CN111073927A - 一种高活性小肽铈螯合物的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高活性小肽铈螯合物的生产工艺，主要步骤包括血球液制备、溶血、酶解、离心、超滤、螯合、喷雾干燥得小肽铈螯合物。本发明的方法以价格低廉、来源广泛的猪血为肽源，以稀土铈盐为铈源，将铈元素与蛋白肽螯合，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，螯合率高，是一种新型的高效饲料添加剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机微量元素的制备方法，尤其涉及一种高活性小肽铈螯合物的生产工艺。
背景技术
动物营养研究结果表明，动物对微量元素的吸收大部分是以螯合物的形态吸收的，而动物机体内的微量元素金属离子也绝大部分以蛋白盐形式存在。因此，微量元素螯合物作为第三代新型微量元素添加剂在国内外发展较快。根据螯合剂原料的不同，微量元素螯合物有氨基酸螯合物、蛋白肽螯合物等多种类型。蛋白肽微量元素螯合物是微量元素金属离子与小分子肽或短肽发生配位反应生成的具有环状结构的化合物。蛋白肽微量元素螯合物是接近于动物体内天然形态的盐的存在形式，在机体环境条件下溶解性好，可借助肽的吸收途径，而不必先同其他物质结合，因而它比无机盐的吸收速度快，不易饱和，耗能少，具有良好的化学稳定性、较高的生物学效价、抗干扰、无刺激、无毒害作用，在满足蛋白营养需要的同时补充微量元素，对动物的生长特别是幼小动物的健康生长起着非常重要的作用，被认为是一种较理想的高效饲料添加剂。
稀土元素化学活性极强，对碳、氢、氧、氮及卤素等都具有很强的亲和力，在工业、农业、畜牧业等领域得到广泛应用。已有研究结果表明，稀土离子吸收进入机体后，可保护细胞膜类脂不被氧化，延长生物膜寿命，对提高机体的抗氧化、抗应激能力，增强机体免疫力和抗病力，促进畜禽的生长发育、繁殖及生产性能等具有明显的作用，是一种新型的饲料添加剂。因此，近年来稀土螯合物在微量元素营养研究中备受关注。但是，目前国内对蛋白肽稀土螯合物的研究和开发很少，尚未发现国内有小肽稀土铈螯合物制备技术方面的公开文献报道。
发明内容
本发明的目的正是基于上述状况而提出的一种高活性小肽铈螯合物的生产工艺，该工艺以猪血为主要原料，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：一种高活性小肽铈螯合物的生产工艺，包括以下步骤：
（1）血球液制备：采集经抗凝处理的新鲜猪血，离心分离，收集血红细胞，即得到血球液；
（2）溶血：往血球液中加入其体积1倍的去离子水，不断搅拌溶血60min，得到溶血液；
（3）酶解：调节溶血液PH值至8.0-8.5，加入蛋白酶，在50-55℃温度下酶解4-6h，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，即得到酶解液；
（4）离心：将酶解液进行高速离心，去除沉淀，收集上清夜，得到离心上清液；
（5）超滤：将收集的离心上清液经截留分子量为3000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到小肽溶液；
（6）螯合反应：向步骤（5）得到的小肽溶液中加入稀土铈盐，稀土铈盐的添加量为小肽溶液中蛋白肽量（以蛋白质含量计）的5-10%，将溶液的pH值调整到8.5～9.0，在50-60℃下搅拌螯合反应1-2小时，得到小肽铈螯合反应液；
（7）喷雾干燥：将步骤（6）得到的小肽铈螯合反应液进行喷雾干燥，即得到小肽铈螯合物。
上述步骤（1）中所述的离心分离是采用管式离心机连续分离，离心转速大于10000r/min。
上述步骤（3）所述的蛋白酶酶活力为300000-350000U/ml，蛋白酶的添加量为血球液重量的1.0-2.0%。
上述步骤（4）所述的高速离心是采用管式离心机分离，离心转速大于10000r/min。
上述步骤（6）所述的稀土铈盐为硝酸铈、氯化铈或醋酸铈中的任一种。
通过实施上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的工艺综合应用定向酶解、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）本发明的工艺以价格低廉、来源广泛的猪血为肽源，以稀土铈盐为铈源，将稀土元素铈与蛋白肽螯合，制成小肽铈螯合物，所得产品中小分子肽（相对分子量介于180～1000Da之间）含量高达70%以上，螯合态铈元素含量在1%以上，螯合率达到80%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）血球液制备：采集经抗凝处理的新鲜猪血1000L，用管式离心机连续离心分离得到455L血球液和545L血浆液，收集血球液，血浆液经喷雾干燥制成血浆蛋白粉；
（2）溶血：将血球液泵入反应罐中，加入450L的去离子水，不断搅60min，使血球破碎，搅拌速度为30r/min，制得溶血液900L；
（3）酶解：继续搅拌下将溶血液加热升温至50℃，用NaOH溶液调节其PH值至8.5，随后添加血球液重量1.2%的蛋白酶，不断搅拌，每间隔一小时检测酶解液的PH值，当PH值下降至8.5以下时，补碱液调PH值至8.5，保温酶解6h后，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，即得到酶解液；
（4）离心：将酶解液采用管式离心机连续分离，离心转速为10000r/min，收集离心上清夜，去除沉淀；
（5）超滤：将收集的离心上清液经截留分子量为3000Da的中空纤维超滤膜装置，收集超滤透过液，得到小肽溶液520L；
（7）螯合反应：将收集的小肽溶液泵入反应罐中，加入硝酸铈5公斤，不断搅拌下调整溶液的pH值至9.0，升温至50℃，保温反应1小时，得到小肽铈螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将所得到的小肽铈螯合反应液直接喷雾干燥，即得到小肽铈螯合物98.2公斤；喷雾干燥的进风口温度为230℃，出风口温度为90℃。
实施例2
（1）血球液制备：采集经抗凝处理的新鲜猪血1000L，用管式离心机连续离心分离得到430L血球液和570L血浆液，收集血球液，血浆液经喷雾干燥制成血浆蛋白粉；
（2）溶血：将血球液泵入反应罐中，加入430L的去离子水，不断搅60min，使血球破碎，搅拌速度为30r/min，制得溶血液850L；
（3）酶解：继续搅拌下将溶血液加热升温至55℃，用NaOH溶液调节其PH值至8.2，随后添加血球液重量2%的蛋白酶，不断搅拌，每间隔一小时检测酶解液的PH值，当PH值下降至8.2以下时，补碱液调PH值至8.2，保温酶解4h后，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，即得到酶解液；
（4）离心：将酶解液采用管式离心机连续分离，离心转速为10000r/min，收集离心上清夜，去除沉淀；
（5）超滤：将收集的离心上清液经截留分子量为3000Da的中空纤维超滤膜装置，收集超滤透过液，得到小肽溶液450L；
（7）螯合反应：将收集的小肽溶液泵入反应罐中，加入硝酸铈7.5公斤，不断搅拌下调整溶液的pH值至8.5，升温至55℃，保温反应2小时，得到小肽铈螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将所得到的小肽铈螯合反应液直接喷雾干燥，即得到小肽铈螯合物101.6公斤；喷雾干燥的进风口温度为200℃，出风口温度为80℃。
实施例3
（1）血球液制备：采集经抗凝处理的新鲜猪血1000L，用管式离心机连续离心分离得到410L血球液和590L血浆液，收集血球液，血浆液经喷雾干燥制成血浆蛋白粉；
（2）溶血：将血球液泵入反应罐中，加入400L的去离子水，不断搅60min，使血球破碎，搅拌速度为30r/min，制得溶血液800L；
（3）酶解：继续搅拌下将溶血液加热升温至52℃，用NaOH溶液调节其PH值至8.0，随后添加血球液重量1.5%的蛋白酶，不断搅拌，每间隔一小时检测酶解液的PH值，当PH值下降至8.0以下时，补碱液调PH值至8.0，保温酶解5h后，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，即得到酶解液；
（4）离心：将酶解液采用管式离心机连续分离，离心转速为10000r/min，收集离心上清夜，去除沉淀；
（5）超滤：将收集的离心上清液经截留分子量为3000Da的中空纤维超滤膜装置，收集超滤透过液，得到小肽溶液460L；
（7）螯合反应：将收集的小肽溶液泵入反应罐中，加入硝酸铈10公斤，不断搅拌下调整溶液的pH值至8.8，升温至60℃，保温反应1.5小时，得到小肽铈螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将所得到的小肽铈螯合反应液直接喷雾干燥，即得到小肽铈螯合物105.5公斤；喷雾干燥的进风口温度为220℃，出风口温度为100℃。
对上述实施例得到的成品进行肽分子量大小、铈元素总含量、螯合态铈含量以及螯合率的检测。
蛋白肽分子量大小检测：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。
铈元素含量检测：采用原子吸收分光光度计分别测定小肽铈螯合物中铈元素的总含量与螯合态铈的含量，并据此计算小肽铈螯合物的螯合率。
结果见表1，表2：
表1：小肽铈螯合物中肽分子量分布
表2：小肽铈螯合物中铈元素含量与螯合态铈含量
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71%以上。从表2可以看出，实施例所得的成品中铈螯合率达到80%以上。
Claims (5)
1.一种高活性小肽铈螯合物的生产工艺，包括以下步骤：
（1）血球液制备：采集经抗凝处理的新鲜猪血，离心分离，收集血红细胞，即得到血球液；
（2）溶血：往血球液中加入其体积1倍的去离子水，不断搅拌溶血60min，得到溶血液；
（3）酶解：调节溶血液PH值至8.0-8.5，加入蛋白酶，在50-55℃温度下酶解4-6h，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，即得到酶解液；
（4）离心：将酶解液进行高速离心，去除沉淀，收集上清夜，得到离心上清液；
（5）超滤：将收集的离心上清液经截留分子量为3000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到小肽溶液；
（6）螯合反应：向步骤（5）得到的小肽溶液中加入稀土铈盐，稀土铈盐的添加量为小肽溶液中蛋白肽量（以蛋白质含量计）的5-10%，将溶液的pH值调整到8.5～9.0，在50-60℃下搅拌螯合反应1-2小时，得到小肽铈螯合反应液；
（7）喷雾干燥：将步骤（6）得到的小肽铈螯合反应液进行喷雾干燥，即得到小肽铈螯合物。
2.根据权利要求1所述的一种高活性小肽铈螯合物的生产工艺，其特征在于：步骤（1）所述的离心分离是采用管式离心机连续分离，离心转速大于10000r/min。
3.根据权利要求1所述的一种高活性小肽铈螯合物的生产工艺，其特征在于：步骤（3）所述的蛋白酶酶活力为300000-350000U/ml，蛋白酶的添加量为血球液重量的1.0-2.0%。
4.根据权利要求1所述的一种高活性小肽铈螯合物的生产工艺，其特征在于：步骤（4）所述的高速离心是采用管式离心机分离，离心转速大于10000r/min。
5.根据权利要求1所述的一种高活性小肽铈螯合物的生产工艺，其特征在于：步骤（6）所述的稀土铈盐为硝酸铈、氯化铈或醋酸铈中的任一种。
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