[发明专利]蛋白酸水解生产小肽氨基酸微量元素螯合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于蛋白质的加工技术，同时涉及膜分离技术领域。

背景技术

蛋白质水解产物为胨、肽等，最终产物为氨基酸。肽是氨基酸的线性聚合物。通常把由2～12个氨基酸残基形成的直链肽称为低聚肽，也称为小肽、短肽、微肽，超过12个而不多于20个氨基酸残基的称寡肽，含20个以上氨基酸残基的称为多肽。现代科学研究发现，蛋白质在消化道中的消化终产物往往大部分是小肽而非游离氨基酸。小肽能完整地通过肠粘膜细胞进入体循环，直接参与组织蛋白质的合成。某些具有特殊生理活性的小肽能够参与机体生理活动和代谢调节，提高动物机体的免疫能力。由于小肽结构的被阐明，生物技术、化学合成和基因工程的发展，小肽的生产和工艺有了许多改进和创新。目前，国内外生产小肽的方法主要有蛋白质降解法、化学合成法和生物工程法。生物工程法是采用DNA重组技术，从动、植物基因组中分离出带有目的基因的DNA片段，克隆到适当的载体，用特定方法将其导入受体细胞，通过细胞表达获得所需要的肽。或将外源基因插入到吞噬体基因序列之中，使肽以融合蛋白形式表达在吞噬体表面，经加工纯化获得产品，目前仅局限于多肽的生产。化学合成法有液相法和固相法。液相法不适合反应中间体溶解度较低的情况。固相法是把要合成的肽其中一端的氨基酸羧基、氨基或侧链基附着在固体载体上，然后从氨基端或羧基端逐步增长肽链的方法。优点是产品易于纯化，并可实现自动化。缺点是在肽键形成过程中产生消旋作用，产率低，成本高。蛋白质降解法是目前生产肽的主要方法，其中又分为酶解法、微生物发酵法、碱解法和酸解法。酶解法是以优质蛋白为底物，运用蛋白酶的酶解内剪切作用生产肽，生产工艺成熟。缺点是生产周期长，三废多，水解度和酶解过程的重复性难以控制，特别是任何酶制剂和酶解条件都不可避免使产品带有严重苦味，影响动物采食量。微生物发酵法是把蛋白酶的发酵生产和酶解生产结合在一起生产肽的方法。优点是降低了生产成本，产品有发酵香味。缺点是产品属多肽范畴，菌种的筛选、保藏、培养、活化、传代等操作烦琐，接种的菌种种类、总量、比例、底物浓度以及发酵条件难以控制。碱水解法由于引起氨基酸的破坏和产生消旋作用，一般不被采用。酸水解除破坏色氨酸，含硫氨基酸部分被氧化外，不会引起氨基酸的消旋作用，蛋白降解为肽的速度快，反应完全。但脱酸的关键技术难于突破，有的采用中和法去酸，然后电渗析脱盐，不但耗电多，而且脱盐不彻底，严重影响产品质量。

小肽和氨基酸用作饲料添加剂，能显著提高饲料转化率，改善动物生产性能，降低养殖成本。但动物生长必需的微量元素，都是单独添加。作为第一代的无机盐，已逐步被市场淘汰，第二代有机酸盐类生物学效价低，化学稳定性不好。第三代单一氨基酸螯合盐化学稳定性好，生物学效价提高。但由于同种氨基酸相互竞争共同吸收点位而发生拮抗作用，吸收速度慢，载体易饱和，因而达不到最理想的效果。为了促进饲料工业和养殖业的健康发展，满足对新饲料添加剂日益增长的需求，迫切需要研究和开发一种营养性、功能性兼备、化学稳定性好、生物学效价高、易消化吸收、抗干扰、无刺激、无毒害作用的新型高效的绿色饲料添加剂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的弊端，提供一种新饲料添加剂——小肽氨基酸微量元素螯合物的生产方法。本发明采用的技术方案是，蛋白酸水解生产小肽氨基酸微量元素螯合物的方法，以动物蛋白或植物蛋白为原料，所述动物蛋白如用脱脂血粉或蚕蛹等，所述植物蛋白如豆粉、豆粕等。采用盐酸水解。水解液先粗滤，再微滤，滤液经预处理后用纳滤膜分离脱酸；脱酸后的水解液用超滤膜分离提纯，截留分子量大于1000Dalton的多肽和部分水解蛋白，得到分子量小于1000Dalton的小肽和氨基酸的混合物；再采用螯合技术，使动物生长所必需的微量元素金属离子与小肽和多种氨基酸发生配位反应，生成具有环状结构的小肽氨基酸微量元素螯合物，用作饲料添加剂。

作为本发明的一种优选，所述蛋白酸水解生产小肽氨基酸微量元素螯合物的方法包括以下步骤：

一、盐酸水解：将纯度至少是食品级的盐酸用去离子水稀释成重量百分比4～20％浓度的盐酸溶液，蛋白质原料与所述盐酸溶液的重量比为1∶4～5，水解温度100～120℃，搅拌，水解时间24～48h，用TCA法测定水解度；

二、过滤：盐酸水解完毕后得到的料液趁热过滤，先用耐酸板框压滤机粗滤，滤膜是由两层尼龙布强化固定的加厚滤纸，再进行微滤，微滤的过滤孔径不大于0.5μm；

三、预处理：过滤后的料液输入预处理系统，截留由于管路清洗不彻底或误操作而进入循环桶的异物，以保护膜元件；