CN108218952A - 一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，包括以下步骤：（1）鳀鱼多肽干粉的制备，将冰冻鳀鱼解冻后用清水清洗，均匀斩成肉糜，将肉糜分散于蒸馏水中形成鱼浆，将鱼浆PH值调控至6.5～7.5，加入外源酶进行酶解，形成酶解液，将酶解液中的酶失活，然后对酶解液进行离心处理，取其上清液浓缩干燥，得多肽干粉；（2）铜离子螯合肽的制备，将多肽干粉配制成肽液，将肽液PH值调节至6.8～7.5，在肽液中加入可溶性铜液进行螯合反应，待螯合反应结束后进行离心处理，将所得沉淀物浓缩干燥处理得铜离子螯合肽。本发明制备出的肽液中分子量分布在500Da以下的蛋白肽占比大于85%，由此制备出的铜离子螯合钛更利于动物吸收，有效提高铜吸收率。
Description
技术领域
本发明涉及饲料添加剂的制备方法，特别是一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法。
背景技术
目前，作为水产饲料添加剂的有机螯合铜，多数是采用复合氨基酸螯合铜，其分子内电荷趋于中性，并作为逆性载氧体，即能够可逆地结合和放出分子氧，加上在水产动物体内pH环境下其溶解性好，易被肠粘膜吸收，吸收率明显提高，如用氨基酸螯合铜喂虾，其吸收比无机铜(硫酸铜)提高3倍。氨基酸螯合铜也更接近于酶的天然形态，可加强水产动物体内酶的活性，进而提高蛋白质脂肪和维生素的利用率，促进水产动物的生长。同时，氨基酸螯合铜对胃肠粘膜无损伤性刺激，无毒副作用。因此，它比无机态硫酸铜更有效，可以起到提高水产动物摄食量、增强消化吸收、增强免疫力的作用。但目前市场上关于生产复合氨基酸螯合铜的方法还不多，并且所制备的螯合钛产出率和有效含铜量都较低。
另一方面，我国是渔业大国，但低值小杂鱼的食用价值很低，部分被加工成鱼粉，蛋白资源未得到充分利用。其中，鳀鱼群分布很广，资源丰富，年渔获量可达几十万吨，常用于提炼鱼油和制作鱼粉。鳀鱼虽然个体小，但营养价值很高。据分析，每百克可食部分含蛋白质18—20.1克，脂肪5.0克，矿物质2.0—2.5克，此外，还会有维生素A、维生素E。其蛋白质含有人体需要的16种氨基酸，其中的谷氨酸和甘氨酸是鳀鱼味道鲜美的原因所在。鳀鱼体内含有大量的内源性蛋白酶及其酶原，鯷鱼死后，在微生物的作用下发生蛋白质的分解，从而产生腐败。鳀鱼的捕捞季节性强，在捕捞季节，单船的日捕捞量可达 40 吨，这给鳀鱼的保鲜及销售带来极大的困难。过去很长一段时间，鳀鱼资源没有被充分开发。因此，对鳀鱼资源集约化、高值化加工和综合利用成为鳀鱼加工亟待解决的问题。
本发明的目的是针对目前市场上用于饲养甲壳类动物的铜离子饲料添加剂存在的不足，提供一种充分利用鳀鱼体内丰富的氨基酸来制备新型绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，通过含有大量小分子量的多肽干粉来制备铜离子螯合钛，更利于动物吸收，有效避免蛋白质资源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的。本发明是一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，其特点是，包括以下步骤，
（1）鳀鱼多肽干粉的制备
原料预处理：将冰冻鳀鱼解冻后用清水清洗，均匀斩成肉糜；
制备鱼浆：将肉糜分散于蒸馏水中形成鱼浆，肉糜与蒸馏水的质量比为1∶2～5；
鳀鱼酶解：在鱼浆中加入磷酸缓冲液将PH值调控至6.5～7.5，然后在鱼浆中加入外源酶进行酶解，形成酶解液；
灭酶：待酶解反应结束，将酶解液放置沸水浴中加热至酶失活；
制备多肽干粉：将酶解液离心处理，取其上清液，将上清液浓缩干燥，获得多肽干粉；
（2）铜离子螯合肽的制备
配制肽液：将多肽干粉配制成肽液，然后加入稀盐酸和稀氢氧化钾将肽液PH值调节至6.8～7.5；
制备铜离子螯合肽：在肽液中加入可溶性铜液进行螯合反应，待螯合反应结束后加入无水乙醇，混匀，然后离心处理，将所得沉淀物即铜离子螯合肽进行浓缩干燥处理。
本发明一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：
1、步骤（1）中所述的原料预处理的具体操作如下，将所需重量的冷冻鳀鱼放预冷间解冻至-5～0℃，再用清水清洗后，放入斩拌机切成肉糜，斩拌时间8～10min，确保斩拌均匀，无大块组织；
2、步骤（1）中所述的鳀鱼酶解的具体操作如下，将鱼浆加热至温度35～45℃，为保证酶解更充分将鱼浆放入数显恒温水浴振荡器内，然后加入磷酸缓冲液使PH值调控在6.5～7.5之间，然后将温度提升至45～55℃，加入占鱼浆质量0.2～0.4%的外源酶反应4～6h；
3、所述的外源酶为胰酶；
4、步骤（1）中所述的酶解液在沸水浴中的加热时间为15～25min；
5、步骤（1）中所述的酶解液离心处理的转速为3500～4500rpm，持续时间为8～12min；
6、步骤（2）中多肽干粉配制成肽液的浓度按氨基酸摩尔浓度计算，每克肽折算为6.69mmol氨基酸的肽液；
7、步骤（2）中所述的制备铜离子螯合肽的具体操作如下，按照多肽干粉中肽N与无水硫酸铜质量比4:1的比例在肽液中加入可溶性铜液进行螯合反应，反应温度为40～50℃，反应时间为35～45min，反应结束后加入无水乙醇并混匀，在3500～4500rpm转速下离心8～12min，将所得沉淀物即铜离子螯合肽进行干燥处理；
8、步骤（2）中多肽干粉配制成的肽液中蛋白肽分子量均在1000Da以下，其中在分子量分布在500Da的蛋白肽占比大于85%。
与现有技术相比，本发明有以下优点：
1、充分利用鳀鱼体内自身的酶将其酶解成多肽溶液，然后干燥浓缩得到多肽干粉，最大限度利用了物料本身富含氨基酸的特性，有效避免蛋白资源的浪费；
2、通过多肽干粉配制出的肽液中分子量分布在500Da以下的蛋白肽占比大于85%，蛋白肽的分子量越小制备出的铜离子螯合钛就越利于动物吸收，就能有效提高动物的铜吸收率；
3、能有效提高铜螯合率，制备出的铜离子螯合钛的的螯合率可达55%以上。
4、新型添加剂不同于直接添加金属离子的传统方式，避免了重金属污染、绿色环保。
具体实施方式
实施例1，一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备鳀鱼多肽干粉：将所需重量的冷冻鳀鱼放预冷间解冻至-5～0℃，再用清水清洗后，放入斩拌机切成肉糜，斩拌时间10min，确保斩拌均匀，无大块组织；将肉糜分散于蒸馏水中形成鱼浆，肉糜与蒸馏水的质量比为1∶3；在酶解前，将占鱼浆质量0.3%的胰酶放入少量40℃温水中充分溶解，待用，然后将鱼浆加热至温度40℃，为保证酶解更充分将鱼浆放入数显恒温水浴振荡器内，然后加入磷酸缓冲液使PH值调控在6.5，然后将温度提升至50℃，加入配制好的外源酶反应5h；待酶解反应结束，将酶解液放置沸水浴中加热20min直至酶失活；然后将酶解液在4000rpm下离心10min，取其上清液，将上清液浓缩干燥，获得多肽干粉。
（2）制备铜离子螯合肽
将多肽干粉配制成肽液，肽液的浓度按氨基酸摩尔浓度计算，每克肽折算为6.69mmol氨基酸的肽液，然后在肽液中加入稀盐酸和稀氢氧化钾将肽液PH值调节至6.8；将肽液匀速倒入带有搅拌装置的反应容器中，在温度45℃、搅拌速度120r/min下，按照多肽干粉中肽N与无水硫酸铜质量比4:1的比例加入硫酸铜溶液，螯合反应40min，待螯合反应结束后加入无水乙醇，混匀，然后在4000rpm下离心10min，离心后将所得沉淀物进行浓缩干燥处理，获得铜离子螯合肽。
步骤（1）和步骤（2）中浓缩干燥的具体操作是：热进风温度80℃～85℃，热排风温度65～75℃，物料收集器内温度45～60℃，风量3.4m3/min，风速60 HZ，干燥时间6～8 s，最终含水量3.5～4.0%，得多肽干粉。
由监测到的实验数据可知：在步骤（1）中当鱼浆PH值调控至6.5时，获得的多肽干粉所配制的肽液中蛋白肽分子量均分布在1000Da以下，其中，0～200Da分子量的蛋白肽占比29.82%，200～500Da分子量的蛋白肽占比55.81%,500～1000Da分子量的蛋白肽占比14.83%，由此可知，500Da以下的分子量占比为85.63%。
在步骤（2）中当肽液PH值调至6.8时，经检测，制备出的铜离子螯合物的螯合率为48.34%。
实施例2，将实施例1中步骤（1）中的鱼浆PH值调控至7.0，经G15层析柱检测可知，获得的多肽干粉配制的肽液中蛋白肽分子量均分布在1000Da以下，其中，0～200Da分子量的蛋白肽占比30.34%，200～500Da分子量的蛋白肽占比57.75%,500～1000Da分子量的蛋白肽占比12.17%，由此可知，500Da以下的分子量占比为88.09%。
实施例3，将实施例1中步骤（1）中的鱼浆PH值调控至7.5，经G15层析柱检测可知，获得的多肽干粉配制的肽液中蛋白肽分子量均分布在1000Da以下，其中，0～200Da分子量的蛋白肽占比38.69%，200～500Da分子量的蛋白肽占比48.53%,500～1000Da分子量的蛋白肽占比12.78%，由此可知，500Da以下的分子量占比为87.22%。
实施例4，将实施例1中步骤（2）中的肽液的PH值调节至7.0，所得铜离子螯合物的螯合率为56.80%。
实施例5，将实施例1中步骤（2）中的肽液的PH值调节至7.5，所得铜离子螯合物的螯合率为47.58%。
经过多次实验可知，在制备多肽干粉的过程中，鱼浆的PH值和酶解时间对后续配制的肽液中蛋白肽分子量的分布影响较大，当鱼浆PH值在6.5～7.5范围内时，制得的多肽干粉所配制的肽液中蛋白肽分子量在500Da以下的占比均在85%以上；此外，随着酶解时间的增长，蛋白肽分子量在200Da以下的占比也随之增高。
在制备铜离子螯合钛的过程中，对螯合率产生影响的因素包括肽液PH值、铜离子添加量、螯合时间和螯合温度，其中肽液PH值对螯合率的影响最大，经过多次实验所得数值可知，当肽液PH值在6.8～7.5范围内时，螯合率会显著提高，当肽液PH值为7时，螯合率可达56.8%。
实施例6，将铜离子螯合肽添加到虾蟹饲料中时，铜离子螯合肽占虾蟹饲料重量份的0.05～0.07%。其具体添加工艺是：在虾蟹饲料生产工艺流程中二次配料时按照配比将铜离子鳌合肽添加进去，然后进行二次混合,依次经过前熟化，制粒，保温，温控干燥，冷却，筛选分级，包装等工序，最终制得含有铜离子螯合钛的虾蟹饲料。
Claims (9)
1.一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）鳀鱼多肽干粉的制备
原料预处理：将冰冻鳀鱼解冻后用清水清洗，均匀斩成肉糜；
制备鱼浆：将肉糜分散于蒸馏水中形成鱼浆，肉糜与蒸馏水的质量比为1∶2～5；
鳀鱼酶解：在鱼浆中加入磷酸缓冲液将PH值调控至6.5～7.5，然后在鱼浆中加入外源酶进行酶解，形成酶解液；
灭酶：待酶解反应结束，将酶解液放置沸水浴中加热至酶失活；
制备多肽干粉：将酶解液离心处理，取其上清液，将上清液浓缩干燥，获得多肽干粉；
（2）铜离子螯合肽的制备
配制肽液：将多肽干粉配制成肽液，然后加入稀盐酸和稀氢氧化钾将肽液PH值调节至6.8～7.5；
制备铜离子螯合肽：在肽液中加入可溶性铜液进行螯合反应，待螯合反应结束后加入无水乙醇，混匀，然后离心处理，将所得沉淀物即铜离子螯合肽进行浓缩干燥处理。
2.根据权利要求1所述的一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的原料预处理的具体操作如下，将所需重量的冷冻鳀鱼放预冷间解冻至-5～0℃，再用清水清洗后，放入斩拌机切成肉糜，斩拌时间8～10min，确保斩拌均匀，无大块组织。
3.根据权利要求1所述的一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的鳀鱼酶解的具体操作如下，将鱼浆加热至温度35～45℃，为保证酶解更充分将鱼浆放入数显恒温水浴振荡器内，然后加入磷酸缓冲液使PH值调控在6.5～7.5之间，然后将温度提升至45～55℃，加入占鱼浆质量0.2～0.4%的外源酶反应4～6h。
4.根据权利要求3所述的一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，其特征在于：所述的外源酶为胰酶。
5.根据权利要求1所述的一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的酶解液在沸水浴中的加热时间为15～25min。
6.根据权利要求1所述的一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的酶解液离心处理的转速为3500～4500rpm，持续时间为8～12min。
7.根据权利要求1所述的一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，其特征在于：步骤（2）中多肽干粉配制成肽液的浓度按氨基酸摩尔浓度计算，每克肽折算为6.69mmol氨基酸的肽液。
8.根据权利要求1所述的一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的制备铜离子螯合肽的具体操作如下，按照多肽干粉中肽N与无水硫酸铜质量比4:1的比例在肽液中加入可溶性铜液进行螯合反应，反应温度为40～50℃，反应时间为35～45min，反应结束后加入无水乙醇并混匀，在3500～4500rpm转速下离心8～12min，将所得沉淀物即铜离子螯合肽进行干燥处理。
9.根据权利要求1所述的一种绿色饲料添加剂铜离子螯合肽的制备方法，其特征在于：步骤（2）中多肽干粉配制成的肽液中蛋白肽分子量均在1000Da以下，其中在分子量分布在500Da的蛋白肽占比大于85%。
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2017
- 2017-12-31 CN CN201711493974.8A patent/CN108218952A/zh active Pending
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