專利名稱：一種羽毛降解方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于羽毛資源化領(lǐng)域，特別涉及一種羽毛降解方法。
背景技術(shù)：
羽毛資源極其豐富，尤其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，大規(guī)模的家禽養(yǎng)殖產(chǎn)生了大量的角蛋白廢物，其中羽毛廢棄物產(chǎn)量最多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)近幾年家禽年出欄量均在70億只以上，且在逐年增加。按每只家禽可產(chǎn)羽毛0. IOkg計(jì)，則年產(chǎn)量達(dá)70多萬噸。羽毛的粗蛋白含量約在80%以上，氨基酸含量在70%以上，還含有常量元素、微量元素、維生素以及一些未知生長(zhǎng)因子。我國(guó)從二十世紀(jì)八十年代左右開始重視羽毛廢物的資源化利用，但大都只是經(jīng)過簡(jiǎn)單處理制成羽毛粉后直接出口，換匯率很低；其中約 109^20%主要用于制備動(dòng)物飼料來加以利用，利用率和利用價(jià)值都不高，而另外大部分沒有被充分利用，有的甚至造成局部的環(huán)境污染，其分泌物所含有的致病微生物也會(huì)對(duì)人類健康造成危害。同時(shí)由于氨基酸的應(yīng)用越來越廣泛，可用作食品添加劑、飼料添加劑、醫(yī)藥、化妝品及表面活性劑等等，其需求量的日益擴(kuò)大也使得國(guó)內(nèi)對(duì)氨基酸原料(蛋白質(zhì))的短缺尤為嚴(yán)重。目前實(shí)踐中羽毛角蛋白的處理方法是化學(xué)物理水解法及微生物酶水解法，由于化學(xué)物理水解方法反應(yīng)條件劇烈，產(chǎn)品損失大，環(huán)境污染，造成的產(chǎn)品只能作為飼料、肥料等低附加值產(chǎn)品，因而實(shí)踐中應(yīng)用有限。產(chǎn)角蛋白酶的微生物構(gòu)成的生物煉制較之傳統(tǒng)水解法具有諸如反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物回收率高、環(huán)境友好、可節(jié)省能源等眾多優(yōu)點(diǎn)，不僅使固體廢棄物得到有效利用，保護(hù)了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，還可為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)及氨基酸資源，更符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念和建立節(jié)約型社會(huì)的戰(zhàn)略要求。目前已有多種微生物降解羽毛，陳啟和，何國(guó)慶(申請(qǐng)?zhí)?00610051886)公布了一株細(xì)菌液態(tài)降解羽毛工藝方法，但是該專利公布的是在搖瓶中小量發(fā)酵，如此發(fā)酵羽毛量少，難以產(chǎn)業(yè)化利用。魯?shù)さ?申請(qǐng)?zhí)?00810039457)公開了一種小量微生物固定化降解羽毛技術(shù)及發(fā)酵方法，該技術(shù)降解高效，微生物可回收重復(fù)利用，降低了降解成本，提高了降解效率。但此種以微生物為基礎(chǔ)的降解工藝，微生物生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，同時(shí)生長(zhǎng)過程中要消耗部分羽毛為營(yíng)養(yǎng)，所以所獲得的有效產(chǎn)物變少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種羽毛降解方法，該方法周期短，得率高，操作簡(jiǎn)單，降解徹底，高效，可規(guī)模化生產(chǎn)；所用化學(xué)試劑少，所用雙氧水濃度低，可很快分解為水及氧氣，無污染，能耗低；所得的羽毛降解液應(yīng)用廣泛，可作為護(hù)發(fā)素，洗滌產(chǎn)品，葉面肥等的添加劑。本發(fā)明提供了一種羽毛降解方法，包括(I)用雙氧水處理羽毛,雙氧水質(zhì)量百分比濃度為百萬分之一到百分之一,雙氧水溶液與羽毛的浴比為5-30 1，處理溫度為常溫或30-80°C，處理時(shí)間為6-48h ；
(2)用雙氧水處理的羽毛水洗后，用蛋白酶處理，蛋白酶加放量為每克羽毛5-200U，蛋白酶液和羽毛的浴比為5-30 1，處理溫度為30-65°C，處理時(shí)間為6_48h，干燥后得肽及氨基酸有效物質(zhì)。所述步驟(I)的處理方式為靜置、振蕩或攪拌。所述步驟(2)的處理方式為振蕩或攪拌。所述步驟(2)的水洗工藝中加水量為羽毛量的3倍；水洗次數(shù)為二或三次。所述步驟(2)的蛋白酶包括商業(yè)化的蛋白酶、從微生物發(fā)酵獲得的酶、從微生物外源表達(dá)獲得的酶或從各種動(dòng)植物組織中制備的酶；商業(yè)化的蛋白酶包括胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、蛋白酶K、彈性蛋白酶、胃蛋白酶、組織蛋白酶或枯草桿菌蛋白酶。
羽毛主要成份為角蛋白，由于富含二硫鍵而不被蛋白酶所直接降解利用。本發(fā)明采用雙氧水預(yù)處理羽毛，角蛋白中的二硫鍵會(huì)被雙氧水破壞打開，而變?yōu)榱蛩猁}等形式，再以蛋白酶降解，取得很好的羽毛降解率。有益效果( I)本發(fā)明的方法周期短，得率高，操作簡(jiǎn)單，降解徹底，高效，可規(guī)?；a(chǎn)；(2)本發(fā)明所用化學(xué)試劑少，所用雙氧水濃度低，可很快分解為水及氧氣，無污染，能耗低；(3)所得的羽毛降解液應(yīng)用廣泛，可作為護(hù)發(fā)素，洗滌產(chǎn)品，葉面肥等的添加劑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例I取一干凈帶塞容器，待用，取2. 5克羽毛和12. 5ml 0. 15%的雙氧水放入容器中，雙氧水溶液與羽毛的浴比為5 1，再置于恒溫?fù)u床中在40°C下，以150r/min的轉(zhuǎn)速持續(xù)處理6h ;將上述雙氧水處理過的羽毛，用蒸餾水洗兩次，再加入12. 5ml蒸餾水，以及終濃度為每克羽毛200U的蛋白酶K，蛋白酶液和羽毛的浴比為5 1，恒溫50°C下靜置24h后羽毛完全降解，干燥后得肽及氨基酸有效物質(zhì)2. 5g。實(shí)施例2取一干凈帶塞容器，待用，取5克羽毛和150ml 0. 3%的雙氧水放入容器中，雙氧水溶液與羽毛的浴比為30 1，再置于恒溫?fù)u床中在80°C下，以200r/min的轉(zhuǎn)速持續(xù)處理12h ;將上述雙氧水處理過的羽毛，用蒸餾水洗三次，再加入150ml蒸餾水，以及終濃度為每克羽毛150U的胰蛋白酶，蛋白酶液和羽毛的浴比為30 1，恒溫37°C下攪拌48h后羽毛完全降解，干燥后得肽及氨基酸有效物質(zhì)5g。
權(quán)利要求
1.一種羽毛降解方法，包括 (1)用雙氧水處理羽毛，雙氧水質(zhì)量百分比濃度為百萬分之一到百分之一，雙氧水溶液與羽毛的浴比為5-30 1，處理溫度為常溫或30-80°C，處理時(shí)間為6-48h; (2)用雙氧水處理的羽毛水洗后,用蛋白酶處理,蛋白酶加放量為每克羽毛5-200U，蛋白酶液和羽毛的浴比為5-30 1，處理溫度為30-65°C，處理時(shí)間為6-48h，干燥后得肽及氨基酸有效物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種羽毛降解方法，其特征在于所述步驟(I)的處理方式為靜置、振蕩或攪拌。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種羽毛降解方法，其特征在于所述步驟(2)的處理方式為振蕩或攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種羽毛降解方法，其特征在于所述步驟(2)的水洗工藝中加水量為羽毛量的3倍；水洗次數(shù)為二或三次。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種羽毛降解方法，其特征在于所述步驟(2)的蛋白酶為胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、蛋白酶K、彈性蛋白酶、胃蛋白酶、組織蛋白酶或枯草桿菌蛋白酶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種羽毛降解方法，包括(1)用雙氧水處理羽毛，雙氧水質(zhì)量百分比濃度為百萬分之一到百分之一，雙氧水溶液與羽毛的浴比為5-30∶1，常溫或30-80℃下處理6-48h；(2)處理羽毛水洗后，用蛋白酶處理，蛋白酶加放量為每克羽毛5-200U，蛋白酶液和羽毛的浴比為5-30∶1，在30-65℃下處理6-48h。該方法操作簡(jiǎn)單，降解羽毛徹底，可規(guī)?；a(chǎn)；無污染，能耗低；所得的羽毛降解液應(yīng)用廣泛。
文檔編號(hào)C12P21/06GK102747124SQ20121018896
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者吳斌, 周美華, 曹張軍, 蔣晶君, 高品 申請(qǐng)人:東華大學(xué)