專利名稱：一種利用肉食加工副產物制備復合肽-銅螯合物的方法
技術領域：
本發明涉及ー種新型動物飼料添加劑的生產方法，具體的說，是涉及ー種復合肽銅螯合物及其生產方法，屬于動物飼料添加劑領域。
背景技術：
銅元素作為動物必需的微量元素之一,是動物體內許多酶的組成成分和激活劑，參與毛發生長和色素沉著，維持動物的生殖功能，調節機體神經體液機制和免疫反應；同時銅也是構成血紅蛋白的成分之一，通過藍銅蛋白影響機體鐵的造血功能，紅細胞的生成必須有銅的存在。因此，若缺乏銅，則會出現貧血、運動失調、骨代謝異常等病理現象，從而影響動物的營養物質代謝及生長發育狀況。根據動物生理功能科學合理的在飼料中添加銅元素，既可以滿足動物對銅元素的基礎營養需要，避免銅元素缺乏引起各種病癥，又能有效改善動物的生產生殖性能，提高免疫力，促進其健康生長發育。
銅元素添加劑產品的發展可分為四代第一代產品是無機鹽類銅元素添加剤，如硫酸銅等。第二代銅元素添加劑是簡單有機酸鹽類，如葡萄糖酸、檸檬酸等銅元素鹽類。在應用中這兩類產品存在很多的弊端ー是穩定性差，因受體內PH值、無機離子、有機大分子等的拮抗影響無法被完整吸收；ニ是對動物胃腸刺激性大，易破壞飼料中維生素、微生態等的活性，影響消化吸收率；三是動物吸收較少，大部分排出體外，污染土壌和水源，對環境破壞性較大；四是大量銅沉積在動物的肝臟中，人類食用后極易沉積，甚至造成中毒，成為食品安全的危險源。第三代銅元素添加劑是單ー氨基酸螯合物，雖具有生物穩定性強、易被消化吸收等優點，但在實際應用中效果不顯著，這是因為動物肌體需要多祥化的有機螯合物，単一特定的螯合物需求量較少，添加過多不但易造成吸收通道的競爭，影響其它氨基酸及銅元素的吸收利用，而且造成浪費。此外，單ー氨基酸螯合物生產成本較高，増大了養殖成本。第四代銅元素添加劑小肽銅元素螯合物成為關注的焦點。現代科學認為，由2個或3個氨基酸殘基組成的小肽能完整地通過腸粘膜細胞進入體循環，吸收具有轉運速度快、耗能低、載體不易飽和，與游離氨基酸的吸收無競爭等優點，且各種肽之間轉運無競爭性與抑制性。動物組織可以直接利用小肽中的氨基酸合成組織蛋白。小肽銅元素螫合物便是借助小肽的吸收轉換通道被吸收利用，能夠促進銅元素的吸收，更有利于銅元素生物學效價的提高。近年來我國畜牧業及肉食加工業發展迅速，大量動物血液、羽毛等廢棄物的高值化綜合利用成為研究的熱點。目前最主要的利用途徑是經過簡單加工制備成飼料蛋白血球粉、羽毛粉等，但是動物對這些動物性蛋白飼料消化吸收率低，飼用價值不高；且我國規定動物性蛋白飼料不準應用于反芻動物，限制了產品的應用范圍。目前已有將肉食加工副產物用于制備復合肽微量元素螯合物的報道，但是采用的堿解方法或者先堿解后酶解方法處理工藝，不但會破壞產品中的氨基酸活性，降低產品的營養價值，而且對生產設備的要求較高，產生的廢液對環境污染較大，因此開發溫和高效的銅元素復合肽螯合物生產エ藝成為綜合利用肉食加工副產物的當務之急。

發明內容
本發明的目的是提供ー種新的復合肽銅元素螯合物的生產方法，該方法以肉食加エ副產物為原料，通過生物酶解技術生產復合肽銅螯合物，綜合開發利用血液、羽毛等肉食加工副產物，提高飼用附加值。本發明提供ー種復合肽銅元素螯合物的生產方法，該方法中小肽與銅元素投料比是根據銅離子配位特征及小肽檢測結果計算得出，更科學準確，所得產品螯合更好。本發明提供ー種復合肽銅元素螯合物的生產方法，該制備方法易行，操作簡單，對生產設備腐蝕作用小，易于大規模生產。本發明提供ー種復合肽銅元素螯合物，其在動物體內穩定易吸收，耗能低，能滿足動物體對多樣化的有機螯合物的需要，有效的促進動物生產性能。 本發明提供ー種以肉食加工副產物為原料的復合肽銅元素螯合物的生產方法，該方法利用動物蛋白水解酶在最適條件下酶解血液、羽毛等肉食加工副產物制備酶解液，酶解液主要成分是能直接被動物吸收利用的小肽、寡肽及少部分氨基酸，然后將酶解液與銅離子溶液混合通過螯合反應制得能有效被動物吸收利用的復合肽銅元素螯合物產品。本發明提供ー種復合肽銅元素螯合物的生產方法，包括如下步驟
(1)向原料中加入適量的水，將原料配成質量濃度為10 30%的水溶液，充分混勻至攪拌無阻力，用氫氧化鈉溶液調體系PH，調完后加適量動物蛋白水解酶，混勻，恒溫酶解得酶解液。其中酶解體系最適PH 7 10，蛋白酶加入量為500 1000U/g底物質量，酶解溫度為40 50°C，酶解時間為20h 30h ；
(2)將選用的無機銅鹽溶于適量的水中形成水溶液，在不斷攪拌和適當的溫度條件下，根據計算所得投料比，向上述銅離子水溶液中添加相當量的復合肽溶液，繼續攪拌反應I 2小時，反應過程中保持體系pH為3. 5 4. 5 ;
(3)反應結束后對產品進行離心，分離；
(4)分離后反應液調ph為中性，調至適宜溫度60 80°C，在攪拌條件下繼續反應I 2小時，反應過程保持反應體系pH6. 5 7為最佳，反應結束后對產品進行離心，分離；
(5)兩步反應產品干燥處理，制得復合肽-銅螯合物成品。本發明可選擇常用的銅元素無機鹽，比如硫酸銅，氯化銅等。本發明中，根據銅鹽配位特征，按照配位基團與金屬離子摩爾比4:1的比例向反應體系中添加等當量的復合肽溶液為佳。本發明所得復合肽銅元素螯合物產品的干燥處理可采用風干、冷凍以及真空干燥等方式進行，采用低溫烘干最佳，因為這樣可以保持產品很好的外觀，流動性和穩定性。本發明采用肉食加工副產物為原料，利用蛋白酶將原料酶解，與以往采用的堿解方法或者先堿解后酶解方法處理工藝相比，更能保護產品中的氨基酸活性，保證產品的營養價值，減少生產設備的損耗。本發明采用肉食加工副產物為原料，利用蛋白酶將原料酶解，所得酶解液主要成分是能直接被動物吸收利用的小肽、寡肽及少部分氨基酸，酶解液與銅離子螯合反應所得產品復合肽銅元素螯合物產品在動物體內穩定易吸收，耗能低，能滿足動物體對多樣化的有機螯合物的需要，能有效被動物吸收利用，促進動物生產性能，大大提高了利用率。且該類產品可以用于包括反芻動物，禽畜、水產動物等在內的動物飼料中，擴大了肉食加工副產物或動物蛋白的用途。本發明提供的復合肽銅元素螯合物的生產方法，先將銅元素鹽配置成溶液，再與配體反應，有利于螯合反應進行快速充分均勻；肽與銅元素投料比不是像以往產品按照重量比添加，而是按銅離子具體配位特征及酶解液中小肽檢測結果綜合分析計算得出，更科學準確，所得產品螯合度更好。該制備方法易行，操作簡單，對生產設備腐蝕作用小，易于大規模生產。此外，本發明采用ニ步螯合，螯合反應充分，產品制備收率高。
具體實施例方式實施例I :
以肉食加工副產物血球粉、無水硫酸銅為原料制備復合肽-銅螯合物，具體制備步驟如下
(1)向原料血球粉中加入適量的水，將原料配成質量濃度為20%的水溶液，充分混勻至攪拌無阻力，用20%氫氧化鈉溶液調體系pH為8. 5，調完后加800U/g底物質量的蛋白酶，混勻，40°C保溫酶解20小時得酶解液；
(2)稱取一定量五水硫酸銅，加入蒸餾水(蒸餾水五水硫酸銅重量比為1:1)，攪拌溶解，反應體系溫度為40°C，繼續攪拌條件下，根據酶解血球粉中各小肽含量，按照配位基團與金屬離子摩爾比4:1的比例向反應體系中添加等當量的酶解血球粉溶液繼續攪拌反應I小時，反應過程中用氫氧化鈉溶液保持體系pH為4左右；
(3)對產品進行離心分離純化；
(4)分離后反應液調ph為中性，體系溫度調至80°C，在攪拌條件下繼續反應I.5小吋，反應過程保持反應體系pH為中性；
(5)反應結束后對產品進行離心，分離純化，最終處理后的反應液可循環利用；
(6)兩步反應產品合并，采用低溫烘干處理得到固體產品。本發明エ藝所得酶解血球粉螯合銅產品收率約為92%，產品銅含量為10. 7%。經凱氏定氮法定量分析產品粗蛋白含量約為62%。酶解血球粉溶液中水溶性蛋白占98%以上，其中易被吸收的小肽和寡肽含量在90%以上；小肽與銅螯合后分子量變大，溶解性變小，從溶液中析出，從而便于產品分離。對酶解血球粉螯合銅產品進行酶解實驗，測其水溶性蛋白含量僅為1%左右，進ー步說明肽與銅螯合后析出，而不是簡單的鹽析，而且產品螯合效果很好。實施例2
以肉食加工副產物血粉、無水硫酸銅為原料制備復合肽-銅螯合物，具體制備步驟如
下
(1)向原料血粉中加入適量的水，將原料配成質量濃度為20%的水溶液，充分混勻至攪拌無阻力，用20%氫氧化鈉溶液調體系pH為8. 5，調完后加800U/g底物質量的蛋白酶，混勻，40°C保溫酶解20小時得酶解液；
(2)稱取一定量五水硫酸銅，加入蒸餾水(蒸餾水五水硫酸銅重量比為3:1)，攪拌溶解，反應體系溫度為50°C，繼續攪拌條件下，根據血粉酶解液中小肽等含量，按照配位基團與金屬離子摩爾比4:1的比例向反應體系中添加等當量的酶解血粉溶液繼續攪拌反應2小時，反應過程中用氫氧化鈉溶液保持體系pH為5左右；
(3)反應結束后對產品進行離心分離純化；
(4)分離后反應液調ph為7左右，體系溫度調至80°C，在攪拌條件下繼續反應2小吋，反應過程保持反應體系pH為中性；
(5)反應結束后對產品進行離心，分離純化；
(6)兩步反應產品合并，采用低溫烘干處理得到固體產品。反應體系分離出產品后剰余的溶液可在下一輪反應中循環利用。本發明エ藝所得酶解血粉螯合銅產品收率約為89%，產品銅含量為9. 5%。經凱氏定氮法定量分析產品粗蛋白含量約為67%。酶解血粉溶液中水溶性蛋白占80%以上，其中易被吸收的小肽和寡肽含量在90%以上。小肽與銅螯合后分子量變大，溶解性變小，從溶液中 析出，從而便于產品分離。對酶解血粉螯合銅產品進行酶解實驗，測其水溶性蛋白含量小于3%，進ー步說明肽與銅螯合后析出，而不是簡單的鹽析，而且產品螯合效果很好。實施例3
以肉食加工副產物羽毛粉、氯化銅為原料制備復合肽-銅螯合物，具體制備步驟如下
(1)向原料羽毛粉中加入適量的水，將原料配成質量濃度為20%的水溶液，充分混勻至攪拌無阻力，用20%氫氧化鈉溶液調體系pH為8. 5，調完后加1000U/g底物質量的蛋白酶，混勻，40°C保溫酶解30小時得酶解液；
(2)稱取一定量氯化銅，加入蒸餾水(蒸餾水氯化銅重量比為3:1)，攪拌溶解，反應體系溫度為50°C，繼續攪拌條件下，根據血粉酶解液中小肽等含量，按照配位基團與金屬離子摩爾比4:1的比例向反應體系中添加等當量的酶解血粉溶液繼續攪拌反應2小時,反應過程中用氫氧化鈉溶液保持體系pH為5左右；
(3)反應結束后對產品進行離心分離純化；
(4)分離后反應液調ph為7左右，體系溫度調至80°C，在攪拌條件下繼續反應2小吋，反應過程保持反應體系pH為中性；
(5)反應結束后對產品進行離心，分離純化；
(6)兩步反應產品合并，采用低溫烘干處理得到固體產品。反應體系分離出產品后剰余的溶液可在下一輪反應中循環利用。本發明エ藝所得酶解血粉螯合銅產品收率約為85%，產品銅含量9. 2%。經凱氏定氮法定量分析產品粗蛋白含量約為67%。酶解血粉溶液中水溶性蛋白占80%以上，其中易被吸收的小肽和寡肽含量在90%以上。小肽與銅螯合后分子量變大，溶解性變小，從溶液中析出，從而便于產品分離。對酶解血粉螯合銅產品進行酶解實驗，測其水溶性蛋白含量小于3%，進ー步說明肽與銅螯合后析出，而不是簡單的鹽析，而且產品螯合效果很好。現有エ藝在產品分離提純時一般采用整體干燥或鹽析后醇洗，前者不能將產品與原料分離，后者醇洗可以將部分未螯合的銅元素與螯合物分離，產品中依然可能存在大量未螯合的肽原料，產品中真正復合肽螯合物含量較低。本發明エ藝中原料液可溶性蛋白98%以上，小肽與銅元素螯合后，由于分子變大，溶解性變小而析出，產品與反應體系分離后用少量醇洗去除少量吸附的未螯合的銅元素離子，對產品純化，并通過進ー步酶解實驗驗證非鹽析反應，從而得到比現有エ藝螯合更好的產品。
權利要求
1.一種利用肉食加工副產物制備復合肽-銅螯合物的方法，其特征在于以肉食加工副產物血球粉、血粉、羽毛粉等為原料，通過酶解制得酶解液，作為配體；將銅元素配置成與配體發生螯合反應的溶液；通過二步螯合反應、離心、分析、干燥等制備復合肽-銅螯合物。
2.根據權利要求I所述的利用肉食加工副產物制備復合肽-銅螯合物的方法，包括以下內容 (1)向原料中加入適量的水，將原料配成質量濃度為10 30%的水溶液，充分混勻至攪拌無阻力，用氫氧化鈉溶液調體系PH，調完后加適量動物蛋白水解酶，混勻，恒溫酶解得酶解液；其中酶解體系最適PH 7 10，蛋白酶加入量為500 1000U/g底物質量，酶解溫度為40 50°C，酶解時間為20h 30h ； (2)將選用的無機銅鹽溶于適量的水中形成水溶液，在不斷攪拌和適當的溫度條件下，根據計算所得投料比，向上述銅離子水溶液中添加相當量的復合肽溶液，繼續攪拌反應I 2小時，反應過程中保持體系pH為3. 5 4. 5 ; (3)反應結束后對產品進行離心，分離； (4)分離后反應液調ph為中性，調至適宜溫度60 80°C，在攪拌條件下繼續反應I 2小時，反應過程保持反應體系pH6. 5 7為最佳，反應結束后對產品進行離心，分離； (5)兩步反應產品干燥處理，制得復合肽-銅螯合物成品，其中本發明可選擇常用的銅元素無機鹽，比如硫酸銅，氯化銅等。
3 根據權利2所述一種復合肽銅元素螯合物的生產方法，該方法工藝中小肽與銅元素投料比是根據銅離子配位特征及小肽檢測結果計算得出，更科學準確，所得產品螯合更好。
4.根據權利2所述一種復合肽銅元素螯合物的生產方法，其特征在于通過二步螯合反應，螯合反應充分，且螯合反應后溶液循環利用，螯合反應充分，原料利用率及產品收率聞。
全文摘要
本發明提供一種利用肉食加工副產物制備復合肽-銅螯合物的生產方法及相應的產品復合肽-銅螯合品，本發明提供的復合肽銅螯合物的制備方法包括如下步驟將肉食加工副產物(血粉，羽毛粉等)用蛋白水解酶在一定條件下，酶解得到以小肽為主要成分的酶解液。然后，以酶解液為配體與銅鹽溶液中發生螯合反應，控制反應體系溫度、pH、反應時間，并首次采用根據銅離子配位特征和小肽檢測結果確定投料比的方法，通過二步螯合反應制得螯合更好的產品。所得產品復合肽-銅螯合物能有效被包括反芻動物，禽畜、水產動物等在內的動物高效吸收利用，擴大了這些附帶產物的應用范圍，提高了其利用率。該制備方法投資少，易于大規模生產。
文檔編號A23K1/10GK102754739SQ20121027345
公開日2012年10月31日 申請日期2012年8月3日 優先權日2012年8月3日
發明者劉向偉, 孫培臏, 竇金海, 董書閣, 蔡冬梅, 馬立周 申請人:山東和實集團有限公司