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一種易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法.pdf

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一種 保藏 富含 海產 小雜魚酶解全魚漿 制備 方法
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摘要
申請專利號:

CN201711291159.3

申請日:

20171208

公開號:

CN107981028A

公開日:

20180504

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A23K10/12,A23K10/14,A23K10/22,A23K40/00,A23K40/10,A23K50/80,A23J1/04,A23J3/34 主分類號: A23K10/12,A23K10/14,A23K10/22,A23K40/00,A23K40/10,A23K50/80,A23J1/04,A23J3/34
申請人: 玉環縣五豐蒸干脫脂魚粉廠
發明人: 許劍彬,孫姜,許福土,王靈華
地址: 317607 浙江省臺州市玉環縣沙門鎮五門工業區
優先權: CN201711291159A
專利代理機構: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 代理人: 段宇
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法律狀態
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CN201711291159.3

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摘要

一種易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,包括如下步驟:1)顆粒化,將以新鮮海產小雜魚全魚為原料魚,分級粉碎至最大尺寸在5mm以下的蛋白顆粒;2)微粒化,超高速剪切至150目以上的蛋白微粒漿;3)微小化,加熱至微小化溫度55℃~75℃,超聲探頭伸入盛放槽作用微小化超聲波,制得微小粒蛋白活化漿;4)酶解,微波包圍加熱至酶解反應溫度40℃~65℃,將原料魚重0.01~2%的蛋白酶加入到微粒蛋白漿中,微波、超聲波酶解反應循環交替施加10?20分鐘/次,酶解反應時間20~60min,得到酶解蛋白漿;滅活發酵,真空濃縮至水分含量為40?60wt%,即得易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿;所述制備方法,能替代魚粉作為水產養殖的經濟飼料的飼料蛋白源。

權利要求書

1.一種易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:1)顆粒化,將以新鮮海產小雜魚全魚為原料魚,冷凍干燥至含水量在50wt%-70wt%,分級粉碎至最大尺寸在5mm以下的蛋白顆粒,干散冷凍存放;2)微粒化,按照蛋白顆粒與水質量比1:0.2在蛋白顆粒中加入0-3℃純水,超高速剪切至150目以上的蛋白微粒漿,加純水至原料魚與水質量比為1:0.2~10;3)微小化,蛋白微粒漿進行微波包圍加熱,90-100℃沸煮10-20min,冷卻至微小化溫度55℃~75℃,超聲探頭伸入蛋白微粒漿中作用微小化超聲波,使得蛋白微粒漿的蛋白微粒直徑減小到微米級或微米級以下,制得微小粒蛋白活化漿;4)酶解,對微小粒蛋白活化漿進行微波包圍加熱至酶解反應溫度40℃~65℃,將原料魚重0.01~2wt%的蛋白酶固定于分散載體表面,然后將分散載體均勻固定于多個預置體表面,微波、超聲、微小粒蛋白活化漿浸入到預置體中酶解反應循環交替施加10-20min/次,總酶解反應時間20~60min,得到酶解蛋白漿;5)高溫滅活,對所述酶解蛋白漿微波包圍加熱至90℃~120℃,恒溫滅活15-30min,冷卻后得到潔凈酶解全魚漿;6)發酵,將乳酸菌和丙酸桿菌按照潔凈酶解全魚漿總重量1~10wt%接種量接種至潔凈酶解全魚漿,于25~40℃發酵2~8h;7)分離濃縮,發酵液離心分離出上清液,真空濃縮至水分含量為30-60wt%,即得易保藏的富含小肽的酶解全魚漿;步驟1)-7)均在殘氧量<5%的氮氣保護環境中進行。2.如權利要求1所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,其特征在于,所述預置體是聚乙烯板,分散載體固定于多個預置體表面,是指將所述分散載體均勻粘結到薄聚乙烯板的上下表面,最后將多個薄聚乙烯板格間隔組裝而成多個同心圓環形組成的格柵板。3.如權利要求1所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,其特征在于,所述預置體是薄膜(5.2),所述薄膜(5.2)上表面間隔排列有多條隔離凸棱(5.3),所述隔離凸棱(5.3)呈相同周期的正弦曲線,所述薄膜(5.2)上下表面均勻粘結有分散載體(5.4),然后薄膜(5.2)繞軸(5.1)外周面卷繞成一定直徑的預置體卷繞體(5)。4.如權利要求2或3所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,其特征在于,所述微波包圍加熱,是指管形容器的周壁間隔裝有多個微波發生器,對蛋白微粒漿進行微波包圍加熱。5.如權利要求2或3所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,其特征在于,所述作用微小化超聲波,直徑10-40mm超聲探頭伸入管形容器距離管中心1/3深處,多個超聲探頭在超聲管長度方向上間隔布置,以頻率20-40kHz,場強70-100w/cm,超聲作用3-10分鐘。6.如權利要求1所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,其特征在于,所述蛋白酶固定于分散載體表面為,制備FeO磁性納米顆粒,硅烷修飾到FeO磁性納米顆粒表面得到微磁核,將蛋白酶共價偶聯到微磁核表面得到分散的硅核酶顆粒。7.如權利要求2或3所述的易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,其特征在于,所述微波、超聲、微小粒蛋白活化漿浸入到預置體中酶解反應循環交替施加是通過交替作用裝置來實現,所述交替作用裝置包括首尾連通的酶固定化反應管(1)、微波管(2)和超聲波管(3),所述格柵板或所述預置體卷繞體(5)固定在酶固定化反應管(1)中,漿液以一定壓力充滿所述交替作用裝置,并漿液在交替作用裝置中每一定間歇時間后在交替作用裝置循環一次;間歇時間期間,微波管中漿液接受微波作用,超聲波管中漿液接受超聲波作用,酶固定化反應管(1)中發生酶解反應。8.如權利要求7所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,其特征在于,所述循環一次是指,根據管流量可計算出酶解固定化反應器(1)的漿液約全部流到微波管(2)中,微波管(2)中的漿液約全部流到超聲波管(3)中,如此循環一次所需的循環時間(T)確定為間歇時間。9.一種如權利要求1-8任一所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法得到的富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿,其特征在于,所述海產小雜魚酶解全魚漿為具有一定粘性和可流動性的膏狀物,其中氨基酸殘基在10個左右的小分子小肽含量為15~20wt%。10.一種如權利要求9所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿在水產養殖中的應用,其特征在于,用占魚粉總重量至少20wt%的所述海產小雜魚酶解全魚漿替代魚粉連續飼喂養殖魚類。

說明書

技術領域

本發明涉及一種蛋白質酶解技術領域,具體為一種易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法。

背景技術

魚飼料中的一個重要且成本較高的原料是蛋白質。種類豐富的海洋魚類是蛋白酶解的主要對象,海洋蛋白酶解后,其水解產物之一是小肽。小肽應為小分子肽的總稱, 既包括2~3個氨基酸殘基的分子學小肽, 也包括氨基酸殘基低于10個的寡肽, 即在實際應用中, 氨基酸殘基在10個左右的小分子小肽產品均可歸為小肽產品。小肽具有很好的功能特性,不僅能夠被有機體以完整的形式快速吸收,直接參與組織蛋白的合成,而且具有抗菌和提高免疫力的生理功能,實現了蛋白質的高值化。研究證明,小肽替代一定比例的魚粉作為飼料飼喂養殖魚,除了可以促進養殖魚生長外,還可增強飼喂養殖魚的自身免疫功能,降低它們的疾病發生率。

蛋白酶解的機制非常復雜,因為底物包含了大量的不同種類的不溶性蛋白。相同量的蛋白質,如何提高酶解效率,得到更多的小肽是大家追求的目標。

1)蛋白酶是水解蛋白質的關鍵。酶解研究的蛋白酶種類很多, 根據它們來源不同主要分為來自動物, 植物, 微生物的蛋白酶。不同的蛋白酶會極大地影響水解產物的理化功能特性, 所以蛋白酶的選擇在海洋蛋白酶解工業中是至關重要的。蛋白水解物的營養價值和風味的好壞很大程度上依賴于所用酶的不同。

2)酶解效率低。常規的水浴酶解需要55-65℃、7小時以上, 費時費力,還容易變質;由于游離酶自身的缺陷, 使酶解反應不利于多肽的生產制備, 例如: 游離酶在酸、堿、熱及有機溶劑等介質中易變性, 活性降低或喪失;酶在反應后溶液中殘留, 造成酶反應難以連續化與自動化。

3) 如何儲藏,蛋白酶解液的存儲條件苛刻,很多地區由于酶解液存儲技術不過關,在酶解液存儲過程中養分流失嚴重,導致蛋白酶解液品質較差,造成嚴重的原料浪費。目前關于蛋白酶解液儲存技術的研究主要集中在酶解液中添加劑的研究,通過加入添加劑可以提高其存儲效果、防止二次發酵;但由于添加劑受環境、原料等影響較大,所以研究結果間存在差異,難以實現規模化應用。

如何低成本而高效率地酶解海產小雜魚得到富含小肽的全魚漿,并實現營養的良好存儲是酶解液應用在水產養殖業中急需解決的工藝難題。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題,本發明的目的是如何低成本而高效率地酶解海產小雜魚得到富含小肽的全魚漿,并實現營養的良好存儲,提供一種易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法。

本發明是這樣實現的,一種易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,包括如下步驟:

1)顆粒化,將以新鮮海產小雜魚全魚為原料魚,冷凍干燥至含水量在50wt%-70wt%,分級粉碎至最大尺寸在5mm以下的蛋白顆粒,干散冷凍存放;

2)微粒化,按照蛋白顆粒與水質量比1:0.2在蛋白顆粒中加入0-3℃純水,超高速剪切至150目以上的蛋白微粒漿, 加純水至原料魚與水質量比為1:0.2~10;

3)微小化,蛋白微粒漿進行微波包圍加熱,90-100℃沸煮10-20min,冷卻至微小化溫度55℃~75℃,超聲探頭伸入蛋白微粒漿中作用微小化超聲波,使得蛋白微粒漿的蛋白微粒直徑減小到微米級或微米級以下,制得微小粒蛋白活化漿;

4)酶解,對微小粒蛋白活化漿進行微波包圍加熱至酶解反應溫度40℃~65℃,將原料魚重0.01~2wt%的蛋白酶固定于分散載體表面,然后將分散載體均勻固定于多個預置體表面,微波、超聲、微小粒蛋白活化漿浸入到預置體中酶解反應循環交替施加10-20min/次,總酶解反應時間20~60min,得到酶解蛋白漿;

5)高溫滅活,對所述酶解蛋白漿微波包圍加熱至90℃~120℃,恒溫滅活15-30min,冷卻后得到潔凈酶解全魚漿;

6)發酵,將乳酸菌和丙酸桿菌按照潔凈酶解全魚漿總重量1~10wt%接種量接種至潔凈酶解全魚漿,于25~40℃發酵2~8h;

7)分離濃縮,發酵液離心分離出上清液,真空濃縮至水分含量為40-60wt%,即得易保藏的富含小肽的酶解全魚漿;

步驟1)-7)均在殘氧量&lt;5%的氮氣保護環境中進行。

進一步地,所述預置體是聚乙烯板,分散載體固定于多個預置體表面,是指將所述分散載體均勻粘結到薄聚乙烯板的上下表面,最后將多個薄聚乙烯板格間隔組裝而成多個同心圓環形組成的格柵板。

進一步地,所述預置體是薄膜,所述薄膜上表面間隔排列有多條隔離凸棱,所述隔離凸棱呈相同周期的正弦曲線,所述薄膜上下表面均勻粘結有分散載體,然后薄膜繞軸外周面卷繞成一定直徑的預置體卷繞體。

進一步地,所述微波包圍加熱,是指管形容器的周壁間隔裝有多個微波發生器,對蛋白微粒漿進行微波包圍加熱。

進一步地,所述作用微小化超聲波,直徑10-40mm超聲探頭伸入管形容器距離管中心1/3深處,多個超聲探頭在超聲管長度方向上間隔布置,以頻率20-40kHz,場強70-100w/cm2,超聲作用3-10分鐘。

進一步地,所述蛋白酶固定于分散載體表面為,制備Fe3O4磁性納米顆粒,硅烷修飾到Fe3O4磁性納米顆粒表面得到微磁核,將蛋白酶共價偶聯到微磁核表面得到分散的硅核酶顆粒。

進一步地,所述微波、超聲、微小粒蛋白活化漿浸入到預置體中酶解反應循環交替施加是通過交替作用裝置來實現,所述交替作用裝置包括首尾連通的酶固定化反應管、微波管和超聲波管,所述格柵板或所述預置體卷繞體固定在酶固定化反應管中,漿液以一定壓力充滿所述交替作用裝置,并漿液在交替作用裝置中每一定間歇時間后在交替作用裝置循環一次;間歇時間期間,微波管中漿液接受微波作用,超聲波管中漿液接受超聲波作用,酶固定化反應管中發生酶解反應。

進一步地,所述循環一次是指,根據管流量可計算出酶解固定化反應器的漿液約全部流到微波管中,微波管中的漿液約全部流到超聲波管中,如此循環一次所需的循環時間確定為間歇時間。

一種所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法得到的富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿,所述海產小雜魚酶解全魚漿為具有一定粘性和可流動性的膏狀物,其中氨基酸殘基在10個左右的小分子小肽含量為15~20 wt%。

一種所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿在水產養殖中的應用,用占魚粉總重量至少20wt%的所述海產小雜魚酶解全魚漿替代魚粉連續飼喂養殖魚類。

本發明通過主要改進以下幾點來達到“低成本而高效率地酶解海產小雜魚得到富含小肽的全魚漿且要易保藏”的目的,

1、顆粒化-&gt;微粒化-&gt;微小化,為酶解蛋白源創造小分子化的條件

(1)逐級配合做到盡可能的微小化

蛋白酶解至少分為兩個階段,第一步,酶分子與小的蛋白顆粒連接;第二步,水解發生,釋放出大量可溶性肽和氨基酸。

本發明的步驟1)-3)的目的就是為了得到盡可能小的蛋白顆粒,步驟1)先分級粉碎到最大尺寸在5mm以下,步驟2)高速剪切成微粒漿,步驟3)蒸煮后超聲振動微小化,超聲波是振動頻率大于20KHz的一種縱波,超聲作用在液體介質產生空化作用,超聲可使液體介質中形成微泡,隨后微泡破裂,利于蛋白質粒徑微小化。

(2)低成本微小化到150目以上是不易做到的。

微粒化的實現屬于自己的微小創新,用的是土辦法。現有技術做到150目以上的粉碎粒度,必須購買超微細粉碎機或者膠體磨或流化床氣流粉碎機,這些設備是非常昂貴的。而做魚粉替代品均是小微企業,投資購買這么高大上的機器不現實,但又想達到這一目的,怎么辦。

高速剪切,小旋轉葉片,用轉速超過30000轉/分的進口超高速電機驅動,葉片高速剪切液體分散的蛋白顆粒,為增加剪切效果,在葉片周圍加裝錐套,錐套對流體有聚攏作用,該錐套內壁有凸棱,增加撞擊效果。加裝錐套后,葉片在錐套的聚攏下高速攪動剪切,錐套中液體高度比周圍高出一截,形成對錐套外圍液體的抽吸作用,錐套外圍蛋白顆粒不斷被吸入錐套被剪切粉碎。經激光檢測,剪切粉碎粒度在150目以上。也就是說,本發明用超高速電機的小投資解決了高速剪切至150目粒度的技術問題,低成本。

上述實現的關鍵點是高轉速驅動小葉片在錐套內剪切,每5-10分鐘能出5kg微粒漿,因此每分鐘產出效率不高,有待改進。

、先凍后熱,超聲波和微波的小分子活化,產生從蛋白微粒漿-&gt;蛋白活化漿的激活作用

步驟1)的冷凍,步驟2)中微波包圍加熱蒸煮,步驟4)酶解反應前的微波、超聲交替施加,一方面先凍后熱,冷熱沖擊,松散了蛋白質顆粒組織結構;另一方面,利用微波,使得液體介質的極性分子在微波高頻電場作用下反復快速取向轉動而摩擦生熱,這種加熱是從物質內部開始,很快達到所需用的溫度;超聲振動使得極性分子的反復快速取向轉動,也使得蛋白質結構更加松散,超聲波不但利用空化作用使得蛋白質粒徑微小化,同時高場強的超聲波能夠將更多的疏水性基團暴露到蛋白質分子表面。暴露出更多可與酶結合的作用點,加快水解反應,水解度大大提高。

因此,本發明通過先凍后熱,超聲波與微波的共同作用,產生了從蛋白微粒漿-&gt;蛋白活化漿的激活作用。

、蛋白酶分子與液體介質接觸的分散化接觸,酶解時間大大減少

前面兩方面的作用已經使得蛋白質酶解具有了微小且活化的蛋白顆粒了,這已經大大加快了蛋白酶酶解的速度了,已經能夠實現快速酶解了。酶解過程中的周期性攪拌就是為了讓蛋白酶更均勻地分散在更多需要水解的小分子顆粒周圍。

蛋白酶解至少分為兩個階段,第一步,酶分子與小的蛋白顆粒連接;第二步,水解發生,釋放出大量可溶性肽和氨基酸。為了更快地在第一步中使得更多的酶分子與小的蛋白顆粒接觸,本發明采用了蛋白酶分散載體化,然后將載體均勻分散并固定于預置體表面的方法,比如格柵板或聚乙烯棒,既做到分散接觸,又可隨時回收蛋白酶,加快了酶解反應速度,酶解時間由現有技術的7小時以上減小到20-60min。

、微波、超聲、酶解的交替作用

對于步驟4)的酶解,設計了交替作用裝置,對微小粒蛋白活化漿進行微波、超聲和酶解的交替施加,該交替作用裝置由首尾連接的所述交替作用裝置包括首尾連通的酶固定化反應管、微波管和超聲波管,該交替作用裝置效率高,大大提高了漿液的酶解度,使得小肽含量達到15-20wt%。

易保藏主要是通過乳酸菌和丙酸桿菌發酵而達到的。

所述海產小雜魚酶解制備富含小肽的全魚漿的制備方法,酶解效率高,生產成本低,能替代魚粉用于水產養殖,可作為水產養殖的經濟飼料的飼料蛋白源。

所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,酶解效率高,生產成本低,酶解后通過發酵的方式產生天然抗菌劑可以降低漿狀產品的pH,有效抑制微生物生長繁殖,提高漿狀產品的保藏周期,能替代魚粉用于水產養殖,可作為水產養殖的經濟飼料的飼料蛋白源。

附圖說明

圖1為本發明一種海產小雜魚酶解制備富含小肽的全魚漿的制備方法的交替作用裝置示意圖。

圖2為本發明一種海產小雜魚酶解制備富含小肽的全魚漿的制備方法的預置體卷繞體的橫截面圖。

圖3為本發明一種海產小雜魚酶解制備富含小肽的全魚漿的制備方法的預置體卷繞體的展開圖。

1 酶固定化反應管,2 微波管,3 超聲管,4 微波發生器,5 預置體卷繞體,6 超聲探頭,7 入口泵,8 循環泵,9 排空泵,10 中間閥,11 入口閥,12 出口閥,13 進氣閥,14 排氣閥,

5.1 軸,5.2薄膜,5.3隔離凸棱,5.4 分散載體。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例作詳細說明,但不用來限制本發明的范圍。

實施例1

一種易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,包括如下步驟:

1)顆粒化,將以新鮮海產小雜魚全魚為原料魚,冷凍干燥至含水量在50wt%-70wt%,分級粉碎至最大尺寸在5mm以下的蛋白顆粒,干散冷凍存放;

2)微粒化,按照蛋白顆粒與水質量比1:0.2在蛋白顆粒中加入0-3℃純水,超高速剪切至150目以上的蛋白微粒漿, 加純水至原料魚與水質量比為1:0.2~10。

較優選料水質量比為1:0.5~5。

具體地,剪切刀片旋轉直徑在20-40mm,電機轉速在30000轉以上,刀片周圍設有錐形聚攏罩,錐形罩內壁間隔設有碰撞凸棱,凸棱高出內錐面3-5mm。激光粒度檢測,微粒漿中顆最大長度在0.1mm以下,即150目以上。從顆粒分布來看,魚骨、魚鱗由于較硬,粉碎粒度最小,集中在200目以上,而魚肉蛋白,由于其在水中軟化而粒度稍大,集中在150-170目居多。

3)微小化,蛋蛋白微粒漿進行微波包圍加熱,90-100℃沸煮10-20min,冷卻至微小化溫度55℃~75℃,超聲探頭伸入蛋白微粒漿作用微小化超聲波,使得蛋白微粒漿的蛋白微粒直徑減小到微米級或微米級以下,制得微小粒蛋白活化漿;

4)酶解,對微小粒蛋白活化漿進行微波包圍加熱至酶解反應溫度40℃~65℃,將原料魚重0.01~2%的蛋白酶固定于分散載體表面,然后將分散載體固定于多個預置體表面,微小粒蛋白活化漿浸入預置體酶解反應、微波、超聲波循環交替施加10-20min,總酶解反應時間20~60min,得到酶解蛋白漿;

5)高溫滅活,對所述酶解蛋白漿微波包圍加熱至90℃~120℃,恒溫滅活10-20min;冷卻后得到潔凈酶解全魚漿;

6)發酵,將乳酸菌和丙酸桿菌按照潔凈酶解全魚漿總重量1~10wt%接種量接種至潔凈酶解全魚漿,于25~40℃發酵2~8h;

7)分離濃縮,發酵液通過離心分離出上清液,真空濃縮至水分含量為40-60wt%,即得易保藏的富含小肽的酶解全魚漿;

步驟1)-7)均在殘氧量&lt;5%的氮氣保護環境中進行。

所述易保藏的富含小肽的酶解全魚漿為具有一定粘性和可流動性的膏狀物。優選步驟7)中真空濃縮至水分含量50~58%,保證濃縮液具有一定的流動性。優選發酵時間2~5h,,在保證產生足夠量的天然抗菌劑的同時提高生產效率。

所述蛋白酶為微生物發酵產生的堿性蛋白酶或者所述蛋白酶選自堿性蛋白酶和風味蛋白酶的復合蛋白酶。對于復合蛋白酶,堿性蛋白酶用量為原料魚重0.02~1.5wt%,風味蛋白酶占酶用量為原料魚重的0.02-0.1wt%。優選地,堿性蛋白酶用量為原料魚重0.5~1wt%。優選風味蛋白酶添加量原料魚重0.05~0.1%,增加酶解產品的風味,提高誘食性。

對于步驟4),所述蛋白酶分散載體化,制備30-500nm粒徑的Fe3O4磁性納米顆粒,對Fe3O4磁性納米粒子進行表面處理,采用硅烷修飾到Fe3O4磁性納米顆粒表面得到微磁核,具體如:3-氨丙基-三乙氧基硅烷。利用雙硫氰芐或者戊二醛作為偶聯劑,將蛋白酶共價偶聯到微磁核表面得到分散的硅核酶顆粒。

預置體是格柵板,分散載體固定于多個格柵板表面,是指,將所述硅核酶顆粒均勻粘結到薄聚乙烯板的上下表面,最后將多個薄聚乙烯板格間隔組裝而成格柵板。格柵板間隔距離5-8mm。在聚乙烯薄板上下表面涂熱固性樹脂,使硅核酶顆粒帶有同一種靜電荷,如正電荷,帶電硅核酶顆粒平鋪到熱固性樹脂上,由于帶電硅核酶顆粒同性相斥,有助于硅核酶顆粒均勻分布于聚乙烯薄板上,增加其比表面積。加熱熱固性樹脂,固化后將硅核酶顆粒固定。用二喹啉甲酸法測定固定酶的濃度,達到2-3μg/cm2,實踐證明該固定酶具有良好的活性。

如圖1所示,為了實現酶解、微波、超聲波的交替施加,設計了交替作用裝置,包括首尾連通的酶固定化反應管1、微波管2和超聲波管3,微波管2和超聲波管3之間設有漿液入口管,漿液入口管設有入口閥11和入口泵7,酶固定化反應管1、微波管2之間設有漿液出口管,漿液出口管設有出口閥12和排空泵9,超聲波管3和酶固定化反應管1之間設有循環泵8。超聲波管3周壁間隔設有超聲探頭6,微波管2周壁間隔設有多個微波發生器4。微波管2入口設有中間閥10,中間閥10兩側分別設有氮氣進氣管和排氣管,氮氣進氣管設有進氣閥13和排氣閥14。格柵板組裝成圓柱體形裝入酶固定化反應管1中。

工作時,① 充氮,先使得交替作用裝置中殘氧量小于5%。具體操作:關閉中間閥10,進氣閥13打開充入氮氣,排氣閥14打開,直到檢測到排氣管中殘氧量小于5%,關閉進氣閥13和排氣閥14。

② 充漿,中間閥10、入口閥11打開,排氣閥14打開,啟動入口泵7,將步驟4)的微小粒蛋白活化漿充入交替作用裝置,同時循環泵8啟動,直到排氣管中有漿液充入則關閉排氣閥14,當交替作用裝置中壓力達到1-5MPa時關閉入口泵7、循環泵8。

③ 交替作用,開啟微波發生器5對微波管2進行微波包圍加熱,開啟超聲波探頭6的發生器對超聲波管中漿液進行超聲活化處理,同時在酶解固定化反應器1中漿液分散接觸蛋白酶進行酶解反應;對于總酶解時間60min的工藝,微波、超聲波、酶解分別作用20min后,啟動一次循環泵8,根據管流量可計算出酶解固定化反應器1的漿液全部流到微波管2中,微波管2中的漿液全部流到超聲波管3中,超聲波管3中的漿液全部流到酶解固定化反應器1,如此循環一次所需的循環時間T,循環時間T后關閉循環泵8。啟動三次循環泵8后,即初始充漿在酶解固定化反應器1中的漿液再次流到酶解固定化反應器1中第二次被酶解,再啟動三次循環泵8后,初始充漿在酶解固定化反應器1中的漿液第三次流到酶解固定化反應器1中第三次被酶解,總酶解時間達到60min,得到酶解蛋白漿。對于總酶解時間20min的工藝,一次泵循環后微波、超聲波、酶解分別作用10min后,三次泵循環后初始充漿在酶解固定化反應器1中的漿液再次流到酶解固定化反應器1中第二次被酶解,總酶解時間達到20min。為了實現漿液二次酶解,微波、超聲波、酶解循環交替施加至少3次泵循環。

④ 排空,關閉中間閥10,出口閥12打開,啟動排空泵9,半分鐘后進氣閥13打開,直到排空泵9抽不出漿液,則完成了將交替作用裝置中的酶解蛋白漿排空的任務,關閉出口閥12,停止排空泵9。

如此進行下一循環①-&gt;②-&gt;③-&gt;④。

對其他步驟細節解釋如下:

所述分級粉碎為二級粉碎,第一級粉碎為輸送帶將所述海產小雜魚送入第一粉碎機,第一粉碎機輸出口經2目篩網過濾,未通過料循環到第一粉碎機加料口,通過料輸出到第二粉碎機,第二粉碎機輸出口經4目篩網過濾,未通過料循環到第二粉碎機加料口,通過料輸出為合格的蛋白顆粒;

微小化前的90-100℃沸煮10-20min是保證魚蛋白充分變性打開空間結構,便于酶解。

所述微波包圍加熱,是指微波管的周壁間隔裝有多個微波發生器,對微粒蛋白漿進行微波包圍加熱。所述微波包圍加熱,是采用微波頻率為2450MHz,微波功率15-30W的微波發生器,每次加熱時間視盛放槽尺寸而定。

微波管為陶瓷材質或聚乙烯樹脂材質;微波直徑約為微波半衰減深度的2倍,這樣,微波穿透微波管壁作用在微粒蛋白漿上,保證從周壁的均勻包圍加熱,保證微粒蛋白漿內由里至外、由上至下溫度分布的一致性。優選的是,所述微波管采用陶瓷材質,直徑1400mm,長度為3000mm。

所述作用微小化超聲波,直徑10-40mm超聲探頭伸入超聲管距離管中心1/3深處,以20KHz-40KHz,場強70~100 w/cm2,超聲作用3-10分鐘。超聲探頭在超聲管長度方向上間隔布置。

優選地,酶解過程中保持恒溫、高壓,恒溫是通過間隔時間t作用微波時長t1,以保持微粒蛋白漿的酶解反應溫度在40~65℃;所述高壓,是使得微粒蛋白漿受到1-5MPa的壓強作用。

實施例2

如圖2、3所示,步驟4)中,所述預置體是薄膜5.3,所述薄膜5.3上表面間隔排列有多條隔離凸棱5.4,所述隔離凸棱5.4呈相同周期的正弦曲線間隔。所述薄膜5.3上下表面均勻粘結有硅核酶顆粒,用二喹啉甲酸法測定固定酶的濃度,達到2-3μg/cm2,實踐證明該固定酶具有良好的活性。薄膜5.3繞軸5.1外周面卷繞成一定直徑的預置體卷繞體5,所述預置體卷繞體5固定在筒形的固定化酶反應器1中。由于該預置體卷繞體5具有更緊湊的間隔,隔離凸棱5.4和上下薄膜之間提供一正弦曲線的彎曲經過路徑,彎曲經過路徑延長了酶=蛋白酶接觸蛋白質大分子鏈的機會,為分散化酶解接觸提供了良好條件。

步驟4)的上述酶解反應期間,可通過安裝新的格柵板或預置體卷繞體5加快酶解,增加小肽得率。

本發明采用酶分散固化技術,增大了酶與微小粒蛋白活化漿的接觸的比表面積,省略了高溫滅酶步驟,為酶解生產降低了成本。

其他步驟與實施例1相同。

本發明采用酶分散固化技術,增大了酶與微小粒蛋白活化漿的接觸的比表面積,省略了高溫滅酶步驟,為酶解生產降低了成本。

經檢測,本發明所制得的海產小雜魚酶解全魚漿,為具有一定粘性和可流動性的膏狀物,粗蛋白含量為20~35 wt%,小肽含量為15~20 wt%,粗脂肪含量2~6wt%,灰分為2~8 wt%,賴氨酸2~6wt%,蛋氨酸 1~3wt%,乳酸 1~4wt%,水分含量為40~60%。其中,分子量1000Da以下的蛋白質水解物40~90wt%。pH為3.5~5.5,含乳酸菌 50-300X108。

一種易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿在水產養殖中的應用,用占魚粉總重量至少20wt%所述海產小雜魚酶解全魚漿替代魚粉飼喂養殖魚類。

基于養殖成本考慮,優選將25-30wt%的魚粉用所述海產小雜魚酶解全魚漿替代飼喂養殖魚類,添加25%-30wt%的海產小雜魚酶解全魚漿連續飼喂小黃魚三個月,其平均日增重達到0.42-0.88g ,比添加魚粉的對照組的飼料效率提高10%,比市面同類水解物的飼料效率提高7%,同時增強了養殖魚的免疫功能,降低其疾病發生率。將此海產小雜魚酶解魚漿置于室溫下密閉保藏,在不人為添加防腐劑的情況下可以最長保存10個月不變質。

實驗數據如下:

實驗選用同一母本小黃魚為實驗對象,實驗采用自然光,在養殖桶內養殖,養殖海水為深海海水,采用流水養殖模式,流速5L/min,水溫15±0.5℃,溶氧高于7mg/L,鹽度32‰,PH7.5~8.0。實驗開始前,停食24h,選擇大小均勻、體格健壯且體表無病的黃花魚幼魚。隨機將魚分為15個養殖桶內,3個處理組,每個處理5個重復,每桶25尾,每天人工飽食投喂兩次6:30和16:30,投飼30分鐘后,對每個桶內的殘餌量計數,根據每100粒殘餌的平均重量來計算未攝食的殘餌重量。按下列比例添加到普通魚粉中進行喂養:

對照組:魚粉30%;A組: FH(市面上同類水解物)30%,B組:實施例1得到的海產小雜魚酶解全魚漿30%,養殖實驗共計90天,飼養時分別對魚的采食量、飼料率(增重/飼料)、死亡率進行記錄,結果如表1所示。

表1 海產小雜魚酶解全魚漿替代魚粉養殖小黃魚對照表

日糧處理 對照 A組 B組 初重,g 80 80 80 末重,g 135 145 160 采食量,g 145 160 165 飼料效率,增重/飼料 0.38 0.41 0.48 死亡率% 3.3 2.1 0.6

從表1看出,添加30wt%的海產小雜魚酶解全魚漿連續飼喂小黃魚三個月,其平均日增重達到0.88g ,比添加魚粉的對照組的飼料效率提高10%,比市面同類水解物的A組飼料效率提高7%,同時增強了養殖魚的免疫功能,比添加魚粉的對照組B組的死亡率降低81%,比市面同類水解物的A組死亡率降低71%。

所述易保藏富含小肽的海產小雜魚酶解全魚漿的制備方法,酶解效率高,生產成本低,能替代魚粉用于水產養殖,可作為水產養殖的經濟飼料的飼料蛋白源。

易保藏的海產小雜魚酶解制備富含小肽的酶解全魚漿的優點在于:

(1)以低價值的海產小雜魚全魚作為原料,充分利用了我國豐富的海洋生物資源;

(2)利用酶解技術制備高價值的漿狀短肽產品,能耗低且工藝流程短,保留了魚肉的營養成分;

(3)產品的表觀性狀為具有一定粘性和可流動性的膏狀,便于與其他飼料添加劑混合飼喂;

(4)漿狀產品含水量高易受微生物污染腐敗,酶解后通過發酵的方式產生天然抗菌劑可以降低漿狀產品的pH,有效抑制微生物生長繁殖,提高漿狀產品的保藏周期,便于保存和降低人為添加防腐劑的成本投入。

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