一种羽毛蛋白粉的制备方法
【专利摘要】本发明涉及动物饲料加工【技术领域】，特别公开了一种羽毛蛋白粉的制备方法。该羽毛蛋白粉的制备方法，以鸡羽毛为原料，其特征为：将鸡羽毛经预处理研磨为羽毛粉；将羽毛粉置于容器中，加入蒸馏水，每1g羽毛粉的酶添加量为角蛋白酶0.015-0.0525g/中性蛋白酶0.050-0.175g，调节pH为6-8.5，于35-60℃下酶解4-48h；将酶解反应液过滤，取过滤液为产品。本发明工艺步骤简单，成本投资较少，产品纯度高，产品可加工为氨基酸产品和饲料添加蛋白，应用较为广泛，适于广泛推广应用。
【专利说明】-种羽毛蛋白粉的制备方法
[0001] (一）【技术领域】 本发明涉及动物饲料加工【技术领域】，特别涉及一种羽毛蛋白粉的制备方法。
[0002] (二）【背景技术】 目前，我国屠宰业所造成的环境污染相当严重，主要是在屠宰畜禽生产肉食品的同时 会产生大量的羽毛、血液、内脏、蹄壳等系列产物，对环境造成了很大的污染。以2010年为 例，我国家禽屠宰业约达到110亿只，按每只家禽可产生羽毛0. IOg计算产羽毛约为110万 吨，这相当于约90万吨的蛋白资源。
[0003] 另一方面，在我国蛋白质资源越发缺乏的今天，充分利用羽毛蛋白的资源，就显得 非常重要。但由于羽毛特定的双硫键蛋白结构，严重影响其开发利用。从一级结构看，羽毛 角蛋白含脱硫氨酸较多（4. 65%)，脱氨酸中的二硫键在肽链间形成交联结构阻碍了角蛋白 的溶解；从高结构上看，α -螺旋状的肽链组合符合螺旋式的初原纤维，11根初原纤维构成 的小原纤维，小原纤维在平行排列的大原纤维二形成角蛋白，空间结构属纤维蛋白。由于角 蛋白的结构复杂，表现出质地坚硬、不溶于水，只是在饲料应用上难以被消化吸收，客观上 存在着严重的蛋白资源浪费。
[0004] 申请号为2009101700823的专利公开一种羽毛蛋白粉的制备方法，该方法采用气 爆酶解的方法。该方法一方面工序复杂，存在安全隐患，另一方面对羽毛粉中氨基酸的破坏 大，且制备出羽毛蛋白粉中的粗蛋白含量达到90%，同时制备出的羽毛蛋白粉用途仅可用作 饲料蛋白。
[0005] (三）
【发明内容】
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种制备简单、产品纯度高的羽毛蛋白粉的 制备方法。
[0006] 本发明是通过如下技术方案实现的： 一种羽毛蛋白粉的制备方法，以鸡羽毛为原料，包括如下步骤： (1) 将鸡羽毛经预处理研磨为羽毛粉； (2) 将羽毛粉置于容器中，加入蒸馏水，每Ig羽毛粉的酶添加量为角蛋白酶 0· 015-0. 0525g/ 中性蛋白酶 0· 050-0. 175g，调节 pH 为 6-8. 5,于 35-60°C下酶解 4-48h ; (3) 将酶解反应液过滤，取过滤液为产品测定可溶性蛋白含量，滤出的残渣经烘干后称 重待用。
[0007] 本发明的更优技术方案为： 步骤（1)中，所述鸡羽毛经清洗、除杂、剪碎、晾干后装入烧杯，置于高压蒸汽灭菌锅内 于120°C下灭菌40min，之后处理、浙干，再于80°C的恒温干燥箱内干燥12h，经粉碎、研磨、 过100目筛后得到羽毛粉，干燥保存。
[0008] 步骤（2)中，每Ig羽毛粉的蒸馏水添加量为IOOml、酶添加量为角蛋白酶0. 0375g/ 中性蛋白酶〇· 125g，调节pH为8,于40°C下酶解32h。
[0009] 步骤（3)中，过滤液中蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝法；滤出残渣中添加胃 蛋白酶和预制至45°C的酸性水，将其混合物置于45°C恒温摇床中消化16h，将反应液过滤、 烘干、称重，完成体外消化率的测定，其中，每Ig滤出残渣添加5000单位的胃蛋白酶，酸性 水的添加量为l〇〇ml。
[0010] 本发明工艺步骤简单，成本投资较少，产品纯度高，产品可加工为氨基酸产品和饲 料添加蛋白，应用较为广泛，适于广泛推广应用。
[0011] (四）【专利附图】
【附图说明】 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0012] 图1为本发明的蛋白质含量标准曲线图； 图2为本发明的酶解温度试验曲线图； 图3为本发明的酶解液初始pH试验曲线图； 图4为本发明的复酶添加量试验曲线图； 图5为本发明的酶解时间试验曲线图。
[0013] (五）【具体实施方式】 实施例： 一.材料及方法 材料 鸡羽毛(从家禽屠宰厂获得)，角蛋白酶：l〇〇〇〇〇U/g (济南诺能生物工程有限公司），中 性蛋白酶：30000U/g(济南诺能生物工程有限公司），Imol/LNaOH溶液，lmol/LHCL溶液，蒸馏 水，考马斯亮蓝试剂(称取IOOmg考马斯亮蓝G-250溶于50ml95%乙醇中，加入100mL85% 磷酸，加蒸馏水稀释至l〇〇〇mL。），蛋白质标准溶液(结晶牛血清蛋白，预先经微量凯氏定氮 法测定蛋白氮含量，根据其纯度配制成1〇〇μ g/mL的蛋白质标准溶液。），胃蛋白酶(蛋白酶 实际效价为1 :3000)。
[0014] 主要仪器设备 主要仪器 250mL三角瓶18只，吸量管（IOmL)，试管及试管架，容量瓶（50mL)，研钵，100目标准 筛，滴管，漏斗，滤纸，量筒，移液器（100-1000 μ I ;5ml)，大小枪头，比色杯，擦镜纸，玻璃 棒，精密PH试纸。
[0015] 主要设备 立式自动电热压力蒸汽灭菌器（LDZX-40BI型）（上海申安医疗器械厂)，恒温培养摇床 (上海智诚分析仪器制造有限公司），可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司），恒温干 燥箱，微量电子天平(北京赛多利斯天平有限公司）。
[0016] 试验方法及内容 羽毛的预处理及羽毛样品的制备 从家禽处理厂获得的羽毛样品一般含有许多的血液泥沙等杂质，所以使用前需要清洗 除杂，否则会影响试验效果和品质。为了酶解反应更均匀需要把羽毛制成粉末。
[0017] 羽毛预处理：羽毛一清洗、除杂一剪碎、晾干一装入烧杯一置入高压蒸汽灭菌锅 (120°C、40min) -处理一浙干一恒温干燥箱（80°C、12h)-粉碎、研磨、过筛（100目）一羽毛 粉一干燥保存待用。
[0018] 复酶(中性蛋白酶/角蛋白酶）酶解羽毛粉试验 单因子试验确定复酶酶解最佳条件 取18只250ml三角瓶，6个处理组，每组3个重复组，每瓶加 IOOml蒸馏水和Ig羽毛粉 样品。
[0019] A.酶解温度试验：酶添加量角蛋白酶0.030g/中性蛋白酶0. 100g，调节PH为7， 酶解时间24h，酶解温度分别为35、40、45、50、55、601：，恒温摇床下反应。
[0020] B.酶解液初始PH试验：酶解温度以上次试验为参考，酶添加量角蛋白酶0. 030g/ 中性蛋白酶〇. l〇〇g，酶解时间24h，酶解液PH分别为6、6. 5、7、7. 5、8,8. 5恒温摇床下反应。
[0021] C.酶添加量试验：酶解温度和PH以上次试验为参考，酶添加量分别为角0. 015/ 中 0· 050g、角 0· 0225/0. 075g、角 0· 030/ 中 0· 100g、角 0· 0375/ 中 0· 125 g、角 0· 045/ 中 0. 150g、角0. 0525/中0. 175 g，恒温摇床下反应。
[0022] D.酶解时间试验：酶解温度、PH、酶添加量以上次试验为参考，酶解时间分别为4、 8、12、24、32、48h，恒温摇床下反应。
[0023] 每组试验结束后，将酶解反应液过滤，取过滤液测定可溶性蛋白含量，滤过残渣经 烘干后称重待用。
[0024] 可溶性蛋白含量测定 采用考马斯亮蓝法测定蛋白质含量，以牛血清蛋白为标准蛋白，测定波长为595nm，计 算可溶性蛋白含量（μ g/g)及羽毛分解率（％)，绘制曲线。蛋白质含量的计算方法如下： 蛋白质含量（μ g/g)=wx I. OXvX 1/m ; 式中：W-由标准蛋白曲线上查得蛋白质的质量，μ g ; 1. ο-吸取提取液体积，mL ; V-提取液总体积，mL ; m-称取试样质量，g。
[0025] 羽毛分解率（％)=(羽毛样品干质量-酶解液残渣干质量）/羽毛样品干质 量 X 100。
[0026] 正交实验验证实验结果 选取酶解温度、酶解液初始PH、酶添加量和酶解时间为观察因素，每个因素取3个水 平，设计一个四因素、3水平的试验，选用L9 (34)正交进行实验。每次实验取3个250mL三 角瓶，都加入Ig羽毛粉样品和IOOmL蒸馏水，相同条件重复三次。按照正交试验确定的最 佳酶解参数进行酶降解试验。
[0027] 体外消化率的测定 根据GB/T 17811-1999《动物蛋白质饲料消化率的测定胃蛋白酶法》，采用酸性水中胃 蛋白酶体外消化率的测定方法进行试验。
[0028] 试验方法步骤：称取Ig酶解羽毛粉残禮:一添加胃蛋白酶(按样品I :5000单位 加入胃蛋白酶）一加入预热至45°C的酸性水IOOrnl -将三角瓶置于45°C恒温摇床中消化 16h -反应液过滤一烘干一称重。
[0029] 单独角蛋白酶酶解羽毛粉试验 参照复酶（中性蛋白酶/角蛋白酶）酶解羽毛粉的方法步骤进行试验，只是把使用的复 酶换成角蛋白酶进行试验。将实验结果与复酶酶解效果进行对比分析。
[0030] 蛋白质含量标准曲线 如附图1所示，由标准曲线获得蛋白质标准曲线方程为y=〇. 0093X+0. 0662,根据方程 和测得的数据可以得到可溶性蛋白含量。根据数据制作数据表格和曲线图，分析数据获得 实验结果。
[0031] 3. 2单因子试验结果及分析 酶解温度试验 可溶性蛋白含量(单位mg/L)
【权利要求】
1. 一种羽毛蛋白粉的制备方法，以鸡羽毛为原料，其特征为，包括如下步骤：（1)将鸡 羽毛经预处理研磨为羽毛粉；（2)将羽毛粉置于容器中，加入蒸馏水，每lg羽毛粉的酶添加 量为角蛋白酶〇· 015-0. 0525g/中性蛋白酶0· 050-0. 175g，调节pH为6-8. 5,于35-60°C下 酶解4-48h ; (3)将酶解反应液过滤，取过滤液为产品测定可溶性蛋白含量，滤出的残渣经 烘干后称重待用。
2. 根据权利要求1所述的羽毛蛋白粉的制备方法，其特征在于：步骤（1)中，所述鸡羽 毛经清洗、除杂、剪碎、晾干后装入烧杯，置于高压蒸汽灭菌锅内于120°C下灭菌40min，之 后处理、浙干，再于80°C的恒温干燥箱内干燥12h，经粉碎、研磨、过100目筛后得到羽毛粉， 干燥保存。
3. 根据权利要求1所述的羽毛蛋白粉的制备方法，其特征在于：步骤（2)中，每lg羽 毛粉的蒸馏水添加量为l〇〇ml、酶添加量为角蛋白酶0.0375g/中性蛋白酶0. 125g，调节pH 为8,于40°C下酶解32h。
4. 根据权利要求1所述的羽毛蛋白粉的制备方法，其特征在于：步骤（3)中，过滤液中 蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝法。
5. 根据权利要求1所述的羽毛蛋白粉的制备方法，其特征在于：步骤（3)中，滤出残渣 中添加胃蛋白酶和预制至45°C的酸性水，将其混合物置于45°C恒温摇床中消化16h，将反 应液过滤、烘干、称重，完成体外消化率的测定。
6. 根据权利要求5所述的羽毛蛋白粉的制备方法，其特征在于：每lg滤出残渣添加 5000单位的胃蛋白酶，酸性水的添加量为100ml。
【文档编号】A23K1/10GK104286372SQ201410484613
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】郝鲁江, 范秋苹, 孟凡进, 冯昱畅, 张涛 申请人:齐鲁工业大学