恒温摇床中在80℃下，以200r/min的转速持续处理12h；将上述双氧水处理过的羽毛，用蒸馏水洗三次，再加入150ml蒸馏水，以及终浓度为每克羽毛150U的胰蛋白酶，蛋白酶液和羽毛的浴比为30∶1，恒温37℃下搅拌48h后羽毛完全降解，干燥后得肽及氨基酸有效物质5g。
Claims (5)
1.一种羽毛降解方法，包括：
(1)用双氧水处理羽毛，双氧水质量百分比浓度为0.15％到0.3％，双氧水溶液与羽毛的浴比为5-30∶1，处理温度为30-80℃，处理时间为6-48h；
(2)用双氧水处理的羽毛水洗后，用蛋白酶处理，蛋白酶加放量为每克羽毛5-200U，蛋白酶液和羽毛的浴比为5-30∶1，处理温度为30-65℃，处理时间为6-48h，干燥后得肽及氨基酸有效物质。
2.根据权利要求1所述一种羽毛降解方法，其特征在于：所述步骤(1)的处理方式为静置、振荡或搅拌。
3.根据权利要求1所述一种羽毛降解方法，其特征在于：所述步骤(2)的处理方式为振荡或搅拌。
4.根据权利要求1所述一种羽毛降解方法，其特征在于：所述步骤(2)的水洗工艺中加水量为羽毛量的3倍；水洗次数为二或三次。
5.根据权利要求1所述一种羽毛降解方法，其特征在于：所述步骤(2)的蛋白酶为胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、蛋白酶K、弹性蛋白酶、胃蛋白酶、组织蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶。
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Non-Patent Citations (2)
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| 柳伟平等.羽毛降解的反应条件研究.《皮革化工》.2007,第24卷(第5期),第13-16页. |
| 羽毛降解的反应条件研究;柳伟平等;《皮革化工》;20071031;第24卷(第5期);第13-16页 * |
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