CN104769128B - 食物蛋白质成分及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明基本涉及一种用于从含有角蛋白的蛋白质材料酶促制备食物蛋白质成分的方法及其所制备的组合物。该方法包括用一定量的还原剂处理含有蛋白质的材料，随后通过蛋白水解酶水解角蛋白，以高效且经济地将角质蛋白源转化成可口的高度可消化的蛋白质食物产品。
Description
技术领域
本发明基本涉及一种从含有角蛋白的蛋白质材料酶促制备食物蛋白质成分的方法以及所制备的组合物。更具体地，它涉及通过以下方式从含有角蛋白的来源生产食物蛋白质的方法：变性预处理角蛋白，随后由蛋白水解酶水解角蛋白，以有效和经济地将角质蛋白源转化成可口的高度可消化的蛋白质食品。
发明背景
众所周知世界人口增长对食品供应生产相应的压力。随着人口增加，已经昂贵的食物成分，如食物蛋白质，可以对宠物和伴侣动物消费而言是极其昂贵的。因此，需要不与人类食物链竞争的替代性蛋白质源。这种替代性蛋白质源包括常见的动物副产物，如羽毛、毛发、软毛、羊毛、鬃毛、角、蹄，指甲、爪、喙、外层动物皮、陆龟壳和海龟壳、鲸须、豪猪刺和鳞，它们含有在角蛋白家族中的纤维状结构蛋白。尽管角蛋白材料通常丰富、价廉和可持续供应，但是它们也含有相对高百分数的含硫氨基酸如半胱氨酸。半胱氨酸可以形成有助于角蛋白三级结构的二硫键，使其坚固和耐久。结构耐久性导致低消化率并且使得角蛋白总体上不适合以其天然状态用作食品级蛋白质的来源。
将含有生角蛋白的材料转化成食品级蛋白质材料的先前尝试代价昂贵，并且产生不可口和蛋白质消化率低的产物。因此，这类含有角蛋白的原料已经传统上作为农业废弃物处理并且被分配至处置或再循环。
含有角蛋白的材料可以通过使它们经历苛刻物理条件如相对高的热和压力(例如在146℃和345kPa持续约30至70分钟)进行变性。这种处理可以促进破坏二硫键，但是仅不完全水解角蛋白。此外，这类条件对某些氨基酸是破坏性的并且可以导致终产物中不利的含硫非营养性氨基酸产生。
化学处理也可以用来破坏二硫键并且可以从角蛋白生产相对较短的肽。例如，在小于或等于2.0至4.0的pH煮沸角蛋白约2至20小时，或在高碱性pH煮沸超过2小时产生了寡肽、多肽和游离氨基酸。然而，这类苛刻处理可以部分地或完全摧毁某些氨基酸，因而降低终产物的营养层面。碱性水解尤其趋向于产生不利的人工氨基酸如羊毛硫氨酸和赖丙氨酸，后者已经作为实验室大鼠中肾毒因子涉及。用酸性物质或碱性物质处理也可以在混合物中产生残余盐，所述盐可能需要额外的加工步骤以除去。
因而，借助苛刻处理如加热和化学品水解含有角蛋白的材料遭遇到不完全水解和不利氨基酸及残余盐污染食品的问题。另外，这类方法在生产高度可消化食品方面尚未成功。这些方法通常不产生具有大于约80％消化率的产物，如通过博伊森(Boisen)和费尔南德斯(Fernandez)的2步骤方法(1995)所测量。
因此，需要将含有角蛋白的蛋白质材料转化成合乎需要的食品成分的方法，所述食品成分有营养、可口并且是动物高度可消化。所需的方法应当适用于温和条件下预处理含有蛋白质的原料，特别是丰富、可持续供应、低成本的含有角蛋白的原料，以疏松紧凑β-折叠结构，因而允许后续酶促水解有效地破坏角蛋白的肽键。该食品应当相对不含不利的氨基酸并且不应当需要额外的加工或最低加工以除去残余盐，并且应当还是工业加工可操作的。
发明简述
本发明提供用于制备食物蛋白质成分的改进方法，所述改进方法涉及通过使一定量的含有角蛋白的原料与还原剂接触并加热以产生蛋白质混合物，预处理该材料。随后通过在水溶液中混入一定量的至少一种蛋白水解酶以便与预处理的蛋白质混合物反应以生产蛋白质浆液，使预处理的原料经历酶水解。该蛋白质浆液经受乳化过程并孵育一段足以生产食物蛋白质成分的时间。
这种方法及其组合物的多种目的和优点将从以下描述结合附图显而易见，所述附图以说明和举例方式阐述该方法和所得组合物的某些实施方案。
在一个方面，本发明提供一种用于制备食物蛋白质成分的方法。通常，该方法包括以下步骤：从含有一定量蛋白质的任何原料提供一定量的含有蛋白质的材料，其中所述含有蛋白质的材料含有角蛋白，使含有蛋白质的材料与选自还原剂、离液剂、去垢剂及其混合物的组合物接触，加热接触的含有蛋白质的材料以产生蛋白质混合物，在水溶液中混入一定量的蛋白水解酶以生产蛋白水解酶溶液并且使该蛋白质混合物与蛋白水解酶溶液接触以生产蛋白质和酶的混合物，通过尺寸缩减过程加工蛋白质和酶的混合物以生产尺寸缩减的蛋白质和酶的混合物，并且将尺寸缩减的蛋白质和酶的混合物孵育一段足以生产食物蛋白质成分的时间。
在本发明的一些方面，该方法还包括使含有蛋白质的材料与一定量的水接触的步骤。
通常，还原剂选自由焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钙、亚磷酸盐、2-巯基乙醇、双(2-巯基乙基)砜、2,3-二巯基-1-丙醇、二硫苏糖醇、二硫代丁胺、L-半胱氨酸、半胱氨酸乙酯、半胱氨酸甲酯、三烷基膦、三(2-羧乙基)膦盐酸盐及它们的组合所组成的组中。
通常，离液剂选自由脲、硫脲、胍盐及它们的组合所组成的组中。
通常，去垢剂选自由十二烷基硫酸钠(SDS)、乙基三甲基溴化铵、曲拉通X-100(Triton X-100)、(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基-聚乙二醇、由陶氏化工(Dow ChemicalCompany)及其被许可方按商标
X-114出售的聚乙二醇叔辛基苯基醚、聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单月桂酸酯(聚山梨醇酯-20)、聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单棕榈酸酯(聚山梨醇酯-40)、聚氧乙烯(20)单硬脂酸酯(聚山梨醇酯-60)、聚氧乙烯(20)单油酸酯(聚山梨醇酯-80)、辛基葡糖苷、辛基硫代葡糖苷、3-[(3-胆酰胺丙基)二甲基氨基]-1丙磺酸(CHAPS)、3-[(3-胆酰胺丙基)二甲基氨基}-2-羟基-1-丙磺酸(CHAPSO)及它们的组合所组成的组中。
尺寸缩减过程的优选方式选自由碾磨、研磨、切碎、切削、切丁、撕碎、乳化、均质化、高压均质化及它们的组合所组成的组中。
通常，蛋白水解酶选自由内切蛋白酶、外切蛋白酶(exoprotease)、外源酶、内源酶及它们的组合。优选的内切蛋白酶选自菠萝蛋白酶、组织蛋白酶、钙蛋白酶、无花果蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、链菌蛋白酶(streptopain)、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、碱性蛋白酶(alcalase)和角蛋白酶及它们的组合所组成的组中。
在本发明的一些方式中，使蛋白质混合物与多于一种蛋白水解酶接触并与之混合。
可以理解，尺寸缩减过程可以在蛋白质混合物与蛋白水解酶接触之前、在其期间和/或之后实施或进行。
在一些优选的方式中，食物蛋白质成分通过离心、过滤或滗析进一步加工。
在另一个方面，本发明提供从本发明的一个方面(如本文所述的任一方面)生产的食物成分组合物。优选地，该食物成分具有基于2步骤博伊森(Boisen)法至少约85％的蛋白质消化率。更优选地，该食物成分具有基于2步骤博伊森(Boisen)法从90％至约100％的蛋白质消化率。在一些优选的方式中，至少2％的总氨基酸是含硫氨基酸。在其他的优选方式中，食物成分包含或还包含一定量的可用游离氨基酸。
在另一个方面，本发明提供一种食物成分组合物，其包含从基于角蛋白的材料衍生并具有基于2步骤博伊森(Boisen)法至少约85％的蛋白质消化率的蛋白质源。在优选的方式中，该食物成分具有基于2步骤博伊森(Boisen)法从90％至约100％的蛋白质消化率。
本文中描述并生产的食物成分组合物可以用作针对任何动物的食品中的成分，所述动物包括人类、宠物、家畜、野生动物等。一个优选的用途是作为宠物食品成分。
在另一个方面，本发明提供一种宠物食品，其包含从基于角蛋白的材料衍生并具有基于2步骤博伊森(Boisen)法至少约85％的蛋白质消化率的蛋白质源。在优选的方式中，该宠物食品具有基于2步骤博伊森(Boisen)法从90％至约100％的蛋白质消化率。
在另一个方面，本发明提供一种宠物食品涂层组合物，其包含从基于角蛋白的材料衍生并具有基于2步骤博伊森(Boisen)法至少约85％的蛋白质消化率的蛋白质源。在优选的方式中，该宠物食品涂层组合物具有基于2步骤博伊森(Boisen)法从90％至约100％的蛋白质消化率。
在另一个方面，本发明提供一种用于制备食物蛋白质成分的方法。通常，该方法包括以下步骤：提供一定量的含有蛋白质的材料(其可以是含有一定量蛋白质的任何原料)，其中所述含有蛋白质的材料含有角蛋白；使含有蛋白质的材料与选自还原剂、离液剂、去垢剂及其混合物的组合物接触；加热接触的含有蛋白质的材料以产生蛋白质混合物；在水溶液中混入一定量的蛋白水解酶以生产蛋白水解酶溶液并且使该蛋白质混合物与蛋白水解酶溶液接触以生产蛋白质和酶的混合物；并且将该蛋白质和酶的混合物孵育一段足以生产食物蛋白质成分的时间。在本发明的一些方式中，该方法还包括使含有蛋白质的材料与一定量的水接触的步骤。
优选的还原剂选自由焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钙、亚磷酸盐、2-巯基乙醇、双(2-巯基乙基)砜、2,3-二巯基-1-丙醇、二硫苏糖醇、二硫代丁胺、L-半胱氨酸、半胱氨酸乙酯、半胱氨酸甲酯、三烷基膦、三(2-羧乙基)膦盐酸盐及它们的组合所组成的组中。
优选的离液剂选自由脲、硫脲、胍盐及它们的组合所组成的组中。
优选的去垢剂选自由十二烷基硫酸钠(SDS)、乙基三甲基溴化铵、Triton X-100、(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基-聚乙二醇、由(Dow Chemical Company)及其被许可方按商标
X-114出售的聚乙二醇叔辛基苯基醚、聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单月桂酸酯(聚山梨醇酯-20)、聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单棕榈酸酯(聚山梨醇酯-40)、聚氧乙烯(20)单硬脂酸酯(聚山梨醇酯-60)、聚氧乙烯(20)单油酸酯(聚山梨醇酯-80)、辛基葡糖苷、辛基硫代葡糖苷、3-[(3-胆酰胺丙基)二甲基氨基]-1丙磺酸(CHAPS)、3-[(3-胆酰胺丙基)二甲基氨基}-2-羟基-1-丙磺酸(CHAPSO)及它们的组合所组成的组中。
在这个方面的一些优选方式中，该方法还包括尺寸缩减过程。通常，可以使用任何尺寸缩减过程。优选的尺寸缩减过程选自由碾磨、研磨、切碎、切削、切丁、撕碎、乳化、均质化、高压均质化及它们的组合所组成的组中。
优选的蛋白水解酶选自由内切蛋白酶、外切蛋白酶、外源酶、内源酶及它们的组合。优选的内切蛋白酶选自菠萝蛋白酶、组织蛋白酶、钙蛋白酶、无花果蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、链菌蛋白酶(streptopain)、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、碱性蛋白酶(alcalase)和角蛋白酶及它们的组合所组成的组中。
在一些优选的方式中，使蛋白质混合物与多于一种蛋白水解酶接触并与之混合。
该尺寸缩减过程可以在任何时间实施，所述时间包括在蛋白质混合物与蛋白水解酶接触之前和/或在其期间和/或之后。
在一些优选的方式中，食物蛋白质成分通过离心、过滤或滗析进一步加工。
在本发明的另一个方面，从上文描述的方面和形式生产的食物成分组合物优选地具有基于2步骤博伊森(Boisen)法至少约85％的蛋白质消化率。甚至更优选地，从上文描述的方面和形式生产的食物成分组合物优选地具有基于2步骤博伊森(Boisen)法从约90％至约100％的蛋白质消化率。
在本发明的一些优选的方式中，食物成分组合物包括其中至少2％总氨基酸是含硫氨基酸的组合物。
在其他优选的方式中，食物成分组合物包括一定量的可用游离氨基酸。
在本发明的另一个方面，提供了一种用于制备食物蛋白质成分的方法。通常，该方法包括以下步骤：提供一定量的含有蛋白质的材料(其可以是含有一定量蛋白质的任何原料)，其中所述含有蛋白质的材料含有角蛋白；缩减含有蛋白质的材料的颗粒尺寸；使含有蛋白质的材料与一定量的水接触以产生蛋白质混合物；将一定量的蛋白水解酶与蛋白质混合物混合以生产蛋白质和酶的混合物；通过尺寸缩减过程加工该蛋白质和酶的混合物以生产尺寸缩减的蛋白质和酶的混合物；并且将尺寸缩减的蛋白质和酶的混合物孵育一段足以生产食物蛋白质成分的时间。
在本发明的一些方式中，该方法还包括使含有蛋白质的材料与还原剂接触的步骤。
优选的还原剂选自由焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钙、亚磷酸盐、2-巯基乙醇、双(2-巯基乙基)砜、2,3-二巯基-1-丙醇、二硫苏糖醇、二硫代丁胺、L-半胱氨酸、半胱氨酸乙酯、半胱氨酸甲酯、三烷基膦(trialkylphosphines)、三(2-羧乙基)膦盐酸盐及它们的组合所组成的组中。
在一些方式中，该方法还可以包括使含有蛋白质的材料与离液剂接触的步骤。
优选的离液剂选自由脲、硫脲、胍盐及它们的组合所组成的组中。
在一些方式中，该方法还可以包括使含有蛋白质的材料与去垢剂接触的步骤。
优选的去垢剂选自由十二烷基硫酸钠(SDS)、乙基三甲基溴化铵、曲拉通X-100(Triton X-100)、(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基-聚乙二醇、由陶氏化工(Dow ChemicalCompany)及其被许可方按商标
X-114出售的聚乙二醇叔辛基苯基醚、聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单月桂酸酯(聚山梨醇酯-20)、聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单棕榈酸酯(聚山梨醇酯-40)、聚氧乙烯(20)单硬脂酸酯(聚山梨醇酯-60)、聚氧乙烯(20)单油酸酯(聚山梨醇酯-80)、辛基葡糖苷、辛基硫代葡糖苷、3-[(3-胆酰胺丙基)二甲基氨基]-1丙磺酸(CHAPS)、3-[(3-胆酰胺丙基)二甲基氨基}-2-羟基-1-丙磺酸(CHAPSO)及它们的组合所组成的组中。
优选的蛋白水解酶选自由内切蛋白酶、外切蛋白酶、外源酶、内源酶及它们的组合。优选的内切蛋白酶选自菠萝蛋白酶、组织蛋白酶、钙蛋白酶、无花果蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、链菌蛋白酶(streptopain)、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、碱性蛋白酶(alcalase)和角蛋白酶及它们的组合所组成的组中。
尺寸缩减过程可以包括用于缩减尺寸的任何常规过程。优选的尺寸缩减过程选自由碾磨、研磨、切碎、切削、切丁、撕碎、乳化、均质化、高压均质化及它们的组合所组成的组中。该尺寸缩减过程可以在蛋白质混合物与蛋白水解酶接触之前和/或在其期间和/或之后实施。
在一些优选的方式中，使蛋白质混合物与多于一种蛋白水解酶接触并与之混合。
在一些优选的方式中，该方法还可以包括加热含有蛋白质的材料的步骤。
在一些优选的方式中，食物蛋白质成分通过离心、过滤或滗析进一步加工。
在另一个方面，本发明提供从本文所述的方法生产的食物成分组合物，其中所述食物成分具有基于2步骤博伊森(Boisen)法至少约85％的蛋白质消化率。优选地，该食物成分具有基于2步骤博伊森(Boisen)法从90％至约100％的蛋白质消化率。
在一些优选的方式中，食物成分组合物的至少2％的总氨基酸是含硫氨基酸。
在一些优选的方式中，食物成分组合物包括一定量的可用游离氨基酸。
在另一个方面，本发明提供一种用于制备食物蛋白质成分的方法。通常，该方法包括以下步骤：提供一定量的含有蛋白质的材料(其包括含有一定量蛋白质的任何原料)，其中所述含有蛋白质的材料含有角蛋白；使含有蛋白质的材料与一定量的水接触；加热含有蛋白质的材料以产生蛋白质混合物；将一定量的蛋白水解酶与蛋白质混合物混合以生产蛋白质和酶的混合物；并且将蛋白质和酶的混合物孵育一段足以生产食物蛋白质成分的时间。
在一些优选的方式中，该方法还可以包括使含有蛋白质的材料与还原剂接触。优选的还原剂选自由焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钙、亚磷酸盐、2-巯基乙醇、双(2-巯基乙基)砜、2,3-二巯基-1-丙醇、二硫苏糖醇、二硫代丁胺、L-半胱氨酸、半胱氨酸乙酯、半胱氨酸甲酯、三烷基膦、三(2-羧乙基)膦盐酸盐及它们的组合所组成的组中。
在一些优选的方式中，该方法还可以包括使含有蛋白质的材料与离液剂接触的步骤。优选的离液剂选自由脲、硫脲、胍盐及它们的组合所组成的组中。
在一些优选的方式中，该方法还可以包括使含有蛋白质的材料与去垢剂接触的步骤。优选的去垢剂选自由十二烷基硫酸钠(SDS)、乙基三甲基溴化铵、曲拉通X-100(TritonX-100)、(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基-聚乙二醇、由陶氏化工(Dow Chemical Company)及其被许可方按商标
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在一些优选的方式中，该方法还可以包括尺寸缩减过程。优选的尺寸缩减过程选自由碾磨、研磨、切碎、切削、切丁、撕碎、乳化、均质化、高压均质化及它们的组合所组成的组中。
优选的蛋白水解酶选自由内切蛋白酶、外切蛋白酶、外源酶、内源酶及它们的组合。优选的内切蛋白酶选自菠萝蛋白酶、组织蛋白酶、钙蛋白酶、无花果蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、链菌蛋白酶(streptopain)、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、碱性蛋白酶(alcalase)和角蛋白酶及它们的组合所组成的组中。
在一些优选的方式中，蛋白质混合物可以与多于一种蛋白水解酶接触并与之混合。
该尺寸缩减过程可以在蛋白质混合物与蛋白水解酶接触之前和/或在其期间和/或之后实施。
在一些优选的方式中，食物蛋白质成分可以通过离心、过滤或滗析进一步加工。
在另一个方面，本发明提供从本文所述的方法生产的食物成分组合物，其中所述食物成分具有基于2步骤博伊森(Boisen)法至少约85％的蛋白质消化率。在中的优选方式，食物成分将具有基于2步骤博伊森(Boisen)法从90％至约100％的蛋白质消化率。
在一些优选的方式中，本发明的食物成分组合物将使得至少2％的其中总氨基酸是含硫氨基酸。
在一些优选的方式中，食物成分将包括一定量的可用游离氨基酸。
发明详述
本发明提供一种用于生产食物蛋白质成分的方法和所生产的食物蛋白质成分。从含有角蛋白的原料生产食物蛋白质成分的方法涉及以下步骤：首先，预处理含有角蛋白的原料以破坏二硫键并使角蛋白变性，接着酶水解预处理的材料，这可以包括水解物的尺寸缩减，随后是水解材料的后处理。构思用于生产食物蛋白质成分的方法可以通过连续加工、分批加工或两种加工类型的组合来实施。
在合适的耐热和耐化学性密封容器中提供一定量的含有角蛋白的材料，所述密封容器是产业中所用标准容器的常见类型，如，但不限于不锈钢罐。含有蛋白质的材料可以包括产业中已知含有角蛋白的任何蛋白质材料，包括但不限于羽毛、毛发、软毛、羊毛、鬃毛、角、蹄，指甲、爪、喙、外层动物皮、陆龟壳和海龟壳、鲸须、豪猪刺和鳞或任何其他合适的含有角蛋白的材料或它们的混合物。尽管含有角蛋白的材料是一种蛋白质源，但是可以使用含有一定量蛋白质的任何合适原料，包括但不限于动物来源、植物来源、单细胞生物或它们的组合。
蛋白质通常由借助肽键连接的多个肽组成。蛋白质可以包含一个或多个肽链并且通常折叠成复杂的高级结构。这些高级结构通常由5种主要相互作用结合在一起：(1)二硫键，(2)离子相互作用(如盐桥)；(3)范德瓦尔斯力(包括偶极-偶极相互作用、诱导偶极相互作用，和伦敦色散力)；(4)氢键相互作用(包括氢键)；和(5)疏水相互作用。
该材料首先与一定量的能够破坏二硫键的试剂接触。在一个实施方案中，该试剂是用于亚硫酸解的任何试剂。在另一个实施方案中，该试剂是含水形式的还原剂，所述含水形式允许该还原剂喷洒在该材料上。与还原剂混合的液体组分的量将依赖于所用的还原剂，例如，可以使用还原剂对水为约9％至约10％w/v的溶液。在一个备选实施方案中，还原剂可以处于任何形式，如允许该还原剂接触含有蛋白质的材料的粉末或气体。该还原剂可以是产业中已知用于或被用于破坏角蛋白结构中二硫键的任何试剂。
在一个实施方案中，还原剂是食品级或非食品级产品，包括但不限于亚硫酸盐化合物，如焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钙、亚磷酸盐、2-巯基乙醇、双(2-巯基乙基)、2,3-二巯基-1-丙醇、二硫苏糖醇、二硫代丁胺、L-半胱氨酸、半胱氨酸乙酯、半胱氨酸甲酯、三烷基膦、三(2-羧乙基)膦盐酸盐及它们的组合。在还原剂是非食品级产品的情况下，预计可以从终产物移除任何残余量的非食品级还原剂，例如，通过过滤、透析、蒸发或任何其他合适的手段。将还原剂以足以破坏在含有蛋白质的材料中存在的二硫键的量添加。在一个实施方案中，还原剂的量是约0.01％至约1.0％w/w的角蛋白干重。
在一个实施方案中，将含有蛋白质的材料在生角蛋白中携带一定量水的情况下添加至密封容器，这产生下述混合物，所述混合物具有约36％至约90％含有蛋白质的材料对约10％至约64％的水。在其他实施方案中，将含有蛋白质的材料在具有下述量水的情况下添加，所述量的水产生下述混合物，所述混合物具有约37％、或38％、或39％、或40％、或41％、或42％、或43％、或44％、或45％、或46％、或47％、或48％、或49％、或50％、或51％、或52％、或53％、或54％、或55％、或56％、或57％、或58％、或59％、或60％、或61％、或62％、或63％、或64％、或65％、或66％、或67％、或68％、或69％、或70％、或71％、或72％、或73％、或74％、或75％、或76％、或77％、或78％、或79％、或80％、或81％、或82％、或83％、或84％、或85％、或86％、或87％、或88％、或89％或90％含有蛋白质的材料对约11％、或12％、或13％、或14％、或15％、或16％、或17％、或18％、或19％、或20％、或21％、或22％、或23％、或24％、或25％、或26％、或27％、或28％、或29％、或30％、或31％、或32％、或33％、或34％、或35％、或36％、或37％、或38％、或39％、或40％、或41％、或42％、或43％、或44％、或45％、或46％、或47％、或48％、或49％、或50％、或51％、或52％、或53％、或54％、或55％、或56％、或57％、或58％、或59％、或60％、或61％、或62％、或63％、或64％的水。一个优选的范围包括约36％至约40％的蛋白质和60％至约64％的水。还预计可以在添加之前通过喷雾干燥含有蛋白质的材料实现混合物的其他浓度。在另一个实施方案中，将含有蛋白质的材料在具有下述量水的情况下添加，所述量的水产生下述混合物，所述混合物具有约90％或89％、或88％、或87％、或86％、或85％、或84％、或83％、或82％、或81％、或80％、或79％、或78％、或77％、或76％、或75％、或74％、或73％、或72％、或71％、或70％、或69％、或68％、或67％、或66％、或65％、或64％、或63％、或62％、或61％、或60％、或59％、或58％、或57％、或56％、或55％、或54％、或53％、或52％、或51％、或50％、或49％、或48％、或47％、或46％、或45％、或44％、或43％、或42％、或41％、或40％、或39％、或38％、或37％、或36％含有蛋白质的材料对约0％至1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％84％、85％、86％、87％、88％或89％的水。
预计在某些实施方案中可以在含有蛋白质的材料与用于亚硫酸解的试剂接触后添加水。这个步骤也可以破坏离子相互作用、氢键相互作用、范德瓦尔斯相互作用和疏水相互作用。
在另一个实施方案中，离液剂和或去垢剂组合物可以与还原剂组合或添加至还原剂以辅助破坏参与蛋白结构的相互作用。去垢剂是含有非极性尾和极性头的两亲分子。它们可以是离子型(阴离子型或阳离子型)、非离子型或两性离子型的。合适的去垢剂组合物包括但不限于十二烷基硫酸钠(SDS)、乙基三甲基溴化铵、曲拉通X-100(Triton X-100)、(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基-聚乙二醇、由陶氏化工(Dow Chemical Company)及其被许可方按商标
X-114出售的聚乙二醇叔辛基苯基醚、聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单月桂酸酯(聚山梨醇酯-20)、聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单棕榈酸酯(聚山梨醇酯-40)、聚氧乙烯(20)单硬脂酸酯(聚山梨醇酯-60)、聚氧乙烯(20)单油酸酯(聚山梨醇酯-80)、辛基葡糖苷、辛基硫代葡糖苷、3-[(3-胆酰胺丙基)二甲基氨基]-1丙磺酸(CHAPS)、3-[(3-胆酰胺丙基)二甲基氨基}-2-羟基-1-丙磺酸(CHAPSO)及它们的组合。
在其中蛋白质是角蛋白的实施方案中，离液剂发挥作用以破坏角蛋白的充分紧凑的β折叠结构。离液剂通过去稳定化非共价力即氢键相互作用、范德瓦尔斯力、疏水相互作用和离子相互作用介导的相互作用发挥破坏蛋白结构的作用。通破坏非共价相互作用，离液剂使得额外溶剂渗透角蛋白的β折叠结构成为可能。这允许蛋白质更容易地溶解并且导致溶解额外量的蛋白质。离液剂可以随还原剂一起并入混合物中，如在喷雾剂中，或在施加还原剂之前或之后单独施用至含有蛋白质的材料。可以使用任何离液剂并且所需离液剂的选择将取决于所用的蛋白质原料和所需的终产物。在一个实施方案中，可以使用食品级离液剂，例如，脲、硫脲、胍盐或它们的组合。离液剂的量也将取决于所用的蛋白质原料和所需的终产物，但是可以包括以蛋白质材料的重量计至多约1％的量。
接下来将喷洒的材料加热以产生蛋白质混合物。加热混合物增加了还原剂的反应速率，以及通过破坏负责高级结构的非共价相互作用，发挥水解蛋白质的作用。加热进一步发挥软化角蛋白结构的作用。蒸汽是优选的热源，不过预计还可以使用产业中已知的其他合适加热手段。蒸汽加热允许热在蛋白质材料内部更多地渗透并且一般减少处理时间。为减少或消除在蛋白质材料上或其内部存在的微生物病原体，加热也是重要的。通过限制反应的热能量输入，蒸汽还起到减少有害氨基酸产生的作用。低压大体积蒸汽是优选的，特别是高度饱和的蒸汽，因为它增加传热并且允许最少的高温暴露。在另一个实施方案中，也可以使用过热蒸汽处理。
蒸汽优选地具有约148℃至约157℃的温度并可以借助在罐底部的穿孔平板或以任何其他方式引入，所述任何其他方式设计成使得蒸汽接触和渗透含有角蛋白的材料的团块成为可能。将蒸汽供应至预处理的混合物直至混合物达到约85℃至约95℃的温度。在用还原剂和热处理初始预处理期间，可以是搅拌蛋白质材料，如通过搅拌以允许连续混合蛋白质材料。连续混合将导致所选择还原剂的均匀分布以及蒸汽热的更好渗透。
通常将热供应约5分钟至约30分钟时间，并且可以在下一个过程步骤之前通过隔绝方法维持已加热的材料的高温。预计可以通过至多约2.0小时时间的隔绝方法维持蒸汽的效果。在另一个实施方案中，通将热供应约15分钟至约30分钟。热处理的持续时间将取决于许多加工变量，如，但不限于，加热方法、密封容器、加热步骤期间搅拌、下一个过程步骤之前的运输时间和所用的还原剂和/或去垢剂和/或离液剂。在另一个实施方案中，还预计可以在非环境条件下，如在低氧环境中或在升高的压力下实施预处理变性步骤。
在采集含有生角蛋白的材料和预处理之间存在明显延迟的情况下，可以使所述材料经历快速冷却，例如，用干冰或液氮，以减少微生物活动。
任选地在预处理期间，至多约50％的另一种蛋白质源可以混合入含有角蛋白的材料中。在一个实施方案中，可以添加约0.01％至约50％量的另一种蛋白质源。在另一个实施方案中，可以添加约1％至约50％量的另一种蛋白质源。在另一个实施方案中，可以添加约10％至约50％量的另一种蛋白质源。在另一个实施方案中，可以添加约20％至约50％量的另一种蛋白质源。在另一个实施方案中，可以添加约30％至约50％量的另一种蛋白质源。在另一个实施方案中，可以添加约40％至约50％量的另一种蛋白质源。在另一个实施方案中，可以添加约0.01％至约30％量的另一种蛋白质源。在另一个实施方案中，可以添加约1％至约30％量的另一种蛋白质源。在另一个实施方案中，可以添加约10％至约30％量的另一种蛋白质源。在另一个实施方案中，可以添加约20％至约30％量的另一种蛋白质源。在另一个实施方案中，可以添加约25％至约30％量的另一种蛋白质源。可以使用任何含有角蛋白的材料，例如淘汰蛋鸡；动物毛发、鬃毛、羊毛、软毛或任何其他动物材料，包括但不限于动物血液、内脏、外层动物皮、头、饲料或鱼内脏，例如，也可以包括来自冷水鱼类的内脏。所需的终产物氨基酸谱将决定待使用的蛋白质原料，因而产生和增强终产物的平衡。除含有角蛋白的材料之外，也可以含有角蛋白的材料添加任何其他蛋白质材料或蛋白质源向如，例如，植物、植物衍生物、种子、单细胞生物、微藻和巨藻。
在另一个实施方案中，在预处理期间可以采取以缩短反应时间的任选步骤包括在开始预处理之前或之后或在预处理阶段期间通过预碾磨、研磨、切碎、切削、切丁、撕碎、乳化、均质化、高压均质化等或其任意组合缩减原料的尺寸。大小缩减可以用本领域已知的任何有效设备，如制粒机、刀、切刀、切片机、分切机、切碎机、研磨机、磨式乳化机(millemulsifier)、均质化机、高压均质化机等实现。材料可以在尺寸缩减之前用超声波、脉冲波、气体、过热蒸汽、液氮或干冰预处理，或尺寸缩减可以在冷藏或低温条件下实现以采用单次通过或多次通过促成进一步尺寸缩减。材料也可以在湿润、受潮或干燥状态下进行尺寸缩减。也可以通过将混合物乳化至小于约20mm、优选地小于约10mm、更优选地小于约5mm、更优选地小于约1mm的尺寸和甚至更优选地缩减至小于约0.05mm的尺寸，缩减材料的尺寸。也可以通过将混合物乳化至小于约19mm、18mm、17mm、16mm、15mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、或0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.1mm、或0.05mm的尺寸，缩减材料的尺寸。
在下一个步骤中，预处理的材料经历酶水解。在一个实施方案中，预处理的材料包含约20％至约45％的干物质。预计预处理的材料也可以包含约25％至约40％的干物质，或约30％至约35％的干物质。在某些实施方案中，预处理的材料包含约20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％或44％至约45％的干物质。在某些实施方案中，预处理的材料包含约25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、或39％至约40％的干物质。在某些实施方案中，预处理的材料包含约30％、31％、32％、33％或34％至约35％的干物质。，在一个实施方案中，可以使用本领域已知的任何蛋白水解酶，包括但不限于蛋白酶，如内切蛋白酶、外切蛋白酶、外源酶、内源酶或它们的组合。内切蛋白酶可以单独或在组合下使用、并且包括但不限于菠萝蛋白酶、组织蛋白酶、钙蛋白酶、无花果蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、链菌蛋白酶(streptopain)、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、碱性蛋白酶(alcalase)和角蛋白酶。所用的内切蛋白酶的量将取决于原料和所需的终产物，但是将包括约0.3％至约13％w/w蛋白质干重的量。在某些实施方案中，内切蛋白酶的量将包括约0.5％、或1％、或2％、或3％、或4％、或5％、或6％、或7％、或8％、或9％、或10％、或11％、或12％至约13％w/w蛋白质干重的量。在另一个实施方案中，蛋白酶的组合是优选的，因为该组合可以协同地以高效方式水解角蛋白。如果使用内切蛋白酶的组合，每种内切蛋白酶的量将是约0％至约7％w/w的蛋白质干重。在另一个实施方案中，可以添加外切蛋白酶，优选地在稍后水解阶段，此时从较早蛋白酶解可获得更多数量的肽，以进一步缩减蛋白质尺寸以产生具有所需特征的肽，以及用于产生低变应性和/或无变应性蛋白质成分。可以使用含有纯化内切蛋白酶和外切蛋白酶的混合物的任何合适酶产品，例如，风味蛋白酶
和Kojizyme(诺维信公司(Novozymes A/Z)，鲍斯韦，丹麦)和Validase FP(DSM，Heerland，荷兰)，和外肽酶类如亮氨酸氨基肽酶。可选地，原料中所携带的内源酶可以用来减少添加的内切蛋白酶的所需要剂量。这些内源酶可以从动物内脏获得，例如，蛋白酶、糖酶和/或脂肪酶。
在酶促水解期间，重要的是确保选择产生最佳结果的条件。这些条件将取决于水解所用的酶，然而，pH一般将是约6.0至约8.0，同时温度范围是约55°至约80℃。在某些实施方案中，pH一般将是约6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9至约8.0。在某些实施方案中，温度范围将是约60℃、65℃、70℃或75℃至约80℃。pH和温度均将取决于所选的酶，同时调整条件以确保最佳结果。可以使用更高水解温度，如果在不产生抗营养物质如赖丙氨酸和羊毛硫氨酸的情况下，这提高转化速率的话。水解持续时间将取决于使用的原料以及所需的终产物，但是可以是约30分钟至约6小时。为了维持该方法的商业活力，在某些实施方案中，水解时间限于小于约4小时。在其他实施方案中，水解时间可以是约2小时至约3小时。在其他实施方案中，水解时间可以是约30分钟至约2小时。
水解步骤优选地包括乳化以缩减蛋白质混合物的颗粒尺寸。可以使用任何合适的乳化加工设备，如，例如，由斯蒂芬食品加工机械厂(Stephan Food ProcessingMachinery)生产的乳化设备(Symnpak Group,哈默尔恩(Hameln)，德国)。乳化加工可以在蛋白质混合物与酶促反应接触之前或之后实施并且乳化加工可以与带有蛋白质浆液的蛋白水解酶反应结合继续进行。在另一个实施方案中，乳化可以在水解步骤之前实施。在一个实施方案中，乳化将缩减颗粒尺寸至小于约20mm，或小于约10mm或小于约5mm，或小于约1mm或小于约0.5mm。在某些实施方案中，乳化将缩减颗粒尺寸至小于约20mm、19mm、18mm、17mm、16mm、15mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm或小于约0.5mm。
在酶水解后，根据常见的产业惯例和方法加工蛋白质材料以确保货架稳定性。在一个实施方案中，将水解产物用磷酸酸化至pH小于约2.5并在90℃加热约10分钟以杀灭酶和细菌。加热时间可以变动，并且预先选择以避免生产不利的副产物。可选地，水解产物可以直接干燥，优选地使用真空干燥器以利用产物中的残余热。可以使用产业中已知的其他干燥技术，如，但不限于喷雾干燥、鼓式干燥、过热蒸汽干燥、或流化层干燥。水解产物也可以在干燥之前经受离心、过滤和/或超滤，或滗析或前者的任何组合。
还原型糖，酵母和核苷酸也可以添加至液态水解物基体以进一步在高温和高压反应来增强蛋白质产物的可口性。可以测量挥发物质、半挥发物质和其他化学组成属性以相关包含这类蛋白质成分的食品的采食性能。
根据前述方法生产的优选蛋白质成分产物在室温稳定，高度可口并含有约85％至约100％的蛋白质消化率。在另一个实施方案中，该产物含有约90％至约100％的蛋白质消化率。在其他实施方案中，该产物含有约85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、或99％至约100％的蛋白质消化率。在另外的实施方案中，该产物含有至少约93％的蛋白质消化率。全部前述消化率百分数是如通过博伊森(Boisen)和费尔南德斯(Fernandez)(1995)描述的2-步骤酶促方法测量。
优选的蛋白质成分产物在总氨基酸中具有至少约2％的含硫氨基酸。至少约90％的残余蛋白质包含具有小于约10kDa分子量的短链肽。至少约80％的残余蛋白质包含具有约1200Da至约1500Da范围内和优选地约1000Da至约1400Da范围内分子量的肽。在某些实施方案中，肽具有约1000、1100、1200、1300或1400至约1500Da范围内的分子量。至少约2％的残余蛋白质具有小于约230Da的分子量大小。至少约80％的颗粒尺寸小于100μm。该产物含有多种可用的游离氨基酸，包括但不限于亮氨酸、精氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丝氨酸和苯丙氨酸。此外，全部生物胺均具有小于约10ppm的浓度。
一般通过常规方法无法实现这种高度可消化的具有超过约85％的博伊森(Boisen)消化率的蛋白质食品。如先前讨论，利用苛性酸或碱(例如HCL和NAOH或KCL或KOH)水解的其他已知方法生产含有残余盐的产物。通过离心或蒸发除去这些盐是特别昂贵的。通过所公开方法生产并且具有如通过2步骤博伊森(Boisen)法测量的大于约85％蛋白质消化率的蛋白质产物成分基本上不含残余盐。
通过所公开方法生产的蛋白质产物成分的至少约85％残余蛋白质尺寸(residualprotein size)具有约1000Da至约1400Da的分子量。
在某些实施方案中，可以将粘度调节物添加至水解材料，以生产抗粘度增加的蛋白质水解物。也可以将络合剂如焦磷酸盐添加至水解物以降低水解物的镁或钙含量。添加焦磷酸盐减少水解物的堆砌或固化，因而改善水解物的储存。焦磷酸盐的例子可以包括但不限于碱金属或焦磷酸铵盐、焦磷酸四钠、焦磷酸四钾或焦磷酸四铵。随后可以通过后续加工从水解物移除不溶性镁盐或钙盐。
尽管已经相对于示例性实施方案解释了本发明，应当理解其多种修改将是本领域技术人员在阅读本说明书时显而易见的。因此，应当理解本文中公开的发明意在涵盖这类修改，因为其落于权利要求书范围内。
实施例I
预处理
在36-38℃收集372kg新鲜加工的生羽毛(raw feather)。在转移羽毛至两个378升不锈钢密封容器或罐中的过程期间，将溶解在8升水中的0.74kg Na2S2O5逐层喷洒到生羽毛层上。每个罐配备有穿孔板，所述穿孔板位于罐的锥形底部分上方。将148-157℃的大体积低压(High volume low pressure，HVLP)蒸汽喷射至羽毛团中，所述羽毛团来自位于每个罐的底部的释放管(discharge pipe)。蒸汽穿过相应的穿孔板以分散遍及羽毛。加蒸汽过程持续20-30分钟直至如在顶层测量的羽毛温度达到90-93℃。将处理和蒸汽加热的羽毛在后续2小时期间留在罐中直至实施其他加工步骤。在这个2小时时间结束时，在采集罐顶部的羽毛温度降至63-71℃，并且羽毛干物质占36-40％w/w。
酶水解
将114升水在具有568升容量的反应容器中加热至60℃。将1.5％干角蛋白酶(w/w总生羽毛)溶解于3升水中，并且将1％液态木瓜蛋白酶(w/w总生羽毛)添加至该容器。接下来，将372kg来自预处理步骤的羽毛物质经1小时时间手工装入反应容器，同时通过壁刮削器以40转/分钟混合。在装入羽毛期间添加57升额外的水以便维持旋转运动的混合物。将羽毛物质装入反应容器后，将1.5％溶解在3升水中的干角蛋白酶(w/w总生羽毛)和1％液态木瓜蛋白酶(w/w总生羽毛)添加至该容器。允许混合物在60℃反应1小时，随后使其循环至具有1.3mm和0.5mm的双切刀板的乳化器持续0.5小时，并且允许混合物在60℃反应额外1.25小时时间。通过从位于罐底部处的释放管直接喷入15升蒸汽，将混合物的温度经5分钟时间升至80℃。允许混合物在80℃反应1.25小时。随后添加磷酸(5.7％w/w总生羽毛)至混合物以降低pH到小于2.5。添加山梨酸(1％w/w总混合物)以抑制霉菌生长。通过直接喷入15升蒸汽，将混合物的温度经5分钟时间升至90℃，并将温度在90℃保持10分钟以使酶变性。将混合物随后冷却至小于32℃，并添加天然抗氧化剂(总混合物的0.15％w/w)。随后确定最终液态浆液具有30％干物质，高达25％的蛋白质和多达9.0％灰分。成品还是室温稳定的，目标保质期长达12个月。预计如果根据这个例子制备该成分在生产后马上作为食品或宠物食品中的内含物使用，则可以省略酸步骤，所述食品或宠物食品将经历挤出或蒸煮(retorting)进一步加工。
实施例II使用还原剂
预处理
在36-38℃收集372kg新鲜加工的生羽毛。在转移羽毛至两个378升不锈钢密封容器或罐中的过程期间，将溶解在8升水中的0.74kgNa2S2O5逐层喷洒到生羽毛层上。将处理的羽毛在后续2小时期间留在罐中，并且允许来自羽毛沉降的过量水在这个时间期间流出。在2小时时间结束时，羽毛干物质占36-40％w/w。
酶水解
将114升水在具有568升容量的反应容器中加热至60℃。将1.5％干角蛋白酶(w/w总生羽毛)溶解于3升水中，并且将1％液态木瓜蛋白酶(w/w总生羽毛)添加至该容器。接下来，将372kg来自预处理步骤的羽毛物质经1小时时间手工装入反应容器，同时通过壁刮削器以40转/分钟混合。在装入羽毛期间添加57升额外的水以便维持旋转运动的混合物。将羽毛物质装入反应容器后，将1.5％溶解在3升水中的干角蛋白酶(w/w总生羽毛)和1％液态木瓜蛋白酶(w/w总生羽毛)添加至该容器。允许混合物在60℃反应1小时，并且允许混合物在60℃反应额外的1.25小时时间。通过从位于罐底部处的释放管直接喷入15升蒸汽，将混合物的温度经5分钟时间升至80℃。允许混合物在80℃反应1.25小时。随后添加磷酸(5.7％w/w总生羽毛)至混合物以降低pH到小于2.5。添加山梨酸(1％w/w总混合物)以抑制霉菌生长。通过直接喷入15升蒸汽，将混合物的温度经5分钟时间升至90℃，并将温度在90℃保持10分钟以使酶变性。将混合物随后冷却至小于32℃，并添加天然抗氧化剂(总混合物的0.15％w/w)。最终的液体浆液随后测定具有30％的干物质、17.5％的蛋白质和8.3％灰分。终产物还是室温稳定的，目标保质期为3-6个月。预计如果根据这个例子制备该成分在生产后马上作为食品或宠物食品中的内含物使用，则可以省略酸步骤，所述食品或宠物食品将经历挤出或蒸煮(retorting)进一步加工。
实施例III使用乳化
预处理
在36-38℃收集372kg新鲜加工的生羽毛。在转移羽毛至两个378升不锈钢密封容器或罐中的过程期间，将溶解在8升水中的0.74kg Na2S2O5逐层喷洒到生羽毛层上。将羽毛在后续2小时期间留在罐中，并且允许来自羽毛沉降的过量水在这个时间期间流出。当2小时时间结束时，羽毛干物质占36-40％w/w。
酶水解
将114升水在具有568升容量的反应容器中加热至60℃。将1.5％干角蛋白酶(w/w总生羽毛)溶解于3升水中，并且将1％液态木瓜蛋白酶(w/w总生羽毛)添加至该容器。接下来，将372kg来自预处理步骤的羽毛物质经1小时时间手工装入反应容器，同时通过壁刮削器以40转/分钟混合。在装入羽毛期间添加57升额外的水以便维持旋转运动的混合物。将羽毛物质装入反应容器后，将1.5％溶解在3升水中的干角蛋白酶(w/w总生羽毛)和1％液态木瓜蛋白酶(w/w总生羽毛)添加至该容器。允许混合物在60℃反应1小时，随后使其循环至具有1.3mm和0.5mm的双切刀板的乳化器持续0.5小时，并且允许混合物在60℃反应额外1.25小时时间。通过从位于罐底部处的释放管直接喷入15升蒸汽，将混合物的温度经5分钟时间升至80℃。允许混合物在80℃反应1.25小时。随后添加磷酸(5.7％w/w总生羽毛)至混合物以降低pH到小于2.5。添加山梨酸(1％w/w总混合物)以抑制霉菌生长。通过直接喷入15升蒸汽，将混合物的温度经5分钟时间升至90℃，并将温度在90℃保持10分钟以使酶变性。将混合物随后冷却至小于32℃，并添加天然抗氧化剂(总混合物的0.15％w/w)。最终的液体浆液测定具有30％的干物质、17.5％的蛋白质和8.3％灰分。终产物还是室温稳定的，目标保质期为3-6个月。预计如果根据这个例子制备该成分在生产后马上作为食品或宠物食品中的内含物使用，则可以省略酸步骤，所述食品或宠物食品将经历挤出或蒸煮(retorting)进一步加工。
实施例IV使用预水解加热
预处理
在36-38℃收集372kg新鲜加工的生羽毛。在转移羽毛至两个378升不锈钢密封容器或罐中的过程期间，将8升水逐层喷洒到生羽毛层上。每个罐配备有穿孔板，所述穿孔板位于罐的锥形底部分上方。将148-157℃的大体积低压(HVLP)蒸汽喷射至羽毛团中，所述羽毛团来自位于每个罐的底部的释放管。蒸汽穿过相应的穿孔板以分散遍及羽毛。加蒸汽过程持续20-30分钟直至如在顶层测量的羽毛温度达到90-93℃。将处理和蒸汽加热的羽毛在后续2小时期间留在罐中，并且允许来自羽毛沉降的过量水在这个时间期间流出。当2小时时间结束时，在采集罐顶部的羽毛温度降至63-71℃，并且羽毛干物质占36-40％w/w。
酶水解
将114升水在具有568升容量的反应容器中加热至60℃。将1.5％干角蛋白酶(w/w总生羽毛)溶解于3升水中，并且将1％液态木瓜蛋白酶(w/w总生羽毛)添加至该容器。接下来，将372kg来自预处理步骤的羽毛物质经1小时时间手工装入反应容器，同时通过壁刮削器以40转/分钟混合。在装入羽毛期间添加57升额外的水以便维持旋转运动的混合物。将羽毛物质装入反应容器后，将1.5％溶解在3升水中的干角蛋白酶(w/w总生羽毛)和1％液态木瓜蛋白酶(w/w总生羽毛)添加至该容器。允许混合物在60℃反应1小时，并且允许混合物在60℃反应额外的1.25小时时间。通过从位于罐底部处的释放管直接喷入15升蒸汽，将混合物的温度经5分钟时间升至80℃。允许混合物在80℃反应1.25小时。随后添加磷酸(5.7％w/w总生羽毛)至混合物以降低pH到小于2.5。添加山梨酸(1％w/w总混合物)以抑制霉菌生长。通过直接喷入15升蒸汽，将混合物的温度经5分钟时间升至90℃，并将温度在90℃保持10分钟以使酶变性。将混合物随后冷却至小于32℃，并添加天然抗氧化剂(总混合物的0.15％w/w)。最终的液体浆液随后测定具有30％的干物质、17.5％的蛋白质和8.3％灰分。终产物还是室温稳定的，目标保质期为3-6个月。预计如果根据这个例子制备该成分在生产后马上作为食品或宠物食品中的内含物使用，则可以省略酸步骤，所述食品或宠物食品将经历挤出或蒸煮(retorting)进一步加工。
应当理解尽管用于从含有角蛋白的材料生产食物蛋白质成分的方法的某些形式的已经在本文中说明和描述，但是它不限于所描述和显示的部分的特定形式或排列。
Claims (7)
1.一种用于制备动物食物蛋白质成分的方法，包括：
a.提供一定量的含有蛋白质的材料，其中所述含有蛋白质的材料含有角蛋白；
b.将含有蛋白质的材料与水进行接触；
c.加热完成接触的含有蛋白质的材料以产生蛋白质混合物；其中加热的热源是高度饱和的蒸汽，且将高度饱和的蒸汽供应至所述完成接触的含有蛋白质的材料直至该完成接触的含有蛋白质的材料达到85℃至95℃的温度；
d.在水溶液中混入一定量的蛋白水解酶以生产蛋白水解酶溶液，以及将所述蛋白质混合物与所述蛋白水解酶溶液接触以生产蛋白质和酶的混合物；其中所述蛋白水解酶选自由内切蛋白酶、外切蛋白酶、外源酶、内源酶、及它们的组合所组成的组中；
e.通过尺寸缩减过程加工蛋白质和酶的混合物以生产尺寸缩减的蛋白质和酶混合物；并且
f.将尺寸缩减的蛋白质和酶的混合物孵育充分时间以生产动物食物蛋白质成分；其中尺寸缩减的蛋白质和酶的混合物孵育的pH是6.0至8.0，同时温度范围是55℃至80℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述尺寸缩减过程选自由碾磨、研磨、切碎、切削、切丁、撕碎、乳化、均质化、高压均质化及它们的组合所组成的组中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述内切蛋白酶选自由菠萝蛋白酶、组织蛋白酶、钙蛋白酶、无花果蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、链菌蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、碱性蛋白酶和角蛋白酶及它们的组合所组成的组中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中将蛋白质混合物与一种以上蛋白水解酶进行接触并与之混合。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述含有蛋白质的材料包括含有一定量蛋白质的任何原料。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述尺寸缩减过程在蛋白质混合物与蛋白水解酶接触之前、期间和/或之后实施。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述动物食物蛋白质成分通过离心、过滤或滗析进一步加工。
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