CN106480154A - 一种小肽螯合锌及其制备方法与应用 - Google Patents

一种小肽螯合锌及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小肽螯合锌及其制备方法与应用。本发明通过将杂鱼粉碎，加水，调节pH至5～9，加热升温至50～70℃，再添加蛋白酶酶解，酶解至水解度为30％，加热灭酶，离心，用10kDa超滤膜超滤，取透过液；透过液用1kDa超滤膜超滤，取非透过液；在非透过液中加入无机锌盐，在温度40～60℃，pH值＝5～7的条件搅拌振荡，至螯合率为70％±5％，离心，浓缩，冷冻干燥，得小肽螯合锌。该小肽螯合锌不仅提高仔猪对于蛋白和微量元素的消化吸收，增强小猪免疫力；而且也具有良好的抗氧化剂及抑菌功能，添加到饲料中，能有效延长饲料保质期，降低因饲料变质引发的仔猪腹泻及免疫力下降等风险。

Description

一种小肽螯合锌及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于饲料添加剂领域，特别涉及一种小肽螯合锌及其制备方法与应用。
背景技术
海洋低值杂鱼由于易腐烂、加工价值低，渔民对此类鱼缺乏积极性，使得这一大类鱼种自生自灭，造成自然资源的极大浪费。但海洋低值小杂鱼富含丰富的蛋白，可以通过批量酶解，与微量元素螯合制备具有防霉抗氧化的饲料添加剂，以提高杂鱼的高值化加工水平，避免杂鱼腐烂变质给环境带来的危害。
锌是动物必须的微量元素之一，一直被比喻为动物的“生命元素”，锌是动物机体中200多种金属酶类、激素和胰岛素的组成部分，能促进机体的生长发育和组织再生，维持机体的正常代谢，促进食欲，维持性器官和性机能的正常，加速创口愈合，保护皮肤健康，增强免疫机制，提高抵抗力等方面具有重大营养价值。缺锌会引起猪食欲降低，消化性能削弱，腹泻，贫血，成长发育停止等症状。常规补锌的方法是在日粮中掺加硫酸锌、碳酸锌、氧化锌，但它们易吸潮、生物利用率低、口感不适等缺点，且服用后副作用较多，容易导致一系列不良反应如恶心、呕吐、甚至胃部出血。目前越来越多的研究认为，以氨基酸螯合锌和多肽螯合锌为补锌剂作为第三代锌补产品，这种螯合锌的吸收是通过氨基酸或小肽吸收途径，具有易吸收、向体外排泄率低、稳定性好、毒性小、生物利用率高等优点。
仔猪由于胃肠消化道功能不健全，对蛋白、微量元素等营养成分消化吸收能力有限，如果饲喂不当，易引发腹泻，免疫力降低等症状。目前，关于不同分子量小肽在不同螯合率情况下对仔猪生长及饲料保质期影响的研究国内外少有报道。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种小肽螯合锌的制备方法。
本发明的另一目的在于提供通过所述制备方法得到的小肽螯合锌。
本发明的又一目的在于提供所述小肽螯合锌在仔猪饲料添加剂中的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种小肽螯合锌的制备方法，包括以下步骤：
(1)粉碎杂鱼，按料液比(质量)1:3～5加水，调节pH至5～9，加热升温至50～70℃，添加蛋白酶酶解，酶解至水解度为30％，加热灭酶，离心，用10kDa超滤膜超滤，取透过液；透过液用1kDa超滤膜超滤，取非透过液；
(2)在步骤(1)制得的非透过液中加入无机锌盐，在温度40～60℃，pH值＝5～7的条件下搅拌至螯合率为(60～80)％±5％，离心，浓缩，冷冻干燥，得小肽螯合锌。
步骤(1)中所述的pH优选为5～7。
步骤(1)中所述的蛋白酶优选为中性蛋白酶、风味蛋白酶和木瓜蛋白酶中的一种或两种以上；蛋白酶为两种时，优选按复合比为1:1添加。
所述的中性蛋白酶优选为酶活力是30万U/g的中性蛋白酶。
所述的风味蛋白酶优选为酶活力是1.5万U/g的风味蛋白酶。
所述的木瓜蛋白酶优选为酶活力是10万U/g的木瓜蛋白酶。
步骤(1)中所述的蛋白酶的加酶量优选为相当于杂鱼质量的0.1％～0.5％。
步骤(1)中所述的加热灭酶的条件优选为在100℃加热20min。
步骤(1)中所述的离心的条件优选为6000rpm离心15min。
步骤(2)中所述的无机锌盐优选为硫酸锌、氯化锌和醋酸锌中的一种或两种以上。
步骤(2)中所述的无机锌盐优选按α-氨基态氮与锌离子的摩尔比1～5:1添加。
步骤(2)中所述的螯合率优选为70％±5％。
步骤(2)中所述的离心的条件优选为8000rpm下离心10min。
所述的小肽螯合锌的分子量＞1kDa、且≤10kDa。
一种小肽螯合锌，通过上述小肽螯合锌的制备方法得到。
所述的小肽螯合锌特别适合于作为仔猪饲料添加剂；应用时，小肽螯合锌的添加量优选为相当于仔猪饲料质量的0.3％。
一种具有促生长的仔猪饲料，含有上述小肽螯合锌。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
本发明利用海洋低值小杂鱼酶解小肽(介于1～10kDa)螯合锌作为仔猪饲料添加剂，经优化、纯化后得到不同螯合率的螯合态锌，一方面提高仔猪对于蛋白和微量元素的消化吸收，增强小猪免疫力；另一方面利用螯合肽锌的抗氧化剂及抑菌功能，来有效延长猪饲料保质期，降低因饲料变质引发的仔猪腹泻及免疫力下降等风险。
1.本发明方法制备的仔猪饲料添加剂，具有海洋蛋白小肽分子及微量元素锌，分子量介于1～10kDa，螯合率控制在70％(±5％)，更易于仔猪消化吸收，能有效增强仔猪的免疫能力。
2.本发明所得仔猪饲料添加剂以小肽为主，在水中溶解迅速，稳定性好。
3.本发明的小肽螯合锌作为饲料添加剂，既为仔猪提供易消化吸收的蛋白和微量元素，也具有抗氧化、抑制菌生长的功能，能有效延长猪饲料保质期，且无任何副作用。所述的小肽螯合锌加入到饲料后40天饲料的菌落总数≤26×104(个/g)
4.本发明以小杂鱼作为蛋白原料，实现海洋低值杂鱼的高值化加工，提高其利用价值的同时，也降低了其腐烂变质对环境的危害。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)取杂鱼2000g为蛋白原料，将杂鱼用绞肉机粉碎，按料液比(质量)1:3添加去离子水，pH值调至5，加热升温至50℃，添加木瓜蛋白酶、风味蛋白酶(木瓜蛋白酶10万U/g，风味蛋白酶1.5万U/g，复合比1:1，加酶量相当于杂鱼质量0.5％，南宁庞博生物工程有限公司)酶解至水解度为30％(檀志芬等，蛋白质水解度的测定方法.分析检测，2005)，在100℃温度下灭酶20min，转速6000rpm离心15min，先用10kDa超滤膜超滤，将获得的透过液再用1kDa超滤，非透过液体为分子量介于1～10kDa之间的杂鱼蛋白酶解液(命名为A超滤蛋白酶解液)，透过液体为分子量小于1kDa的杂鱼蛋白酶解液(命名为B超滤蛋白酶解液)。
(2)分别取步骤(1)制得的A和B超滤蛋白酶解液各1000mL，分别通过甲醛滴定法测定α-氨基态氮，按α-氨基态氮与锌离子的摩尔比5:1添加硫酸锌，温度60℃，pH值调至7，搅拌螯合20min，转速8000rpm离心10min，通过EDTA络合滴定法测螯合率，60℃旋转蒸发浓缩至原有体积的1/3，冷冻干燥，得到螯合率为60％(±5％)的小肽螯合锌，其中使用分子量≤1kDa的杂鱼蛋白酶解液得到的小肽螯合锌记为1号，使用分子量介于1～10kDa之间的杂鱼蛋白酶解液得到的小肽螯合锌记为2号。
实施例2
(1)取杂鱼2000g为蛋白原料，将杂鱼用绞肉机粉碎，按料液比(质量)1:4添加去离子水，pH值调至6，加热升温至60℃，添加中性蛋白酶、风味蛋白酶(中性蛋白酶30万U/g，风味蛋白酶1.5万U/g，复合比1:1，加酶量相当于杂鱼质量0.3％，南宁庞博生物工程有限公司)酶解至水解度为30％(檀志芬等，2005)，在100℃温度下灭酶20min，转速6000rpm离心15min，先用10kDa超滤膜超滤，再用1kDa超滤，将获得的透过液再用1kDa超滤，非透过液体为分子量介于1～10kDa之间的杂鱼蛋白酶解液(命名为A超滤蛋白酶解液)，透过液体为分子量小于1kDa的杂鱼蛋白酶解液(命名为B超滤蛋白酶解液)；
(2)分别取步骤(1)制得的A和B超滤蛋白酶解液各1000mL，分别通过甲醛滴定法测定α-氨基态氮，按α-氨基态氮与锌离子的摩尔比3:1添加氯化锌，温度50℃，pH值调至6，搅拌螯合30min，转速8000rpm离心10min，通过EDTA络合滴定法测螯合率，60℃旋转蒸发浓缩至原有体积的1/3，冷冻干燥，得到螯合率为70％(±5％)的小肽螯合锌，其中使用分子量≤1kDa的杂鱼蛋白酶解液得到的小肽螯合锌记为3号，使用分子量介于1～10kDa的杂鱼蛋白酶解液得到的小肽螯合锌记为4号。
实施例3
(1)取杂鱼2000g为蛋白原料，将杂鱼用绞肉机粉碎，按料液比(质量)1:5添加去离子水，pH值调至7，加热升温至70℃，添加中性蛋白酶、木瓜蛋白酶(中性蛋白酶30万U/g，木瓜蛋白酶10万U/g，复合比1:1，加酶量相当于杂鱼质量0.1％，南宁庞博生物工程有限公司)酶解至水解度为30％(檀志芬等，2005)，在100℃温度下灭酶20min，转速6000rpm离心15min，先用10kDa超滤膜超滤，得到透过液后再用1kDa，将获得的透过液再用1kDa超滤，非透过液体为分子量介于1～10kDa之间的杂鱼蛋白酶解液(命名为A超滤蛋白酶解液)，透过液体为分子量小于1kDa的杂鱼蛋白酶解液(命名为B超滤蛋白酶解液)；
(2)分别取步骤(1)制得的A和B超滤蛋白酶解液各1000mL，分别通过甲醛滴定法测定α-氨基态氮，按α-氨基态氮与锌离子的摩尔比1:1添加醋酸锌，温度40℃，pH值调至5，搅拌螯合40min，转速8000rpm离心10min，通过EDTA络合滴定法测螯合率，60℃旋转蒸发浓缩至原有体积的1/3，冷冻干燥，得到螯合率为80％(±5％)的小肽螯合锌，其中使用分子量≤1kDa的杂鱼蛋白酶解液得到的小肽螯合锌记为5号，使用分子量介于1～10kDa的杂鱼蛋白酶解液得到的小肽螯合锌记为6号。
实施例4小肽螯合锌对仔猪生长情况的考察
试验选择福建傲农生物科技集团股份有限公司下属养殖基地平均体重为(10±0.5)kg的健康仔猪350头，经统计分析体重差异不显著。随机分成7组，每组5个重复，每个重复10头。试验组给予添加了实施例1～3制得的含小肽螯合锌添加剂的饲料(添加剂质量百分比含量为0.3％)；仔猪自由采食和饮水，按常规进行免疫及驱虫，30天后结料并称重，计算日增重、日采食量；空白对照组不添加任何饲料添加剂，其他同试验组。实验结果见表1。
从表1数据可以看出，与空白对照组相比，添加了本发明制得的添加剂的饲料，仔猪食用后日增重和日采食量显著增加；其中螯合率为70％(±5％)的添加剂组效果优于螯合率为60％(±5％)组和螯合率为80％(±5％)组；且各组当中的1～10kDa小肽螯合锌对仔猪的生长性能表现更加稳定，效果明显优于同组的1kDa小肽螯合锌。
表1 仔猪生长情况
实施例5防霉效果试验
试验饲料为漳州傲农牧业科技有限公司生产的常规仔猪饲料，称取试验所需的13组饲料，每组1kg，其中12组作为试验组分别加入实施例1～3所制得的小肽螯合锌各3g(每组含两个平行)，混匀后装袋，置试验箱中，于温度26～30℃、相对湿度75％左右的条件下放置，第20天做第一次外观观察，此后每隔5天观察霉菌的生长情况；剩余的1组饲料作为空白对照组不添加任何防霉抗氧化剂，其它同试验组。实验结果见表3。
存放至60天后取样，严格按《中华人民共和国国家标准GB/T 13092-2006饲料中霉菌总数的测定》测定各组饲料中霉菌总数。抽样前各组饲料需混匀，结块饲料需粉碎，充分混匀后取样。实验结果见表4。
由表2～4可知，与空白对照组相比，添加了实施例1～3所制得的饲料添加剂的试验组，在相同保存时间内，抗菌防霉效果明显高于对照组。螯合率为70％(±5％)组中的10kDa小肽螯合锌与螯合率为80％(±5％)组的1～10kDa小肽螯合锌防霉抗菌效果最为显著，优于1kDa小肽螯合锌，两者霉菌数量较接近。同时，各组当中的1～10kDa小肽螯合锌对防霉抗菌效果明显优于同组的1kDa小肽螯合锌。
表2 饲料处于不同存放阶段的特征
饲料状态 判定标准 判定结果
未发霉 饲料颜色正常，能嗅到明显的饲料香气 －
隐约发霉 饲料颜色正常，饲料香味较淡，隐约有点霉味 +
轻度发霉 饲料颜色略显灰暗，能嗅到明显的霉味 ++
中度发霉 有少量点状霉斑，未结块，霉味较重 +++
严重发霉 外观有明显的点状霉斑，结块，霉味很重 ++++
表3 各处理组不同存放天数的饲料状态观察结果
表4 各处理组存放至60天后的霉菌数量
由以上述试验结果可知，故本发明制备而得的分子量为1～10kDa的杂鱼小肽螯合锌，螯合率为70％(±5％)的仔猪饲料添加剂最有利于仔猪消化吸收，增加仔猪采食量，补充小肽及微量元素，加快仔猪增重，显著提高猪的养殖效果的同时，又能显著延长仔猪饲料的保质期。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小肽螯合锌的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)粉碎杂鱼，按料液质量比1:3～5加水，调节pH至5～9，加热升温至50～70℃，添加蛋白酶酶解，酶解至水解度为30％，加热灭酶，离心，用10kDa超滤膜超滤，取透过液；透过液用1kDa超滤膜超滤，取非透过液；
(2)在步骤(1)制得的非透过液中加入无机锌盐，在温度40～60℃，pH值＝5～7的条件下搅拌至螯合率为(60～80)％±5％，离心，浓缩，冷冻干燥，得小肽螯合锌。
2.根据权利要求1所述的小肽螯合锌的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的蛋白酶的加酶量为相当于杂鱼质量的0.1％～0.5％；
步骤(2)中所述的无机锌盐按α-氨基态氮与锌离子的摩尔比1～5:1添加。
3.根据权利要求1所述的小肽螯合锌的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的蛋白酶为中性蛋白酶、风味蛋白酶和木瓜蛋白酶中的一种或两种以上。
4.根据权利要求3所述的小肽螯合锌的制备方法，其特征在于：
所述的中性蛋白酶为酶活力是30万U/g的中性蛋白酶；
所述的风味蛋白酶为酶活力是1.5万U/g的风味蛋白酶；
所述的木瓜蛋白酶为酶活力是10万U/g的木瓜蛋白酶。
5.根据权利要求1所述的小肽螯合锌的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的加热灭酶的条件为在100℃加热20min；
步骤(1)中所述的离心的条件为6000rpm离心15min；
步骤(2)中所述的离心的条件为8000rpm下离心10min。
6.根据权利要求1所述的小肽螯合锌的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的无机锌盐为硫酸锌、氯化锌和醋酸锌中的一种或两种以上。
7.一种小肽螯合锌，其特征在于：通过权利要求1～6任一项所述的小肽螯合锌的制备方法得到。
8.权利要求7所述的小肽螯合锌的应用，其特征在于：所述的小肽螯合锌作为饲料添加剂添加到仔猪饲料中。
9.根据权利要求7所述的小肽螯合锌的应用，其特征在于：所述小肽螯合锌的添加量为质量百分比0.3％。
10.一种具有促生长的仔猪饲料，其特征在于：含有权利要求9所述的小肽螯合锌。
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