CN111066963A - 一种适合反刍动物的蛋白肽锌螯合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适合反刍动物的蛋白肽锌螯合物的制备方法，主要步骤包括蛋白液制备、酶解、超滤、螯合、喷雾干燥得蛋白肽锌螯合物。本发明的方法以来源广泛的大豆蛋白为蛋白肽源，以无机锌盐为锌源，将锌元素与蛋白肽螯合，工艺流程简单，成本低，适合规模化的工业生产。本发明所制备的产品中小分子肽含量高，螯合态锌离子含量高，是一种新型的高效的饲料用补锌剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机微量元素的制备方法，尤其涉及一种适合反刍动物的蛋白肽锌螯合物的制备方法。
背景技术
锌是动物机体必需的微量元素，锌在动物生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用。锌存在于众多的酶系中，如碳酸酐酶、呼吸酶、乳酸脱氢酸、超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶、DNA和RNA聚中酶等中，是核酸、蛋白质、碳水化合物的合成和维生素A利用的必需物质。锌具有促进动物生长发育，提高动物食欲，增强机体免疫力，促进伤口和创伤的愈合，维持雄性正常的生精功能等重要作用。在畜禽生产过程中，缺锌也是动物较为常见的营养缺乏症，锌元素的缺乏直接导致食欲不振、生长迟缓、生产性能减退、繁殖机能异常、发病率高、脱毛、皲裂等病症。目前，市场上常见的补锌剂有无机锌和有机锌两大类，无机锌离子易与部分营养物质如钙、碘、铜、铁、锰、钼等发生拮抗作用，在消化吸收过程中易受饲料中植酸、氨基酸、纤维素、糖的复合物、维生素D、不饱和脂肪酸等影响，导致吸收利用率低。许多研究证明，有机锌比无机锌有更高的生物利用率，且对动物的生长、生殖、健康及饲料转化率等有明显的促进作用。有机锌主要有有机酸态锌、氨基酸螯合锌和蛋白肽螯合锌，蛋白肽螯合锌是近年来在国内外发展较快的第三代新型锌源补充剂，是锌离子与小分子肽或短肽物质发生配位反应生成的具有环状结构的化合物。由于蛋白肽锌螯合物是接近于动物体内天然形态的锌元素存在形式，有良好的化学稳定性、较高的生物学效价、易消化吸收、抗干扰、无刺激、无毒害作用，比相应的无机锌、氨基酸螯合锌更为优越。因此，开发一类吸收利用率高、生化稳定性好、营养价值高、副作用小的蛋白肽螯合锌具有十分重要的市场意义。但是，目前国内对蛋白锌螯合物的研究和开发不多，有关适合反刍动物的蛋白锌螯合物的制备方法尚未见到研究报道。
发明内容
本发明的目的正是基于上述状况而提出的一种适合反刍动物的蛋白肽锌螯合物的制备方法，该方法以大豆蛋白为主要原料，工艺简单，成本低，易于实施。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现的：一种适合反刍动物的蛋白肽锌螯合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）蛋白液制备：取大豆分离蛋白粉加水搅拌混匀，配制成蛋白浓度为10-15%（w/w）的蛋白溶液；
（2）酶解：调节蛋白溶液PH值至8.0-8.5，加入蛋白酶，在50-55℃温度下酶解5-8h后，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，即得到酶解液；
（3）超滤：将步骤（2）得到的酶解液经截留分子量为3000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到蛋白肽溶液；
（4）螯合反应：向步骤（3）得到的蛋白肽溶液中加入无机锌盐，无机锌盐的添加量为蛋白肽溶液中蛋白肽量（以蛋白质含量计）的10-20%，将溶液的pH值调整到5.5～6.0，在80-90℃下搅拌螯合反应2-3小时，得到蛋白肽锌螯合反应液；
（5）喷雾干燥：将步骤（4）得到的蛋白肽锌螯合反应液进行喷雾干燥，即得到蛋白肽锌螯合物。
步骤（1）所述的大豆分离蛋白粉为蛋白质含量≥90%的大豆分离蛋白。
步骤（2）所述的蛋白酶为碱性蛋白酶，酶活力为250000-300000U/ ml，蛋白酶的添加量为蛋白溶液中蛋白质量的1.5-2.0%。
步骤（4）所述的无机锌盐为硫酸锌、氯化锌、碳酸锌、氧化锌中的任一种。
通过实施上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的方法综合应用生物酶解、超滤、分子螯合和喷雾干燥等现代生物工程技术和现代加工技术，具有工艺流程简单，生产效率高，成本低，适合工业化规模生产的特点。
（2）本发明的方法以来源广泛、易取的大豆蛋白为肽源，以无机锌盐为锌源，将锌离子与蛋白肽螯合，制成蛋白肽锌螯合物，所得产品中小分子肽（相对分子量介于180～1000Da之间）含量高达73%以上，螯合态锌离子含量在6%以上，螯合率达到85%以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的说明，但是本发明的实施方式并不局限于此实施例表示的范围。
实施例1
（1）蛋白液制备：称取100公斤大豆分离蛋白粉（粗蛋白含量为92%），加水800公斤水，搅拌均匀，得到蛋白溶液；
（2）酶解：调节蛋白溶液PH值至8.0，加入1.5公斤蛋白酶，在55℃温度下酶解8小时后，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，得到酶解液；
（3）超滤：将酶解液经截留分子量为3000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到蛋白肽溶液；
（4）螯合反应：向蛋白肽溶液中加入硫酸锌20公斤，不断搅拌下调整溶液的pH值至5.5，升温至80℃，保温反应2小时，得到蛋白肽锌螯合反应液；
（5）喷雾干燥：将步骤（4）得到的蛋白肽锌螯合反应液进行喷雾干燥，即得到蛋白肽锌螯合物。
实施例2
（1）蛋白液制备：称取100公斤大豆分离蛋白粉（粗蛋白含量为90%），加水550公斤水，搅拌均匀，得到蛋白溶液；
（2）酶解：调节蛋白溶液PH值至8.5，加入1.8公斤蛋白酶，在52℃温度下酶解5小时后，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，得到酶解液；
（3）超滤：将酶解液经截留分子量为3000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到蛋白肽溶液；
（4）螯合反应：向蛋白肽溶液中加入硫酸锌25公斤，不断搅拌下调整溶液的pH值至5.8，升温至90℃，保温反应3小时，得到蛋白肽锌螯合反应液；
（6）喷雾干燥：将所得到的蛋白肽锌螯合反应液进行喷雾干燥，即得到蛋白肽锌螯合物。
实施例3
（1）蛋白液制备：称取100公斤大豆分离蛋白粉（粗蛋白含量为91%），加水600公斤水，搅拌均匀，得到蛋白溶液；
（2）酶解：调节蛋白溶液PH值至8.2，加入1.62公斤蛋白酶，在50℃温度下酶解6小时后，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，得到酶解液；
（3）超滤：将酶解液经截留分子量为3000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到超滤透过液；
（4）螯合反应：向蛋白肽溶液中加入硫酸锌30公斤，不断搅拌下调整溶液的pH值至6.0，升温至85℃，保温反应2.5小时，得到蛋白肽锌螯合反应液；
（6）喷雾干燥：将所得到的蛋白肽锌螯合反应液进行喷雾干燥，即得到蛋白肽锌螯合物。
对上述实施例得到的成品进行蛋白肽分子量大小、锌元素总含量、螯合态锌含量以及螯合率的检测。
肽分子量大小检测：采用高效凝胶过滤色谱（HPLC）法测定，以已知分子量蛋白质做参照。
锌元素含量检测：采用原子吸收分光光度计分别测定蛋白肽锌螯合物中铁元素的总含量与螯合态锌的含量，并据此计算蛋白肽锌螯合物的螯合率。
结果见表1，表2：
表1：蛋白肽锌螯合物中蛋白肽分子量分布
表2：蛋白肽锌螯合物中锌元素含量与螯合态铁含量
| 组别 | 锌元素总含量 | 螯合态锌含量 | 螯合率 |
| 实施例1 | 5.41% | 4.76% | 88% |
| 实施例2 | 6.6% | 5.61% | 85% |
| 实施例3 | 8.2% | 7.05% | 86% |
从表1可以看出，实施例所得的成品中相对分子量在180-1000Da之间的小分子肽占总蛋白的比例达到73%以上。从表2可以看出，实施例所得的成品中锌螯合率达到85%以上。
Claims (4)
1.一种适合反刍动物的蛋白肽锌螯合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）蛋白液制备：取大豆分离蛋白粉加水搅拌混匀，配制成蛋白浓度为10-15%（w/w）的蛋白溶液；
（2）酶解：调节蛋白溶液PH值至8.0-8.5，加入蛋白酶，在50-55℃温度下酶解5-8h后，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，即得到酶解液；
（3）超滤：将步骤（2）得到的酶解液经截留分子量为3000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到蛋白肽溶液；
（4）螯合反应：向步骤（3）得到的蛋白肽溶液中加入无机锌盐，无机锌盐的添加量为蛋白肽溶液中蛋白肽量（以蛋白质含量计）的10-20%，将溶液的pH值调整到5.5～6.0，在80-90℃下搅拌螯合反应2-3小时，得到蛋白肽锌螯合反应液；
（5）喷雾干燥：将步骤（4）得到的蛋白肽锌螯合反应液进行喷雾干燥，即得到蛋白肽锌螯合物。
2.根据权利要求1所述的一种适合反刍动物的蛋白肽锌螯合物的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的所述的大豆分离蛋白粉为蛋白质含量≥90%的大豆分离蛋白。
3.根据权利要求1所述的一种适合反刍动物的蛋白肽锌螯合物的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的蛋白酶为碱性蛋白酶，酶活力为250000-300000U/ ml，蛋白酶的添加量为蛋白溶液中蛋白质量的1.5-2.0%。
4.根据权利要求1所述的一种适合反刍动物的蛋白肽锌螯合物的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的无机锌盐为硫酸锌、氯化锌、碳酸锌、氧化锌中的任一种。
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| WO2021147361A1 (zh) * | 2020-01-22 | 2021-07-29 | 广州大学 | 一种锌离子配合肽及其配合物和应用 |
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| WO2022006649A1 (pt) * | 2020-07-08 | 2022-01-13 | Yessinergy Holding S/A | Processo de produção de concentrado de minerais quelatados com aminoácidos e/ou proteínas da soja e tal produto |
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2018
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