CN103088098B - 一种以家禽羽毛为原料生产蛋白胨的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以家禽羽毛为原料生产蛋白胨的方法，包括以下步骤：将家禽羽毛原料预处理后送进微波膨化机处理；加入角蛋白酶进行酶解反应，加热使酶失活；加入活性炭进行脱腥、脱异味、脱色等处理，并进行过滤；蒸发浓缩，高速离心喷雾干燥，干燥后即得所述蛋白胨，本发明采用微波膨化和角蛋白酶酶解技术结合法以家禽羽毛为原料生产蛋白胨，为废弃羽毛资源化利用开发开辟了新途径，对养殖产生的家禽羽毛进行资源化利用，减少环境污染和资源浪费，增加了社会效益，原料成本低廉，工艺设备简单，工艺流程简单操作性强，可实现工业化生产，本发明生产的蛋白胨品质好，得率高；本发明填补了以羽毛为原料制备蛋白胨的技术空白。

Description

一种以家禽羽毛为原料生产蛋白胨的方法

技术领域

本发明主要涉及一种生产蛋白胨的方法，尤其涉及一种以家禽羽毛为原料生产蛋白胨的方法。 

背景技术

当前我国畜牧养殖业发展势头强劲，畜牧养殖业生产比重占农业生产越来越大，养殖方式也有传统养殖模式向规模化集约化模式转变，大规模的家禽养殖产生了大量的羽毛废弃物。据中国畜牧业协会统计，我国近年来禽类年出栏量2000 万吨以上，且鸭、鹅的饲养量全球第一，分别达77.13亿只和33.73亿只（中国畜牧业协会，2009年），家禽的羽毛占家禽体重的5%-7%，按此计算，则年产羽毛粉约100-140万吨。据测定，羽毛粗蛋白质含量约在80 %以上，有“天然蛋白质之冠”之称，此外还含有常量元素、微量元素、维生素以及一些未知生长因子。因此羽毛废弃物经过适当的处理具有十分广泛的用途。我国从20世纪80年代就开始了羽毛废弃物资源化利用的相关研究，但由于羽毛角蛋白的结构不易降解，造成羽毛废弃物利用途径有限，目前约有10-20%的羽毛废弃物主要通过物理、化学和生物学的方法将羽毛加工成羽毛蛋白粉用作动物饲料和通过生物发酵法制备成肥料进行利用，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。 

蛋白胨为蛋白质分解产物，是微生物培养基最主要的基础组分，为微生物生长提供氮源，其作为培养基广泛应用于微生物、食品添加剂、制药、生物制品等发酵产品中。经检索，目前制备蛋白胨的原料主要有植物大豆、昆虫干粉、动物血液、动物皮屑、动物骨及脏器等，申请号为02157955.5的中国专利申请公开了一种以大豆为原料酶法生产植物蛋白胨的方法，申请号为200910102575.3的中国专利申请公开了一种以新鲜动物骨头、动物边角料、次品蔬菜水果及自制胰酶等制备蛋白胨的方法，申请号为200810103120.9的中国专利申请公开了一种动物血液蛋白胨及其加工工艺，申请号为00119488.7的中国专利申请公开了一种牲畜血液加压水解制取脱色蛋白胨的方法，申请号为86104118的中国专利申 请公开了一种从干蚕蛹中制造无蛹臭无盐蚕蛹蛋白胨的方法，申请号为200910090372.7的中国专利申请公开了一种通过双酶水解昆虫干粉制备蛋白胨的方法，申请号为97107438.0的中国专利申请公开了一种以皮屑生产蛋白胨的方法，申请号为200810103121.3的中国专利申请公开了一种以田菁胶工业下脚料副产品——田菁籽粉为原料生产蛋白胨的方法； 

以家禽羽毛废弃物为原料生产蛋白胨仅见于1975年《今日科技》第11期第13-14页报道的《废羽毛直接水解法试制蛋白胨》，其主要工艺是在浴比1:15、压力4Kg/cm²条件下维持36小时，其工艺简单，但限于当时的设备和技术水平，产率低、质量差，且并未形成工业化生产；有关以家禽羽毛为原料制备蛋白胨的专利发明未见报道。 

发明内容

本发明目的就是为了提供一种以家禽羽毛为原料生产蛋白胨的方法。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种以家禽羽毛为原料生产蛋白胨的方法，包括以下步骤： 

（1）将家禽羽毛原料进行洗涤除杂、干燥、剪切粉碎预处理； 

（2）将预处理的羽毛原料送进微波膨化机，在1.2-1.5MPa下进行微波膨化处理，时间为1-5分钟； 

（3）将膨化处理好的羽毛原料送进酶水解罐，按原料与水的比重1：3—5的比例注入水，并通过加入酸性或碱性溶液，调节溶液PH值至7.0-8.5； 

（4）按羽毛原料重量的0.2-0.5％向酶水解罐加入角蛋白酶，在40-60℃温度下进行酶解反应3-5h；酶解反应完成后加热使温度上升100℃并保温10—13分钟，使得酶失活；待温度降至55—60℃时，加入羽毛原料重量2％的活性炭进行脱腥、脱异味、脱色等处理，并进行过滤； 

（5）将羽毛原料重量1.6-2.0％的谷朊粉、1—1.5倍的浓度为1—2mol/L乳酸混合搅拌，在80—100℃下加热3—5分钟，常温冷却； 

（6）将步骤（4）的滤液和步骤（5）中的冷却液混合，加入酸性或碱性溶液，调节PH至7.0，然后进行加热蒸发浓缩，当水分降至40—45％时，进行高速离心喷雾干燥，入口温度为235—245℃，出口温度85—95℃，转速18000rmp，干燥后即得所述蛋白胨。 

所述家禽羽毛为鸡羽毛、鸭羽毛、鹅羽毛、鸵鸟羽毛、山鸡羽毛、鹌鹑羽毛或者其他禽类羽毛。 

步骤（3）和步骤（6）所述的酸性溶液为盐酸或磷酸溶液，所述的碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。 

本发明的优点是： 

本发明采用微波膨化和角蛋白酶酶解技术结合法以家禽羽毛为原料生产蛋白胨，为废弃羽毛资源化利用开发开辟了新途径，对养殖产生的家禽羽毛进行资源化利用，减少环境污染和资源浪费，增加了社会效益，原料成本低廉，工艺设备简单，工艺流程简单操作性强，可实现工业化生产，谷朊粉是由多种氨基酸组成，蛋白质含量高达 75%～85%，通过本发明的工艺，将其与酶解过的原料羽毛混合后喷雾，使得生产出的蛋白胨蛋白含量更高，功能效果更强，本发明生产的蛋白胨品质好，得率高；填补了以羽毛为原料制备蛋白胨的技术空白。 

具体实施方式

实施例1 

备家禽羽毛原料100kg，在洗涤槽内进行洗涤除杂，再晾晒干燥（或直接送进干燥箱进行干燥），干燥后送进粉碎机进行剪切粉碎处理，粉碎细度小于0.4cm；将粉碎后的羽毛原料送进微波膨化机（东莞市齐协微波设备有限公司制造，型号为QX-70HM6），在1.2-1.5MPa下进行膨化处理，时间为1-5分钟；将膨化处理好的羽毛原料送进酶水解罐，按原料与水的比重1:5的比例注入水，注水完成后加氢氧化钠溶液调节溶液PH值至8.0；按羽毛原料重量的0.25％向酶水解罐加入角蛋白酶制剂（角蛋白酶制剂购自武汉毅兴禾科技发展有限公司），温度控制在50℃-55℃温度下进行酶解反应3h；待酶解反应完成后，加热使温度上升至100℃并保温10分钟，使得酶失活；然后待温度降至60℃左右时，加入2％活性炭进行脱腥、脱异味和脱色等处理，之后进行过滤，得滤液；将羽毛原料重量1.6-2.0％的谷朊粉、1—1.5倍的浓度为1—2mol/L乳酸混合搅拌，在80—100℃下加热3—5分钟，常温冷却；将上述滤液和的冷却液混合，调节 PH值至7.0，然后进行加热蒸发浓缩，当水分降至40—45％时，进行高速离心喷雾干燥，入口温度为235—245℃，出口温度85—95℃，转速18000rmp，干燥后即得所述蛋白胨。 

进行高速离心喷雾干燥（干燥机为小型实验室用高速离心喷雾干燥机，购自常州市高强干燥设备有限公司,型号为LGP-100），控制入口温度为240℃，出口温度90℃，转速18000rmp，即得本发明产品羽毛蛋白胨72.8kg(得率为91.0％，以羽毛的蛋白含量为80％计)。 

所得产品为淡黄色粉末，经化学分析方法测得其化学成分组成及氨基酸组成分别见表1和表2。 

表1 制备的羽毛蛋白胨化学组成 

表2 制备的羽毛蛋白胨氨基酸组成 

用所制得的蛋白胨配制成营养琼脂平板进行微生物培养试验，选用菌株有猪源治病性大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和赤霉菌，试验表明三种菌生长情况、菌体形态良好，说明本发明产品可以作为细菌、真菌等为微生物的培养基质。 

Claims (2)

1.一种以家禽羽毛为原料生产蛋白胨的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将家禽羽毛原料进行洗涤除杂、干燥、剪切粉碎预处理；

（2）将预处理的羽毛原料送进微波膨化机，在1.2-1.5MPa下进行微波膨化处理，时间为1-5分钟；

（3）将膨化处理好的羽毛原料送进酶水解罐，按原料与水的比重1：3-5的比例注入水，并通过加入酸性或碱性溶液，调节溶液pH值至7.0-8.5；

（4）按羽毛原料重量的0.2-0.5％向酶水解罐加入角蛋白酶，在40-60℃温度下进行酶解反应3-5h；酶解反应完成后加热使温度上升至100℃并保温10-13分钟，使得酶失活；待温度降至55-60℃时，加入羽毛原料重量2％的活性炭进行脱腥、脱异味、脱色等处理，并进行过滤；

（5）将羽毛原料重量1.6-2.0％的谷朊粉、1-1.5倍的浓度为1-2mol/L乳酸混合搅拌，在80-100℃下加热3-5分钟，常温冷却；

（6）将步骤（4）的滤液和步骤（5）中的冷却液混合，加入酸性或碱性溶液，调节 pH值至7.0，然后进行加热蒸发浓缩，当水分降至40-45％时，进行高速离心喷雾干燥，入口温度为235-245℃，出口温度85-95℃，转速18000rmp，干燥后即得所述蛋白胨；

步骤（3）和步骤（6）所述的酸性溶液为盐酸或磷酸溶液，所述的碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。

2.根据权利1要求所述的以家禽羽毛为原料生产蛋白胨的方法，其特征在于，所述家禽羽毛为鸡羽毛、鸭羽毛、鹅羽毛、鸵鸟羽毛、山鸡羽毛、鹌鹑羽毛或者其他禽类羽毛。