本发明属于猪饲料添加剂技术领域，涉及一种紫菜小肽螯合锰复合物及其制备方法与应用。
背景技术：
中国沿海大量养殖紫菜，低值紫菜因口感较差而售价很低。但其蛋白质含量在25％左右，另外还含有多糖、琼脂、VC、各种矿物质等。目前，低值紫菜的主要利用途径是制成海苔休闲食品，深加工产品较少，不断开展对低值紫菜的深加工和综合利用显得尤为迫切和必要。
微量元素锰(Mn)的主要营养生理作用在于碳水化合物、脂类、蛋白质和胆固醇代谢中作为酶活化因子或组成部分。锰是几种酶系统包括锰特异性的糖基转移酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶的一个成分并为正常骨结构所必需。锰能参与中枢神经介质的传递及中枢神经细胞的能量供应，是维持大脑正常代谢功能必不可少的物质。如果动物缺锰，可导致摄食量下降、生长减慢、骨异常、共济失调、反应迟钝和繁殖功能异常等现象。此外，甲状腺的合成必须有激活锰的酶催化才能完成。锰离子还与毛发色泽有很大关系，毛发色泽光亮则可能含锰充足，毛发暗淡无光泽则可能缺锰。
目前，市场上的微量元素饲料添加剂主要有微量元素无机盐、微量元素简单有机酸盐和微量元素氨基酸螯合物，但是前两种微量元素添加剂稳定性差，易受体内pH值、无机离子、有机大分子等拮抗影响；对动物胃肠刺激性大，会破坏饲料中的其它营养成分；消化吸收率低，排放的粪便重金属含量高，对环境污染大。微量元素氨基酸螯合物克服了前两代微量元素添加剂的缺点，但是由于氨基酸来源少，成本高，制备技术不够成熟，其应用受到限制。
申请号为201210272908.9的中国发明专利公开了一种小肽螯合锰复合物的制备方法与应用，制备方法包括如下步骤：将芽孢菌接种到培养液中，30～37℃下振荡培养18～30h后，加入蛋白酶，继续培养6～12h，得到小肽发酵液；或者是：往培养液中加入蛋白酶，酶解6～12h后，接种芽孢菌，30～37℃下继续振荡培养18～30h，得到小肽发酵液；继续加入水溶性锰盐，55～65℃，pH 5～6，螯合反应；将反应物干燥，得到小肽螯合锰复合物。上述专利技术是采用微生物发酵法提取蛋白再通过蛋白酶解来制备小肽；或者先酶解再微生物发酵制备蛋白小肽，然后再加水溶性锰盐制备小肽螯合锰复合物，制备时间长，不利于产业化生产使用，且采用常规蛋白原料，如豆粕、大米蛋白粉、小麦蛋白粉、玉米蛋白粉、棉粕、花生粕、马铃薯蛋白。不同于上述专利技术，本发明采用低值紫菜为蛋白原料，来源丰富，蛋白含量高，且还可补充多糖、VC、各种矿物质，通过两步酶解法制备小肽螯合锰盐，工艺简单，易于生产；同时，在酶解过程中加入锰离子，促进酶活力，促进紫菜快速水解，提高小肽螯合锰盐制备效率。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种价格低廉、易吸收、适口性好且食用安全性好的紫菜小肽螯合锰复合物及其制备方法与应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种紫菜小肽螯合锰复合物的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)将紫菜加入到水中，再加入适量的水溶性无机锰盐，充分搅拌，随后加入纤维素酶与果胶酶进行复合酶解，酶解温度为30-60℃，自然pH，酶解时间为0.5-1h，酶解结束后，于95-110℃下灭酶15-20min，制得含有紫菜蛋白的混合液；
(2)向步骤(1)制得的含有紫菜蛋白的混合液中加入中性蛋白酶和木瓜蛋白酶进行二次复合酶解，酶解温度为50-70℃，自然pH，酶解时间为0.5-1h，酶解结束后，于95-110℃下灭酶20-30min，离心，制得紫菜蛋白小肽酶解液；
(3)取步骤(2)制得的紫菜蛋白小肽酶解液，于40-60℃，搅拌振荡，离心，测螯合率至不再变化，后经冷冻干燥，即制得所述的紫菜小肽螯合锰复合物。
步骤(1)中所述的紫菜与水的质量比为1:10-50。
步骤(1)中所述的水溶性无机锰盐包括氯化锰、硝酸锰或锰硫酸中的一种或几种，所述的水溶性无机锰盐的加入量为：每毫升水溶液中锰离子的质量为0.01-0.1mg。
步骤(1)中所述的纤维素酶与果胶酶总的加入量为：每100毫升水溶液中加酶量为0.1-1g。
所述的纤维素酶与果胶酶的质量比为1:1-3。
步骤(2)中所述的中性蛋白酶与木瓜蛋白酶总的加入量为：每100毫升混合溶液中加酶量为0.1-0.5g。
所述的中性蛋白酶与木瓜蛋白酶的质量比为1:3-5。
所述的紫菜小肽螯合锰复合物的螯合率为35-55％。
采用上述方法制备而成的紫菜小肽螯合锰复合物。
紫菜小肽螯合锰复合物的应用，所述的紫菜小肽螯合锰复合物用作猪饲料添加剂，添加量占猪饲料总质量的0.1-1％。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)采用二步酶解联用制备紫菜小肽螯合锰，并在酶解过程中加入锰离子，促进酶活力，明显提高紫菜水解度；
2)制得的紫菜小肽螯合锰复合物作为猪饲料添加剂使用，具有降血压、抗氧化的紫菜蛋白小肽分子及微量元素锰，能有效提高猪的采食量，提高日增重，增强猪的免疫能力；
3)制得的紫菜小肽螯合锰复合物以小肽为主，螯合率为40-50％的紫菜小肽螯合锰最适仔猪生长，且其在水中溶解迅速，稳定性好；
4)以低值紫菜作为蛋白原料，实现紫菜高值化加工，在提高其利用价值的同时，也降低了其腐烂变质对环境的危害，经济附加值高，而且整个工艺步骤简单，可控性好，绿色环保，能有效降低目前无机微量元素的使用，显著降低无机微量元素及重金属对环境污染，而且可进一步提高提高饲料利用率和仔猪的生产性能，减少饲料的氧化变质，改善饲料适口性，促进乳仔猪的生长健康状态，填补了国内外有关技术的空白。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
取紫菜500g为蛋白原料，将其用捣碎，按料液比1:50添加去离子水，加热升温至40℃，自然pH，加锰离子量0.1mg/mL，同时加入纤维素酶和果胶酶，加酶量0.1g/100mL，复合比1：1，酶解1h，灭酶(温度100℃，时间20min)；待上述酶解液冷却至50℃，添加中性蛋白酶和木瓜蛋白酶，加酶量为0.1g/100mL，复合比1：5，酶解0.5h，灭酶(温度100℃，时间30min)，离心(转速6000rpm、时间15min)，测螯合率，取定量酶解液冷冻干燥，得螯合率为20％(±5％)的Ⅰ级紫菜螯合锰盐，记为实验1号。
实施例2
取(1)中酶解液，温度控制在40℃，搅拌振荡0.5h，测螯合率(杨燊，2008)，离心，冷冻干燥，得螯合率为40％(±5％)的Ⅱ级紫菜小肽螯合锰盐，记为实验2号。
实施例3
取紫菜500g为蛋白原料，将其用捣碎，按料液比1:30添加去离子水，加热升温至50℃，自然pH，加锰离子量0.08mg/mL，同时加入纤维素酶和果胶酶，加酶量0.5g/100mL，复合比1：2，酶解1h，灭酶(温度100℃，时间20min)；待上述酶解液冷却至60℃，添加中性蛋白酶和木瓜蛋白酶，加酶量为0.3g/100mL，复合比1：3，酶解1h，灭酶(温度100℃，时间30min)，离心(转速6000rpm、时间15min)，测螯合率，取定量酶解液冷冻干燥，得螯合率为30％(±5％)的Ⅰ级紫菜螯合锰盐，记为实验3号。
实施例4
取(3)中酶解液，温度控制在60℃，搅拌振荡1h，测螯合率(杨燊，2008)，离心，冷冻干燥，得螯合率为50％(±5％)的Ⅱ级紫菜小肽螯合锰盐，记为实验4号。
对猪生长情况的考察
试验选择福建傲农生物科技集团股份有限公司下属养殖基地平均体重为(8±0.5)kg的健康仔猪250头，经统计分析体重差异不显著。随机分成5组，每组5个重复，每个重复10头。试验组给予添加了实施例1-4制得的含紫菜小肽螯合锰添加剂的饲料(添加剂质量百分比含量为0.5％)；仔猪自由采食和饮水，按常规进行免疫及驱虫，30天后结料并称重，计算日增重、日采食量及料重比；空白对照组不添加任何饲料添加剂，其他同试验组。实验结果见表1。
由表1可知，相较于空白对照组，实验1-4号组日增重和日采食量均有提高，其中螯合率为50％(±5％)的4号添加剂组效果明显优于其他各组，其次为40％(±5％)的2号添加剂组。
表1仔猪生产情况
由以上述试验结果可知，本发明制得的紫菜小肽螯合锰复合物，螯合率为50％(±5％)用于仔猪饲料添加剂最有利于仔猪消化吸收，增加仔猪采食量，降低料重比；同时，可补充紫菜小肽及微量元素锰，可加快仔猪增重，毛发色泽光亮，提高仔猪免疫力，显著提高猪的养殖效果。
实施例5
本实施例紫菜小肽螯合锰复合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将紫菜加入到水中，再加入适量的水溶性无机锰盐，充分搅拌，随后加入纤维素酶与果胶酶进行复合酶解，酶解温度为30℃，自然pH，酶解时间为1h，酶解结束后，于95℃下灭酶15min，制得含有紫菜蛋白的混合液；
(2)向步骤(1)制得的含有紫菜蛋白的混合液中加入中性蛋白酶和木瓜蛋白酶进行二次复合酶解，酶解温度为50℃，自然pH，酶解时间为1h，酶解结束后，于95℃下灭酶20min，离心，制得紫菜蛋白小肽酶解液；
(3)取步骤(2)制得的紫菜蛋白小肽酶解液，于40℃，搅拌振荡，离心，测螯合率至不再变化，后经冷冻干燥，即制得紫菜小肽螯合锰复合物。
步骤(1)中紫菜与水的质量比为1:10。
步骤(1)中水溶性无机锰盐为锰硫酸，水溶性无机锰盐的加入量为：每毫升水溶液中锰离子的质量为0.01mg。
步骤(1)中纤维素酶与果胶酶总的加入量为：每100毫升水溶液中加酶量为0.1g。纤维素酶与果胶酶的质量比为1:1。
步骤(2)中中性蛋白酶与木瓜蛋白酶总的加入量为：每100毫升混合溶液中加酶量为0.1g。中性蛋白酶与木瓜蛋白酶的质量比为1:3。
本实施例制得的紫菜小肽螯合锰复合物的螯合率为35％，用作猪饲料添加剂，添加量占猪饲料总质量的1％。
实施例6
本实施例紫菜小肽螯合锰复合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将紫菜加入到水中，再加入适量的水溶性无机锰盐，充分搅拌，随后加入纤维素酶与果胶酶进行复合酶解，酶解温度为60℃，自然pH，酶解时间为0.5h，酶解结束后，于110℃下灭酶20min，制得含有紫菜蛋白的混合液；
(2)向步骤(1)制得的含有紫菜蛋白的混合液中加入中性蛋白酶和木瓜蛋白酶进行二次复合酶解，酶解温度为70℃，自然pH，酶解时间为0.5h，酶解结束后，于110℃下灭酶30min，离心，制得紫菜蛋白小肽酶解液；
(3)取步骤(2)制得的紫菜蛋白小肽酶解液，于60℃，搅拌振荡，离心，测螯合率至不再变化，后经冷冻干燥，即制得紫菜小肽螯合锰复合物。
步骤(1)中紫菜与水的质量比为1:50。
步骤(1)中水溶性无机锰盐为硝酸锰，水溶性无机锰盐的加入量为：每毫升水溶液中锰离子的质量为0.1mg。
步骤(1)中纤维素酶与果胶酶总的加入量为：每100毫升水溶液中加酶量为1g。纤维素酶与果胶酶的质量比为1:3。
步骤(2)中中性蛋白酶与木瓜蛋白酶总的加入量为：每100毫升混合溶液中加酶量为0.5g。中性蛋白酶与木瓜蛋白酶的质量比为1:5。
本实施例制得的紫菜小肽螯合锰复合物的螯合率为55％，用作猪饲料添加剂，添加量占猪饲料总质量的0.1％。
实施例7
本实施例紫菜小肽螯合锰复合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将紫菜加入到水中，再加入适量的水溶性无机锰盐，充分搅拌，随后加入纤维素酶与果胶酶进行复合酶解，酶解温度为40℃，自然pH，酶解时间为0.5h，酶解结束后，于100℃下灭酶18min，制得含有紫菜蛋白的混合液；
(2)向步骤(1)制得的含有紫菜蛋白的混合液中加入中性蛋白酶和木瓜蛋白酶进行二次复合酶解，酶解温度为65℃，自然pH，酶解时间为0.5h，酶解结束后，于100℃下灭酶25min，离心，制得紫菜蛋白小肽酶解液；
(3)取步骤(2)制得的紫菜蛋白小肽酶解液，于55℃，搅拌振荡，离心，测螯合率至不再变化，后经冷冻干燥，即制得紫菜小肽螯合锰复合物。
步骤(1)中紫菜与水的质量比为1:30。
步骤(1)中水溶性无机锰盐为氯化锰，水溶性无机锰盐的加入量为：每毫升水溶液中锰离子的质量为0.06mg。
步骤(1)中纤维素酶与果胶酶总的加入量为：每100毫升水溶液中加酶量为0.6g。纤维素酶与果胶酶的质量比为1:2。
步骤(2)中中性蛋白酶与木瓜蛋白酶总的加入量为：每100毫升混合溶液中加酶量为0.4g。中性蛋白酶与木瓜蛋白酶的质量比为1:4。
本实施例制得的紫菜小肽螯合锰复合物的螯合率为40％，用作猪饲料添加剂，添加量占猪饲料总质量的0.7％。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。