CN1566356A - 蚯蚓活性肽和蚯蚓生物微肥的制备方法及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蚯蚓活性肽和蚯蚓生物微肥的制备方法及其用途。采取酶解的方法将蚯蚓蛋白质降解成多肽，通过选择酶的种类和用量，控制酶解反应条件，可得到分子大小可调的蚯蚓活性肽，它们可用作食品、保健食品添加剂或有效成分，或药品组方。分离活性肽后的水解物可用作饲料添加剂或微肥原料，或与金属化合物复配，制备生物微肥。本发明工艺设备简单，生产条件温和，节能环保，原料价廉易得，产品附加值高。

Description

蚯蚓活性肽和蚯蚓生物微肥的制备方法及其用途

技术领域    本发明涉及蚯蚓活性肽和蚯蚓生物微肥的制备方法及其用途。

背景技术    蚯蚓是环保动物之一，世界上有蚯蚓3000余种，我国亦有200多种。1837年达尔文系统地阐述了蚯蚓在形成和改良土壤中的重要作用，近年来，蚯蚓的生物学特点被人们逐一开发利用，许多国家如美国、日本、加拿大等都非常重视蚯蚓的养殖、应用和研究。我国自20世纪80年代以来也有一定的发展，蚯蚓不仅成为珍贵药物、高蛋白食品和饲料，而且在土壤改良、消除公害、保护生态环境上，在物质循环、生物多样性等方面发挥着特殊作用。

蚯蚓在我国作为药材已有上千年的历史，药理作用广泛，具有清热解毒、平肝止痉、凉血通络、止喘利尿的作用。用地龙配制的中药就有40多种，用于治疗多种疾病。近年来发现，蚯蚓提取物含有丰富的纤溶酶及多种生物活性物质，临床已广泛用于抗栓治疗。

李时珍在《本草纲目》中对蚯蚓的形态结构、生活习性及药用价值均有详细记载，称之为“地龙”而入药，并沿用至今。虽然很早以前就有用蚯蚓和蚓粪治病的记载，但对蚯蚓体内有效成分及药理作用的了解，还是运用近代科学技术分析研究的结果。蚯蚓蛋白质和氨基酸的含量和营养价值优于大豆蛋白，游离氨基酸含量50～70g·L^-1，其组成表明，蚯蚓中人体的10种必需氨基酸齐全，并比肉类食品高。蚯蚓的不饱和脂肪酸含量高，饱和脂肪酸含量低，特别是具有抗癌、降血压、防止动脉硬化、养颜等作用的亚油酸含量更高，而十三羧酸明显不同于别的动物，这些特点正符合当前人类健康食品结构的要求。据测定，每100mg鲜蚯蚓含维生素：B₁0.5mg、B₂2.5mg，均是豆饼的10倍、鱼粉的14倍以上。还含有维生素E、A、C。蚯蚓体内含微量元素亦较丰富，且具特殊生理功能，如Fe：2304.71μg/g、Mn：59.88μg/g、Cu：55.27μg/g、Zn：10.05μg/g、Se：0.7μg/g等，它们与其他中药配伍后和药材中有机物络合发挥更大药理功效，其中Se还能促进细胞免疫作用。此外，蚯蚓尚含蚯蚓素、蚯蚓碱、蚯蚓毒素以及嘌呤、胆碱、胆甾醇等主要特殊活性物质。

蚯蚓提取物安全无毒，口服有效，目前国内许多单位将其作为保健食品加以开发，对中老年的血栓性疾病有良好的预防和治疗作用。

蚯蚓主要以采收干燥的整条虫体(地龙)入药，常见剂型有研末、水煎剂、醇浸膏等，李时珍说：入药有为末的、或化水的、或烧灰的等各随其法。以现代生物学、药理学、药剂学的观点来看，传统的剂型剂量大，服用不方便，有效成分的肠道吸收不好，生物利用度低，不能充分发挥中药材的作用。

近年来多肽越来越受到重视，现代生物学实验已经证明，多肽与蛋白质和氨基酸相比具有更多优点：多肽在肠道中的吸收最好，一些低肽如二肽、三肽的吸收速率比同一组成的氨基酸快；多肽具有低抗原、促进脂质代谢、降低胆固醇、促进矿物质吸收、降血压、抗氧化等生理功能；一些多肽具有强化机体免疫、促进人体新陈代谢的作用；多肽具有较好的酸、热稳定性、水溶性，而且粘度随浓度变化迟钝。

一般将含量千分之几到十万分之几的元素称为微量元素，如铁、锰、锌、铜、钼等。长期以来，采用无机盐作为微量元素肥料，氮无机盐极易水解，生成沉淀，并且不能与其他肥料、农药混合使用。上世纪三十年代，以EDTA为代表的螯合微肥问世，克服了无机盐微肥的盐害，无机金属离子被有机配体螯合后，由原先的简单正离子变为带负电荷的以有机配体包围的螯合离子，在水中的溶解性和稳定性大为提高，也容易通过细胞壁被植物吸收，增加了微量元素的肥效，螯合微肥的有机配体多是精细化工合成的，加工复杂，价格昂贵，使螯合微肥成本过高，难以普及推广。而在我国，随着近年来国民经济的高速发展，农业复种指数和单位面积产量不断提高，对螯合微肥需求日益增加。

蚯蚓酶解剩余物具有良好的配位化学性能，降解及亲水化处理后，其金属螯合物具有优良的稳定性、水溶性、可降解性及植物细胞亲和性，可成为EDTA螯合微肥的替代品。并且其原料丰富，生产简单，无污染公害，成本低廉，使用方便，肥效显著。蚯蚓生物微肥是一种含有多种天然氨基酸、糖类、多种微量元素的高效肥，在作物生长中具有复合生理效应，既可解决土壤微量元素缺乏问题，又可利用氨基酸等有机物对作物的良好生理作用，促进作物生长发育，并且在使用中无毒副作用，使用安全。因此，蚯蚓微肥是21世纪所需求的天然绿色微肥，国内外市场有广大的需求，推行这一新兴的天然微肥对农业、林业、蔬菜、花卉、园艺、无水栽培，有一定的社会效益、经济效益和生态效益。

本发明将新鲜蚯蚓直接经酶水解成分子大小可控的活性多肽，经分离干燥后得到蚯蚓活性肽，剩余的酶解物与金属盐复合，制备蚯蚓生物微肥。

本发明的优点：蚯蚓活性肽提取条件温和，不使用有机溶剂，不产生二次污染，节能环保，省时，可控制活性肽的分子量大小及分布。蚯蚓生物微肥有机质丰富，植物易于吸收，肥效高。整个生产过程没有三废排放，充分利用价廉原料的蛋白质，生产附加值高的产品，经济效益可观，工艺设备简单，易于产业化。

发明内容    本发明的目的是提供一类蚯蚓活性肽和蚯蚓生物微肥的制备方法及其用途。

本发明采用新鲜蚯蚓(品种没有限制)，经酶水解，离心分离，上清液干燥制备蚯蚓活性肽；离心沉淀物与金属盐混合制备蚯蚓生物微肥。

本发明提供的技术方案是：蚯蚓活性肽由新鲜蚯蚓经吐泥洗净沥干水分，绞碎，酶解，升温灭活酶，离心分离，上清液干燥得到。蚯蚓生物微肥由上述分离上清液后的沉淀物与微量金属盐复配得到。

上述酶解所用的酶为蛋白水解酶，包括中性蛋白酶、碱性蛋白酶、风味蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等。使用时，可采用一种酶或一种以上酶进行酶解。酶解条件为所使用的酶的最适工作条件，即最适的温度、pH值和底物浓度。生物活性肽的分子量大小和分布，通过酶解条件的改变来控制。酶解条件包括酶解时酶的品种、用量、水解时间。

上述蚯蚓生物微肥可通过与金属盐复配得到，金属盐可以根据具体施肥的要求决定种类、用量，可单独使用一种或多种金属盐，混合时根据需要可先将金属盐溶于少量水中，再与蚯蚓酶解物混合均匀。蚯蚓生物微肥产品可以是粉末状，也可以机械挤出成型成条状或颗粒状。

本发明所产生的益处：蚯蚓是容易养殖、价廉的优质蛋白质来源，含有多种独特的生理活性物质，本发明采用酶解的方法制备蚯蚓活性肽和蚯蚓生物微肥，使蚯蚓的优质蛋白质得到了充分利用，所得到的活性肽具有生理活性，易于吸收，生物利用度高。蚯蚓组织酶解分离后的剩余物有机质丰富，对金属离子有良好的络合作用，经与金属盐复配后制得的蚯蚓生物微肥，水溶性好，与氨基酸微肥有相似的作用，但本发明所制备的蚯蚓生物微肥成本低得多，且不产生三废。

产品的用途：

活性肽的用途：

1、食品的添加剂

2、保健食品的添加剂

3、保健食品有效成分

4、药品的有效成分

酶解副产物的用途：

1、动物饲料添加剂

2、微肥产品添加剂

3、微肥原料

附图说明    附图为蚯蚓活性肽和蚯蚓生物微肥的工艺流程图。

具体实施方式    蚯蚓活性肽和蚯蚓生物微肥的工艺流程见说明书附图。

实施例一

蚯蚓活性肽的制备

取500克新鲜蚯蚓(品种：日本大本2号)绝食静养2天，用自来水清洗，清洗过程中除去分泌物、蚓粪，直至无明显的脏物。稍微沥干水，用绞肉机绞碎，呈红色浆状物，将0.1克柠檬酸溶于少量水中加入蚯蚓浆料中，搅拌均匀。加入2克碱性蛋白酶搅拌均匀，以NaOH溶液调pH值6.5(在酶解过程中保持该pH值)，50℃保温3小时，再加入2克风味蛋白酶搅拌均匀，50℃保温3小时。升温至85～90℃，保温10～15分钟使酶灭活，冷却至室温，离心分离(4000转/分钟，10分钟)，倾倒出上清液，60℃烘干，粉碎，得到浅黄色粉末。

实施例二

蚯蚓活性肽性质测定

蚯蚓活性肽易溶于水中，空气中放置易吸潮。采用法玛西亚(Pharmacia)公司生产的蛋白质多肽分子量测定仪(AKTA Explorer 100)分析，平均分子量为2000左右，平均肽链长度为10～13。

实施例三

蚯蚓生物微肥的制备

将按实施例一方法得到的离心沉淀物取出，按如下配方与金属盐搅拌混合均匀，60℃烘干，粉碎，得到蚯蚓生物微肥。

硼酸            1～5克

硫酸锰          1～3克

硫酸锌          0.1～0.4克

硫酸铜          0.04～0.12克

钼酸铵          0.01～0.03克

乙二胺四乙酸铁  10～20克

蚯蚓酶解物      972～988克

Claims (8)

1.蚯蚓活性肽，由蚯蚓在酶的作用下水解，经离心分离，上清液干燥后得到；蚯蚓生物微肥采用分离蚯蚓活性肽后的剩余物得到。

2.权利要求1所述的蚯蚓活性肽的制备方法，其特征是：新鲜采收的蚯蚓绝食静养，清水洗涤，去除泥沙、粘液，搅碎成浆液。加入防腐剂，加入酶保温水解至预定时间，升高温度至85～90℃，保温10～15分钟。冷却至室温，离心分离，取上清液喷雾干燥或冷冻干燥，制备得到蚯蚓活性肽。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是：酶解所用的酶为蛋白水解酶，包括中性蛋白酶、碱性蛋白酶、风味蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等。使用时，可采用一种酶或一种以上酶进行酶解。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征是：酶解条件为所使用的酶的最适工作条件，即最适的温度、pH值和底物浓度。

5.权利要求1所述的蚯蚓活性肽的制备方法，其特征是生物活性肽的分子量大小和分布，通过酶解条件的改变来控制。酶解条件除权利要求3和4所述的特征外，还包括酶解时酶的品种、用量、水解时间。

6.根据权利要求1所述的蚯蚓生物微肥制备方法，其特征是：酶解物经离心分离出上清液后的剩余物中加入金属盐捏合，烘干得到，或通过机械挤出成型。金属盐为微量元素硼、铜、铁、锰、锌、钼的化合物，可单独使用或组合使用，其用量根据具体要求复配。

7.权利要求1所述的蚯蚓活性肽可应用于食品的添加剂、保健食品的添加剂、保健食品有效成分、药品的有效成分。

8.权利要求1所述的蚯蚓生物微肥可应用于动物饲料添加剂、微肥产品添加剂、微肥有机组分。