一种用于酶解蹄角的复合酶制剂及其应用的制作方法

1.本发明属于酶制剂技术领域，具体涉及一种用于酶解蹄角的复合酶制剂及其应用。


背景技术：

2.近年来，豆粕价格一路飙升，蛋白原料价格波动呈常态化，为适应促进畜禽的增重、产奶和产蛋动物饲料的迫切需求，需外购鱼粉或肉骨粉生产配合饲料。屠宰场废弃蹄角价格远远低于豆粕、进口鱼粉，将蹄角粉应用到饲料中，可有效帮助饲料企业改善饲料质量、降低成本，同时可实现节能减排。
3.蹄角粉由猪、牛、羊、马的蹄和角加工制成，含有丰富的磷、钙及多种微量元素，蹄角粉作为一种优质的蛋白质饲料，其蛋白质品质仅次于鱼粉。蛋白质品质随原料的不同变化较大，通常肉粉、蹄角粉中的结缔组织蛋白较多，氨基酸组成不佳，能量主要来自蛋白质和脂肪(8％～18％)，而这两种成分的含量与品质受原料种类和加工工艺影响大，故能量含量变异大，无法得到充分利用。
4.为此，本发明提供了一种复合酶制剂，蹄角粉通过规范生产工艺，辅以该复合酶制剂生产的饲料添加剂可作为豆粕、鱼粉的有效替代资源。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术中成本高、资源浪费的问题。
6.为此，本发明提供了一种用于酶解蹄角的复合酶制剂，按质量百分比计，包括：10-15％的细菌蛋白酶、20-30％的角蛋白酶、10-15％的蜘蛛酶、5-10％的木瓜蛋白酶、5-10％的菠萝酶、20-25％的氨肽酶、10-15％的脂肪酶。
7.具体的，上述细菌蛋白酶的酶活为300000-500000u/g，角蛋白酶的酶活为100000-300000u/g，蜘蛛酶的酶活为100000-300000u/g，木瓜蛋白酶的酶活为400000-600000u/g，菠萝酶的酶活为200000-700000u/g，氨肽酶的酶活为100000-350000u/g，脂肪酶的酶活为200000-500000u/g。
8.本发明还提供了一种利用上述复合酶制剂和蹄角粉混合制备的饲料添加剂，每千克蹄角粉中添加0.1-0.5克复合酶制剂。可将蹄角粉干物质消化率提供0.14％-2.77％，蛋白消化率提高1.01％-9.53％。
9.上述饲料添加剂可作为豆粕、鱼粉的有效替代资源用于饲料中，添加量优选为基础日粮的2％～3％。
10.与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
11.本发明提供的这种复合酶制剂属于绿色安全型生物添加剂，符合现代食品消费理念，解决了现有饲料添加剂种类不明确，效果无量化数据的问题。利用该复合酶制剂酶解蹄角粉，一方面实现了蹄角的废物利用，节约饲料资源，减轻环保压力；另一方面降低了品质不稳定带来的不确定的影响，提高蹄角粉体外消化率，扩展了非常规饲料原料的种类，提供
了蛋白原料替代的科学依据。将制得的蹄角粉饲料添加剂应用于动物饲料中可改善饲料品质，提高饲料利用率，降低豆粕、鱼粉等原料价格上扬带来的不利影响，降低饲料成本，获得良好的经济效益。
具体实施方式
12.下面将结合实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。尽管已经详细描述了本发明的代表性实施例，但是本发明所属技术领域的普通技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明的范围不应局限于实施方案，而应由所附权利要求及其等同物来限定。
13.本发明提供了一种用于酶解蹄角的复合酶制剂，按质量百分比计，包括：10-15％的细菌蛋白酶、20-30％的角蛋白酶、10-15％的蜘蛛酶、5-10％的木瓜蛋白酶、5-10％的菠萝酶、20-25％的氨肽酶、10-15％的脂肪酶。其中，细菌蛋白酶的酶活为300000-500000u/g，角蛋白酶的酶活为100000-300000u/g，蜘蛛酶的酶活为100000-300000u/g，木瓜蛋白酶的酶活为400000-600000u/g，菠萝酶的酶活为200000-700000u/g，氨肽酶的酶活为100000-350000u/g，脂肪酶的酶活为200000-500000u/g。
14.细菌蛋白酶来源广泛，可提高饲料蛋白质的利用率和转化率。角蛋白酶可专一地降解角蛋白，可以降解可溶(如酪蛋白、明胶等)和不可溶蛋白质(羽毛、角质、指甲等)。蜘蛛酶可显著降解角蛋白、胶原质、弹性蛋白、凝胶等，优先水解由精氨酸、苯丙氨酸等羧基端形成的肽键；对胃蛋白酶、胰蛋白酶耐受性较强。木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶都是稳定度很高的温和蛋白酶制剂，使大分子的蛋白质水解成小分子肽或氨基酸，可制成嫩肉粉、水解羊胎素等。氨肽酶与蛋白酶复合使用，可进一步水解蛋白质的酶解液，脱去蛋白质酶解液的苦味，同时可大幅度提高蛋白质的水解度和多肽含量。蹄角粉的能量主要来自蛋白质和脂肪，脂肪酶能与蛋白酶协同发挥作用催化分解油脂类物质，进一步提高蛋白消化率。
15.本发明还提供了一种利用上述复合酶制剂和蹄角粉混合制备的饲料添加剂，每千克蹄角粉中添加0.1-0.5克复合酶制剂。可将蹄角粉干物质消化率提供0.14％-2.77％，蛋白消化率提高1.01％-9.53％。
16.上述饲料添加剂可作为豆粕、鱼粉的有效替代资源用于饲料中，添加量优选为基础日粮的2％～3％。
17.下面通过具体实施例对本发明的复合酶制剂及其在酶解蹄角粉中的作用效果进行研究。
18.实施例1：
19.本实施例提供了一种用于酶解蹄角的复合酶制剂，按质量百分比计，包括：13％的细菌蛋白酶、25％的角蛋白酶、12％的蜘蛛酶、8％的木瓜蛋白酶、8％的菠萝酶、22％的氨肽酶、12％的脂肪酶。其中，细菌蛋白酶的酶活为300000u/g，角蛋白酶的酶活为200000u/g，蜘蛛酶的酶活为200000u/g，木瓜蛋白酶的酶活为500000u/g，菠萝酶的酶活为400000u/g，氨肽酶的酶活为200000u/g，脂肪酶的酶活为300000u/g。
20.实施例2：
21.本实施例提供了一种用于酶解蹄角的复合酶制剂，按质量百分比计，包括：10％的
细菌蛋白酶、20％的角蛋白酶、10％的蜘蛛酶、10％的木瓜蛋白酶、10％的菠萝酶、25％的氨肽酶、15％的脂肪酶。其中，细菌蛋白酶的酶活为300000u/g，角蛋白酶的酶活为200000u/g，蜘蛛酶的酶活为200000u/g，木瓜蛋白酶的酶活为500000u/g，菠萝酶的酶活为400000u/g，氨肽酶的酶活为200000u/g，脂肪酶的酶活为300000u/g。
22.实施例3：
23.本实施例提供了一种用于酶解蹄角的复合酶制剂，按质量百分比计，包括：15％的细菌蛋白酶、30％的角蛋白酶、15％的蜘蛛酶、5％的木瓜蛋白酶、5％的菠萝酶、20％的氨肽酶、10％的脂肪酶。其中，细菌蛋白酶的酶活为300000u/g，角蛋白酶的酶活为200000u/g，蜘蛛酶的酶活为200000u/g，木瓜蛋白酶的酶活为500000u/g，菠萝酶的酶活为400000u/g，氨肽酶的酶活为200000u/g，脂肪酶的酶活为300000u/g。
24.比较例1：
25.本比较例提供了一种复合酶制剂，与实施例1不同之处在于，本比较例的复合酶制剂中不包括脂肪酶，其余各酶的质量比与实施例1相同。其中，细菌蛋白酶的酶活为300000u/g，角蛋白酶的酶活为200000u/g，蜘蛛酶的酶活为200000u/g，木瓜蛋白酶的酶活为500000u/g，菠萝酶的酶活为400000u/g，氨肽酶的酶活为200000u/g。
26.实施例4：
27.将牛、羊蹄角粉碎，过60目筛，制得蹄角粉后平均分成5个试验组和3个对照组，其中：
28.对照组1：蹄角粉中不添加任何酶制剂；
29.对照组2：以每千克蹄角粉中添加0.5g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加比较例1提供的复合酶制剂；
30.对照组3：以0.5g/kg的添加量向蹄角粉中添加酶活为300000u/g的脂肪酶；
31.试验组1：以每千克蹄角粉中添加0.1g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例1提供的复合酶制剂；
32.试验组2：以每千克蹄角粉中添加0.2g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例1提供的复合酶制剂；
33.试验组3：以每千克蹄角粉中添加0.5g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例1提供的复合酶制剂；
34.试验组4：以每千克蹄角粉中添加0.5g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例2提供的复合酶制剂；
35.试验组5：以每千克蹄角粉中添加0.5g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例3提供的复合酶制剂；
36.采用体外酶解试验分别检测各组酶解后蹄角粉的体外消化率，具体步骤为：在41℃下，取1g酶解后的蹄角粉于锥形瓶中，加入8ml的ph为2.0的缓冲液作为底物，添加2ml的浓度为2mg/ml的胃蛋白酶(sigma p7012)，在锥形瓶中消化45min后，将消化液转入8000-14000kd透析袋中，调节消化液的ph至6.5，并添加1.5ml的浓度为1.5mg/ml胰蛋白酶(sigma p7545)溶液，在41℃的恒温水浴摇床消化4h。
37.测定各组消化后水分含量、蛋白含量，结果如表1所示。
38.表1复合酶制剂对蹄角粉体外消化率的影响
[0039][0040]
由表1中试验组1-5与对照组1的结果可知，添加本发明提供的复合酶制剂可提高蹄角粉干物质消化率和蛋白消化率，添加量为0.1g/kg、0.2g/kg、0.5g/kg时，可分别将干物质消化率提高0.07％、2.99％、7.07％，将蛋白消化率提高2.55％、5.07％、16.40％；添加量为0.5g/kg的实施例2和实施例3提供的复合酶制剂可分别将干物质消化率提高6.96％、5.36％，将蛋白消化率提高15.71％、12.42％。对照组2和对照组3相较未使用酶制剂的对照组1，虽然蹄角粉干物质消化率和蛋白消化率略有提高，但效果远不如本发明提供的复合酶制剂。
[0041]
实施例5：
[0042]
本实施例研究了复合酶制剂在饲料中的应用效果。
[0043]
将牛、羊蹄角粉碎，过60目筛，制得蹄角粉后平均分成3个试验组和1个对照组，其中：
[0044]
对照组1：蹄角粉中不添加任何酶制剂；以2％的添加量将蹄角粉加入基础日粮中；
[0045]
试验组1：以每千克蹄角粉中添加0.1g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例1提供的复合酶制剂；以2％的添加量将酶解后的蹄角粉加入基础日粮中；
[0046]
试验组2：以每千克蹄角粉中添加0.2g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例1提供的复合酶制剂；以2％的添加量将酶解后的蹄角粉加入基础日粮中；
[0047]
试验组3：以每千克蹄角粉中添加0.5g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例1提供的复合酶制剂；以2％的添加量将酶解后的蹄角粉加入基础日粮中。
[0048]
采用体外酶解试验分别检测各组添加了蹄角粉的基础日粮的体外消化率，具体步骤为：在41℃下，取1g添加了蹄角粉的基础日粮于锥形瓶中，加入8ml的ph为2.0的缓冲液作为底物，添加2ml的浓度为2mg/ml的胃蛋白酶(sigma p7012)，在锥形瓶中消化45min后，将消化液转入8000-14000kd透析袋中，调节消化液的ph至6.5，并添加1.5ml的浓度为1.5mg/ml胰蛋白酶(sigma p7545)溶液，在41℃的恒温水浴摇床消化4h。
[0049]
测定各组消化后水分含量、蛋白含量，结果如表2所示。
[0050]
表2复合酶制剂对饲料体外消化率的影响
[0051][0052]
由表2结果可知，以0.1g/kg、0.2g/kg、0.5g/kg的添加量向蹄角粉中添加本发明提供的复合酶制剂制备的饲料添加剂用于饲料中可分别将干物质消化率提高0.14％、1.24％、2.77％，将蛋白消化率提高1.01％、0.69％、9.53％。
[0053]
实施例6：
[0054]
本实施例研究了复合酶制剂在饲料中的应用效果。
[0055]
将牛、羊蹄角粉碎，过60目筛，制得蹄角粉后平均分成3个试验组和1个对照组，其中：
[0056]
对照组1：蹄角粉中不添加任何酶制剂；以3％的添加量将蹄角粉加入基础日粮中；
[0057]
试验组1：以每千克蹄角粉中添加0.1g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例1提供的复合酶制剂；以3％的添加量将酶解后的蹄角粉加入基础日粮中；
[0058]
试验组2：以每千克蹄角粉中添加0.2g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例1提供的复合酶制剂；以3％的添加量将酶解后的蹄角粉加入基础日粮中；
[0059]
试验组3：以每千克蹄角粉中添加0.5g复合酶制剂的比例，向蹄角粉中添加实施例1提供的复合酶制剂；以3％的添加量将酶解后的蹄角粉加入基础日粮中。
[0060]
采用体外酶解试验分别检测各组添加了蹄角粉的基础日粮的体外消化率，具体步骤为：在41℃下，取1g添加了蹄角粉的基础日粮于锥形瓶中，加入8ml的ph为2.0的缓冲液作为底物，添加2ml的浓度为2mg/ml的胃蛋白酶(sigma p7012)，在锥形瓶中消化45min后，将消化液转入8000-14000kd透析袋中，调节消化液的ph至6.5，并添加1.5ml的浓度为1.5mg/ml胰蛋白酶(sigma p7545)溶液，在41℃的恒温水浴摇床消化4h。
[0061]
测定各组消化后水分含量、蛋白含量，结果如表2所示。
[0062]
表3复合酶制剂对饲料体外消化率的影响
[0063]
[0064][0065]
由表3结果可知，以0.1g/kg、0.2g/kg、0.5g/kg的添加量向蹄角粉中添加本发明提供的复合酶制剂制备的饲料添加剂用于饲料中可分别将干物质消化率提高0.08％、0.72％、1.03％，将蛋白消化率提高0.53％、0.85％、1.18％。
[0066]
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。