CN111073928A - 一种高活性小肽镧螯合物的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高活性小肽镧螯合物的生产工艺，主要步骤包括猪血球液制备、溶血、酶解、离心、超滤、纳滤、螯合、喷雾干燥得小肽镧螯合物。本发明的工艺以价格低廉、来源广泛的猪血为肽源，以稀土镧盐为镧源，将镧元素与小肽螯合，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，具有安全稳定、直接吸收、生物活性强等特点，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镧螯合物的生产工艺。
背景技术
小肽微量元素螯合物是近年来在国内外发展较快的第三代新型微量元素饲料添加剂，是动物生长所必需的微量元素金属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。由于小肽微量元素螯合物是接近于动物体内天然形态的微量元素存在形式，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，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，目前被认为是一种较理想的新型绿色饲料添加剂。
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、农业等领域得到广泛应用。有研究结果表明，稀土离子通过吸收进入机体后，可保护细胞膜类脂不被氧化，延长生物膜寿命，保持机体组织结构的完整性，对提高机体细胞的活力和抗氧化、抗应激能力，增强机体免疫力和抗病力，提高畜禽生产性能和改善畜禽产品品质等具有重要作用，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元素螯合物的研究和开发很少，有关小肽镧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高活性小肽镧螯合物的生产工艺，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：一种高活性小肽镧螯合物的生产工艺，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，搅拌速度为30-40r/min，得到溶血液；
（3）酶解：调节溶血液PH值至7.5-8.0，加入蛋白酶，在50-55℃温度下酶解5-10h，将酶解液升温至85℃灭酶5-10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1200Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到超滤透过液；
（6） 纳滤：将收集的超滤透过液，用截留分子量为200Da的纳滤膜进行纳滤浓缩，收集浓缩液，得到小肽溶液；
（7）螯合反应：向步骤（6）得到的小肽溶液中加入稀土镧盐，稀土镧盐的添加量为小肽溶液中蛋白肽量（以蛋白质含量计）的10-20%，将溶液的pH值调整到6.0～6.5，在80-90℃下搅拌螯合反应2-4小时，得到小肽镧螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将步骤（7）得到的小肽镧螯合反应液进行喷雾干燥，即得到小肽镧螯合物。
上述步骤（1）中所述的抗凝处理是添加食品级柠檬酸钠，添加量为新鲜猪血重量的0.5%。
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200000-300000U/ml，蛋白酶的添加量为血球液重量的0.5-1.0%。
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（7）所述的稀土镧盐为硝酸镧、氯化镧、醋酸镧或硫酸镧中的任一种。
上述步骤（8）所述的喷雾干燥的进风口温度为200-240℃，出风口温度为80-100℃。
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，以稀土镧盐为镧源，将稀土元素镧与小肽螯合，制成小肽镧螯合物，所得产品中小分子肽（相对分子量介于200～1500Da之间）含量高达85%以上，螯合态镧元素含量在2%以上，螯合率达到86%以上，可作为一种新型的高效的饲料添加剂。
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420L血球液和580L血浆液，收集血球液，血浆液经喷雾干燥制成血浆蛋白粉；抗凝处理时添加新鲜猪血重量0.5%的食品级柠檬酸钠；
（2）溶血：将血球液泵入反应罐中，加入420L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840L；
（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0.5%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10h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1200Da的中空纤维超滤膜装置，得到超滤透过液432L；
（6） 纳滤：将收集的超滤透过液，再用截留分子量为200Da的纳滤膜过滤浓缩，收集浓缩液，得到小肽溶液255L；
（7）螯合反应：将收集的的小肽溶液泵入反应罐中，加入硝酸镧9.45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3小时，得到小肽镧螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将所得到的小肽镧螯合反应液直接喷雾干燥，即得到小肽镧螯合物103.8公斤；喷雾干燥的进风口温度为220℃，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438L血球液和562L血浆液，收集血球液，血浆液经喷雾干燥制成血浆蛋白粉；抗凝处理时添加新鲜猪血重量0.5%的食品级柠檬酸钠；
（2）溶血：将血球液泵入反应罐中，加入440L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878L；
（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7.5，随后添加血球液重量0.8%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7.5以下时，补碱液调PH值至7.5，保温酶解8h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1200Da的中空纤维超滤膜装置，得到超滤透过液465L；
（6） 纳滤：将收集的超滤透过液，再用截留分子量为200Da的纳滤膜过滤浓缩，收集浓缩液，得到小肽溶液272L；
（7）螯合反应：将收集的小肽溶液泵入反应罐中，加入硝酸镧19.36公斤，不断搅拌下调整溶液的pH值至6.5，升温至90℃，保温反应2小时，得到小肽镧螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将所得到的小肽镧螯合反应液直接喷雾干燥，即得到小肽镧螯合物106.4公斤；喷雾干燥的进风口温度为240℃，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；抗凝处理时添加新鲜猪血重量0.5%的食品级柠檬酸钠；
（2）溶血：将血球液泵入反应罐中，加入410L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820L；
（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7.8，随后添加血球液重量1.0%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7.8以下时，补碱液调PH值至7.8，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1200Da的中空纤维超滤膜装置，得到超滤透过液420L；
（6） 纳滤：将收集的超滤透过液，再用截留分子量为200Da的纳滤膜过滤浓缩，收集浓缩液，得到小肽溶液268L；
（7）螯合反应：将收集的小肽溶液泵入反应罐中，加入硝酸镧14.452公斤，不断搅拌下调整溶液的pH值至6.2，升温至80℃，保温反应4小时，得到小肽镧螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将所得到的小肽镧螯合反应液直接喷雾干燥，即得到小肽镧螯合物95.4公斤；喷雾干燥的进风口温度为200℃，出风口温度为80℃。
对上述实施例得到的成品进行肽分子量大小、镧元素总含量、螯合态镧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。
镧元素含量检测：采用原子吸收分光光度计分别测定小肽镧螯合物中镧元素的总含量与螯合态镧的含量，并据此计算小肽镧螯合物的螯合率。
结果见表1，表2：
表1：小肽镧螯合物中肽分子量分布
表2：小肽镧螯合物中镧元素含量与螯合态镧含量
从表1可以看出，实施例所得的成品中相对分子量在200-1200Da之间的小分子肽占总蛋白的比例达到85%以上。从表2可以看出，实施例所得的成品中螯合态镧元素含量在2%以上，镧螯合率达到86%以上。
Claims (7)
1.一种高活性小肽镧螯合物的生产工艺，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，搅拌速度为30-40r/min，得到溶血液；
（3）酶解：调节溶血液PH值至7.5-8.0，加入蛋白酶，在50-55℃温度下酶解5-10h，将酶解液升温至85℃灭酶5-10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1200Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到超滤透过液；
（6） 纳滤：将收集的超滤透过液，用截留分子量为200Da的纳滤膜进行纳滤浓缩，收集浓缩液，得到小肽溶液；
（7）螯合反应：向步骤（6）得到的小肽溶液中加入稀土镧盐，稀土镧盐的添加量为小肽溶液中蛋白肽量（以蛋白质含量计）的10-20%，将溶液的pH值调整到6.0～6.5，在80-90℃下搅拌螯合反应2-4小时，得到小肽镧螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将步骤（7）得到的小肽镧螯合反应液进行喷雾干燥，即得到小肽镧螯合物。
2.根据权利要求1所述的一种高活性小肽镧螯合物的生产工艺，其特征在于：步骤（1）所述的抗凝处理是添加食品级柠檬酸钠，添加量为新鲜猪血重量的0.5%。
3.根据权利要求1所述的一种高活性小肽镧螯合物的生产工艺，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。
4.根据权利要求1所述的一种高活性小肽镧螯合物的生产工艺，其特征在于：步骤（3）所述的蛋白酶酶活力为200000-300000U/ml，蛋白酶的添加量为血球液重量的0.5-1.0%。
5.根据权利要求1所述的一种高活性小肽镧螯合物的生产工艺，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。
6.根据权利要求1所述的一种高活性小肽镧螯合物的生产工艺，其特征在于：步骤（7）所述的稀土镧盐为硝酸镧、氯化镧、醋酸镧或硫酸镧中的任一种。
7.根据权利要求1所述的一种高活性小肽镧螯合物的生产工艺，其特征在于：步骤（7）所述的喷雾干燥的进风口温度为200-240℃，出风口温度为80-100℃。
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