一种发酵蛋白肽凹凸棒石水产颗粒饲料粘结剂的制备方法及其应用与流程

本发明涉及生物发酵饲料添加剂，具体为一种发酵蛋白肽凹凸棒石水产颗粒饲料粘结剂的制备方法及其应用。

背景技术：

1、

2、随着水产养殖的不断扩大与养殖环境要求的提高，水产养殖如何提高饲料利用率和降低对养殖环境的污染是水产养殖面临的重要瓶颈。提高水产颗粒饲料水中稳定时间、降低颗粒饲料溶失率，减少因饲料对养殖环境的污染是水产养殖面临的难题。

3、目前水产颗粒饲料粘合剂普遍存在问题：

4、①市场价格高，近几年粘合剂价格不断上涨，涨幅巨大，对于生产、养殖成本增加巨大。

5、②市场常见的粘合都含有在饲料中不允许使用的化工原料，并且化工原料是否会有残留，而残留是否会对人体健康不可知。

6、③现有粘合剂使用量大，不利于水产养殖的可持续性。

7、基于此，我们提出了一种发酵蛋白肽凹凸棒石水产颗粒饲料粘结剂的制备方法，希冀解决现有技术中的不足之处。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种发酵蛋白肽凹凸棒石水产颗粒饲料粘结剂的制备方法及其应用。

3、(二)技术方案

4、为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：

5、一种发酵蛋白肽凹凸棒石水产颗粒饲料粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

6、(1)首先，将植物蛋白按1：1-2质量比例与水进行混合，搅拌均匀，然后，在真空无菌、温度45-60℃条件下，添加蛋白酶液，进行酶解处理0.5-1h,然后再进行过滤，所得滤渣为酶解混合物；

7、(2)按酶解混合物重量比的0.5-1.2％添加发酵菌液，搅拌混合均匀后，经过6-8h发酵后，再通过过滤，所得滤渣为发酵蛋白肽复合物；

8、所述发酵菌液中乳酸菌浓度为1.3×108cfu/ml，酵母菌浓度为1.1×107cfu/ml；

9、(3)将上述得到的发酵蛋白肽复合物与改性纳米级凹凸棒石进行混合均匀，再在35-42℃搅拌2-6h,低温干燥，即形成一种发酵蛋白肽凹凸棒石水产颗粒饲料粘结剂。

10、作为进一步的技术方案，所述植物蛋白包括豌豆蛋白、木薯蛋白、大豆蛋白中任一种。

11、作为进一步的技术方案，所述蛋白酶液制备方法为：

12、将木瓜蛋白酶添加到磷酸缓冲液中，调节温度至50-55℃，保温搅拌10-15min，得到蛋白酶液；

13、所述蛋白酶液浓度为6-8mg/ml。

14、作为进一步的技术方案：所述磷酸缓冲液为0.25mol/l的na2hpo4-nah2po4磷酸缓冲液；

15、其中，na2hpo4-nah2po4磷酸缓冲液的ph为7。

16、作为进一步的技术方案，所述植物蛋白与蛋白酶液混合质量比为1:5-7。

17、作为进一步的技术方案，步骤(2)中所述发酵的温度为35-40℃。

18、作为进一步的技术方案：步骤(3)中发酵蛋白肽复合物与改性纳米级凹凸棒石混合质量比例为15:1-2。

19、作为进一步的技术方案：所述改性纳米级凹凸棒石制备方法为：

20、首先，配制改性液：将植酸钠添加到去离子水中，搅拌混合均匀，得到植酸钠溶液；

21、向植酸钠溶液中添加马来酸酐，继续搅拌均匀，然后调节温度至60-70℃，保温10min，再添加环糊精，继续搅拌混合10min，得到改性液；

22、将纳米级凹凸棒土添加到改性液中，在真空度为0.5-0.8pa，温度为85℃下，搅拌反应2小时，然后进行出料，抽滤，洗涤，干燥，得到改性纳米级凹凸棒石。

23、作为进一步的技术方案：在真空度为0.5-0.8pa，温度为85℃下，搅拌反应2小时，包括：

24、将真空度调整为0.5pa，并将温度调整至85℃；

25、将纳米级凹凸棒土添加到改性液中进行匀速搅拌；

26、在搅拌第一时间段之后设置真空度调整梯度；其中，所述第一时间段为和真空度调整梯度通过如下公式获取：

27、

28、其中，t1表示第一时间段；p01和p02分别表示马来酸酐质量和植酸钠溶液的质量；b表示纳米级凹凸棒土与改性液混合之间的比例值；td表示单位时间对应的时间长度；

29、

30、其中，k表示真空度调整梯度；kt表示初始真空度调整梯度，取值为0.06-0.10pa；t1表示第一时间段；b表示纳米级凹凸棒土与改性液混合之间的比例值；e表示常数；td表示单位时间对应的时间长度；

31、按照所述真空度调整梯度和单位时间依次进行真空度上调，直至真空度提高至0.8pa；其中，所述单位时间的取值范围为3-5min，并且，将所述真空度调整至0.8pa所经历的时间作为第二时间段；

32、当所述真空度调整至0.8pa后持续搅拌至第三时间段结束，其中，所述第三时间段如下：

33、t3＝t0－(t1+t2)

34、其中，t1、t2和t3分别表示第一时间段、第二时间段和第三时间段；t0表示目标时间段，t0为2小时。

35、作为进一步的技术方案：所述改性纳米级凹凸棒石制备方法中，还包括所述纳米级凹凸棒土与改性液反应前的预处理步骤，所述预处理步骤包括：

36、将硅烷偶联剂kh570和纳米二氧化硅加入到无水乙醇中，搅拌10-20min，得到偶联液a；将硅烷偶联剂hd109和纳米二氧化硅加入到无水乙醇中，搅拌10-20min，得到偶联液b；

37、将纳米级凹凸棒土添加到无水乙醇中超声处理20-30min，离心分离，干燥后，添加到偶联液a中，搅拌10-15min，超声20-30min，继续搅拌，30-40℃反应3-4h，离心分离，水洗，干燥；添加到偶联液b中，搅拌10-15min，超声20-30min，继续搅拌，40-45℃反应6-8h，离心分离，水洗，干燥；

38、所述偶联液a中，硅烷偶联剂kh570的浓度为5-8％(w/v)，纳米二氧化硅的浓度1-3％(w/v)；所述偶联液b中，硅烷偶联剂hd109的浓度为12-15％(w/v)，纳米二氧化硅的浓度3-5％(w/v)；

39、所述纳米级凹凸棒土和无水乙醇的混合比例为10g：40-60ml，经过无水乙醇处理过的纳米级凹凸棒土和偶联剂液a的混合比例为10g：80-120ml，经过偶联剂液a处理的纳米级凹凸棒土和偶联剂液b的混合比例为10g：80-120ml。

40、作为进一步的技术方案：所述植酸钠溶液质量分数为5-6％；

41、所述植酸钠溶液、马来酸酐、环糊精混合质量比为20：1-1.5：3；

42、所述纳米级凹凸棒土、改性液混合比例为12-15g：200ml。

43、一种发酵蛋白肽凹凸棒石水产颗粒饲料粘结剂的制备方法制备得到的粘结剂应用于水产颗粒饲料。

44、水产饲料包括虾颗粒塑料；

45、应用到虾颗粒饲料中，能够提高虾颗粒饲料的品质：虾颗粒饲料在水中的稳定时间≥3h，饲料颗粒的硬度增加20％，含粉率降低25％。

46、提高水产动物的生长性能：饵料系数降低程度较高，能够提高生长速度8％以上，增强抗病力、免疫力，同时，成活率提高3％以上。

47、本发明用乳酸菌、酵母菌复合菌种对植物性进行液体发酵，发酵液中含有蛋白肽、多糖物质，以改性纳米凹土棒石为骨架进行分子融合，制备水产颗粒饲料粘结剂。

48、本发明制备水产颗粒饲料用粘结剂，利用水产颗粒饲料生产过程中的水分及高温条件能够充分的使蛋白肽和多糖物质更好的依附于以改性凹凸棒石构筑的结构，有助于水产饲料在水中稳定的网链状结构，能够增加水产颗粒饲料水中稳定时间，减少溶失率，降低饵料系数和减少对养殖水环境的污染。

49、(三)有益效果

50、与现有技术相比，本发明提供了一种发酵蛋白肽凹凸棒石水产颗粒饲料粘结剂的制备方法及其应用，具备以下有益效果：

51、本发明使用的所有材料绿色环保，对养殖环境污染降低到最低。

52、不使用任何不允许在饲料及饲料产品中使用的化工原料，减少在水产饲料中对化学粘合剂的使用量，降低生产成本及养殖成本。

53、本发明能够形成以凹凸棒石为结构骨架，发酵蛋白肽为分支的网链状结构。本发明能够很好的对粉末状的饲料起到很好的粘结作用，同时能够在饲料表面形成疏水膜，使颗粒饲料水中稳定时间增长，减少粘合剂的使用，降低生产和养殖成本。

54、本发明利用发酵蛋白肽制备的水产饲料粘合剂，通过各成分的协同作用，能够将粘结剂的粘度为≤150mpa·s提高到粘度≥450mpa·s，提高了3倍。引入粘结剂后，水产饲料在水中的稳定时间≥3h，饲料颗粒的硬度增加20％，含粉率降低25％。

55、本发明制备的料粘合剂还具有一定的营养作用，蛋白肽含量5～8％，满足水产动物对营养的需求，提高生长速度8％以上，增强抗病力、免疫力，成活率提高3％以上。