CN111073932A - 一种高活性小肽螯合锌的生产工艺 - Google Patents

一种高活性小肽螯合锌的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高活性小肽螯合锌的生产工艺，主要步骤包括血球液制备、溶血、酶解、离心、超滤、螯合、喷雾干燥得小肽螯合锌。本发明的方法以价格低廉、来源广泛的猪血为肽源，以无机锌盐为铁源，将锌元素与小分子肽螯合，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，是一种新型的饲料用补锌剂。

Description

一种高活性小肽螯合锌的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种有机微量元素锌的制备方法，尤其涉及一种高活性小肽螯合锌的生产工艺。
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。小肽螯合锌是近年来在国内外发展较快的新型有机锌源补充剂，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。由于小肽螯合锌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，比相应的有机酸态锌、氨基酸螯合锌更为优越，目前被认为是一种较理想的饲料用补锌剂。因此，开发一类吸收利用率高、生化稳定性好、营养价值高、副作用小的小肽螯合锌具有十分重要的市场意义。
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螯合锌的生产工艺，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：一种高活性小肽螯合锌的生产工艺，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8.0-9.0，加入蛋白酶，在50-55℃温度下酶解4-8h，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2000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到肽溶液；
（6）螯合反应：向步骤（5）得到的肽溶液中加入无机锌盐，无机锌盐的添加量为肽溶液中蛋白肽量（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，得到螯合反应液；
（7）喷雾干燥：将步骤（6）得到的螯合反应液进行喷雾干燥，即得到小肽螯合锌。
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280000-300000U/ml，蛋白酶的添加量为血球液重量的2.0-3.0%。
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）本发明的工艺综合应用生物酶解、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）本发明的工艺以价格低廉、来源广泛的猪血球为肽源，以无机锌盐为锌源，将锌离子与小分子肽螯合，制成高活性小肽锌螯合物，所得产品中小分子肽（相对分子量介于180～1000Da之间）含量高达75%以上，螯合态锌离子含量在11%以上，螯合率达到92%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450L血球液和560L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52℃，用NaOH溶液调节其PH值至8.0，随后添加血球液重量2.0%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8.0以下时，补碱液调PH值至8.0，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2000Da的中空纤维超滤膜装置，收集超滤透过液，得到肽溶液680L；
（6）螯合反应：将收集得到的肽溶液泵入反应罐中，加入硫酸锌36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，得到螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将所得到的螯合反应液直接喷雾干燥，即得到小肽螯合锌122公斤。
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；
（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870L；
（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8.5，随后添加血球液重量2.5%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8.5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2000Da的中空纤维超滤膜装置，收集超滤透过液，得到肽溶液650L；
（7）螯合反应：将收集得到的肽溶液泵入反应罐中，加入硫酸亚铁40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，得到蛋螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将所得到的螯合反应液直接喷雾干燥，即得到小肽螯合铁137公斤。
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800L；
（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9.0，随后添加血球液重量3%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9.0以下时，补碱液调PH值至9.0，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，得到肽溶液669L；
（7）螯合反应：将收集得到的肽溶液泵入反应罐中，加入硫酸亚铁42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，得到螯合反应液；
（8）喷雾干燥：将所得到的螯合反应液直接喷雾干燥，即得到小肽螯合锌142公斤。
对上述实施例得到的成品进行肽分子量大小、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。
铁元素含量检测：采用原子吸收分光光度计分别测定小肽螯合锌中锌元素的总含量与螯合态锌的含量，并据此计算小肽螯合锌的螯合率。
结果见表1，表2：
表1：小肽螯合锌中肽分子量分布
Figure 450933DEST_PATH_IMAGE001
表2：小肽螯合锌中锌元素含量与螯合态锌含量
Figure DEST_PATH_IMAGE002
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75%以上。从表2可以看出，实施例所得的成品中锌螯合率达到92%以上。

Claims (5)

1.一种高活性小肽螯合锌的生产工艺，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8.0-9.0，加入蛋白酶，在50-55℃温度下酶解4-8h，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2000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液，得到肽溶液；
（6）螯合反应：向步骤（5）得到的肽溶液中加入无机锌盐，无机锌盐的添加量为肽溶液中蛋白肽量（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，得到螯合反应液；
（7）喷雾干燥：将步骤（6）得到的螯合反应液进行喷雾干燥，即得到小肽螯合锌。
2.根据权利要求1所述的一种高活性小肽螯合锌的生产工艺，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螯合锌的生产工艺，其特征在于：步骤（3）所述的蛋白酶酶活力为280000-300000U/ml，蛋白酶的添加量为血球液重量的2.0-3.0%。
4.根据权利要求1所述的一种高活性小肽螯合锌的生产工艺，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螯合锌的生产工艺，其特征在于：步骤（6）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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CN115153016A (zh) * 2021-04-06 2022-10-11 大连鑫玉龙海洋生物种业科技股份有限公司 一种海参多肽螯合锌口服液及其制作方法

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