一種溶解蛋白質(zhì)的方法，其包括加入堿（如石灰），加熱產(chǎn)生反應(yīng)液體，然后分離反應(yīng)液體中的固體，隨后中和該反應(yīng)液體產(chǎn)生中和液體。該方法然后包括濃縮該中和液體和使水回到反應(yīng)中。本發(fā)明專利技術(shù)也包括實施所述方法的系統(tǒng)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】?溶解蛋白質(zhì)的方法和系統(tǒng)專利
本專利技術(shù)涉及溶解蛋白質(zhì)，特別是其中的蛋白質(zhì)不易溶解的來源中的蛋白質(zhì)的方法。一些實施方式提供了破壞溶解蛋白質(zhì)中朊病毒的方法。專利技術(shù)背景在過去幾十年中，世界人口的不斷增長大大提高了食物需求，導(dǎo)致家畜飼養(yǎng)中對蛋白質(zhì)源需求的增加。人口的增加也使廢物量不斷增加，而廢物可以是產(chǎn)生動物飼料的有價值的來源。溶解生物來源的蛋白質(zhì)的方法可用于將廢物中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袃r值的蛋白質(zhì)源。因此，目前已經(jīng)開發(fā)了許多這種方法。一些方法僅能作用于容易溶解的蛋白質(zhì)。其它方法經(jīng)設(shè)計能改進蛋白質(zhì)不易溶解的來源(如雞羽毛)中蛋白質(zhì)的溶解。熱化學(xué)處理能促進富含蛋白質(zhì)材料的水解，將復(fù)雜聚合物裂解成較小分子，改進其可消化性，并產(chǎn)生用較少的總飼料就能夠滿足動物維持、生長和生產(chǎn)所需要的產(chǎn)物。目前，溶解雞羽毛中蛋白質(zhì)的一種方法包括蒸汽處理。在此方法中，用蒸汽處理羽毛使羽毛成為食物。該方法僅稍稍提高了羽毛中蛋白質(zhì)的溶解性和可消化性。另一現(xiàn)有方法包括用酸處理蛋白質(zhì)源。該處理能水解氨基酸，但通常條件很苛刻，以致破壞了許多氨基酸。酸性條件也促進形成二硫鍵，而非破壞該鍵，破壞該鍵會促進溶解。此外，現(xiàn)有系統(tǒng)中的條件可能不適合破壞原始蛋白質(zhì)源中的朊病毒。專利技術(shù)概述本專利技術(shù)包括溶解蛋白質(zhì)的新方法。該方法通常包括將堿(如石灰)提供給生物來源以產(chǎn)生淤漿。使淤漿中的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生液體產(chǎn)物。加熱該淤漿以促進水解。也可產(chǎn)生固體殘留物?？蓪Υ藲埩粑镞M一步實施本專利技術(shù)的方法。根據(jù)一個具體實施方式，本專利技術(shù)包括溶解蛋白質(zhì)的方法。該方法可包括將堿施-->加于蛋白質(zhì)源以形成淤漿；將該淤漿加熱到足夠高的溫度，以水解蛋白質(zhì)源中的蛋白質(zhì)，獲得反應(yīng)液體；分離反應(yīng)液體中的固體；用酸或酸源中和該反應(yīng)液體，產(chǎn)生中和液體；濃縮該中和液體，產(chǎn)生濃縮的液體和水；在加熱步驟之前或期間將水加回淤漿。根據(jù)另一具體實施方式，本專利技術(shù)包括溶解蛋白質(zhì)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括能夠使蛋白質(zhì)源和堿反應(yīng)產(chǎn)生反應(yīng)液體的加熱的反應(yīng)器。它也可包括能夠分離反應(yīng)液體中的固體的固/液分離器。該系統(tǒng)也可裝有能夠?qū)⑺峒尤敕磻?yīng)液體產(chǎn)生中和液體的中和槽以及能夠濃縮中和液體并產(chǎn)生濃縮的液體和水的濃縮槽。該系統(tǒng)還可包括能夠使水由濃縮槽流向加熱的反應(yīng)器的管道，以及能夠交換過程熱的至少一個熱交換器。本專利技術(shù)一些實施方式的其它優(yōu)點包括：可同時加工不穩(wěn)定蛋白質(zhì)和難分解(recalcitrant)蛋白質(zhì)的混合物?？刹捎矛F(xiàn)有的活塞流反應(yīng)器。伴隨食物或蛋白質(zhì)補充物生產(chǎn)的廢物減少。當?shù)鞍踪|(zhì)溶解時，蛋白質(zhì)可消化性顯著提高。該方法簡單，并且能夠回收一些組分和熱。如果朊病毒被破壞則提高了食物安全性。研磨提高了蛋白質(zhì)消化的反應(yīng)速率，可提高產(chǎn)物濃度和減少產(chǎn)物降解?？汕逑吹舨环磻?yīng)的組分?？蓾饪s和干燥蛋白質(zhì)產(chǎn)物?？善茐奈⑸铩１緦＠夹g(shù)也包括適合實施本專利技術(shù)方法的反應(yīng)器系統(tǒng)。為了更好地理解本專利技術(shù)和其優(yōu)點，可參照以下示范性實施方式和附圖的描述。附圖簡要說明以下附圖涉及本專利技術(shù)所選定的實施方式。圖1顯示了在堿性條件下水解富含蛋白質(zhì)的材料的分步圖解。圖2是顯示雞羽毛和動物毛發(fā)水解的圖。各點代表三個值的平均值+/-2標準差。圖3是顯示動物毛發(fā)和雞羽毛的反應(yīng)速率對轉(zhuǎn)化的圖。圖4是顯示蝦頭和雞下水的蛋白質(zhì)水解的轉(zhuǎn)化對時間的圖。圖5是顯示大豆干草和苜蓿干草的蛋白質(zhì)水解的轉(zhuǎn)化對時間的圖。圖6說明本專利技術(shù)實施方式中沒有鈣回收的一階段溶解方法。-->圖7說明本專利技術(shù)實施方式中沒有鈣回收的兩階段溶解方法。圖8說明本專利技術(shù)實施方式中包括鈣回收的一階段溶解方法。圖9說明本專利技術(shù)實施方式中包括鈣回收的兩階段溶解方法。圖10說明本專利技術(shù)實施方式中的一階段反應(yīng)器。圖11說明本專利技術(shù)實施方式中具有逆流的多階段反應(yīng)器。圖12說明本專利技術(shù)實施方式中具有并流的多階段反應(yīng)器。圖13說明本專利技術(shù)實施方式中具有錯流的多階段反應(yīng)器。圖14說明本專利技術(shù)實施方式中裝有組合混合器和出口螺旋輸送器的活塞流反應(yīng)器。圖15說明本專利技術(shù)實施方式中裝有分離式混合器和出口螺旋輸送器的活塞流反應(yīng)器。圖16說明本專利技術(shù)實施方式中裝有閉鎖式料斗的活塞流反應(yīng)器。圖17說明蛋白質(zhì)水解研究所用的實驗裝置。圖18是說明溫度對苜蓿干草蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖19是說明石灰加載量對苜蓿干草蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖20是說明苜蓿干草濃度對蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖21是說明用石灰溶解大豆干草蛋白質(zhì)的結(jié)果重復(fù)性檢測的圖。圖22是說明溫度對大豆干草蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖23是說明石灰加載量對大豆干草蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖24是說明大豆干草濃度對蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖25是說明下水研究的重現(xiàn)性的圖。以相同的操作條件進行三輪(run)試驗。圖26是三種不同下水濃度下轉(zhuǎn)化的比較圖。圖27是三種不同石灰加載量下轉(zhuǎn)化的比較圖。圖28是兩種不同溫度下轉(zhuǎn)化的比較圖。圖29是說明無額外處理和用6N?HCl處理的液體產(chǎn)物的氨基酸含量的圖。圖30是原料和干燥的處理固體中存在的氨基酸的比較圖。因為從反應(yīng)器中取出時處理的固體非常濕(含水80％)，一些氨基酸衍生自殘留的液體產(chǎn)物。圖31是在75℃、0.075g石灰/g干下水和60g干下水/L淤漿中進行實驗30分鐘和2小時后液相中存在的氨基酸的比較圖。圖32是在75℃、0.075g石灰/g干下水和80g干下水/L淤漿中進行實驗30分鐘和2小時后液相中存在的氨基酸的比較圖。-->圖33是三種不同的初始下水濃度(g干下水/L淤漿)在75℃和0.075g石灰/g干下水中處理30分鐘后離心液相中的氨基酸的比較圖。圖34是在75℃、0.075g石灰/g干下水和40g干下水/L淤漿處理不同時間后離心液相中存在的氨基酸的比較圖。圖35是用羽毛和下水作為原料產(chǎn)生富含氨基酸的羽毛產(chǎn)物的裝置。1是未離心的液體。2是石灰處理后的離心液體。3是石灰處理后的殘留固體。4是二氧化碳鼓泡后的離心液體。5是最終產(chǎn)物。圖36是二氧化碳鼓泡沉淀期間鈣濃度與pH的函數(shù)關(guān)系圖(高初始pH)。圖37是二氧化碳鼓泡沉淀期間鈣濃度與pH的函數(shù)關(guān)系圖(較低的初始pH)。圖38是說明空氣干燥毛發(fā)濃度對蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖39是說明石灰加載量對空氣干燥毛發(fā)的蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖40是說明長期處理中石灰加載量對空氣干燥毛發(fā)的蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖41是實驗A1中氨、總凱氏氮(Kjeldhal?nitrogen)和估計的蛋白質(zhì)氮濃度與時間的函數(shù)關(guān)系圖。圖42是實驗A2中氨、總凱氏氮和估計的蛋白質(zhì)氮濃度與時間的函數(shù)關(guān)系圖。圖43是實驗A3中氨、總凱氏氮和估計的蛋白質(zhì)氮濃度與時間的函數(shù)關(guān)系圖。圖44是實驗A2中游離氨基酸濃度與時間的函數(shù)關(guān)系圖。圖45是實驗A2中總氨基酸濃度與時間的函數(shù)關(guān)系圖。圖46是實驗A3中游離氨基酸濃度與時間的函數(shù)關(guān)系圖。圖47是實驗A3中總氨基酸濃度與時間的函數(shù)關(guān)系圖。圖48是兩步連續(xù)毛發(fā)水解中蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為液相的百分數(shù)與時間的函數(shù)關(guān)系圖。圖49顯示了兩步和一步石灰處理方法的質(zhì)量平衡。圖50是說明蝦頭廢物蛋白質(zhì)溶解的重復(fù)性的圖。圖51是說明溫度對蝦頭廢物蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖52是說明石灰加載量對蝦頭廢物蛋白質(zhì)溶解的影響的圖。圖53說明本專利技術(shù)實施方式中的一階段溶解方法。專利技術(shù)詳述本專利技術(shù)涉及通過水解溶解生物來源中蛋白質(zhì)的方法。本專利技術(shù)也涉及此溶解方法所用的設(shè)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種溶解蛋白質(zhì)的方法，其包括： 將堿施加于蛋白質(zhì)源形成淤漿； 將所述淤漿加熱到足以水解所述蛋白質(zhì)源中的蛋白質(zhì)的溫度，獲得反應(yīng)液體； 分離所述反應(yīng)液體中的固體； 用酸或酸源中和所述反應(yīng)液體，產(chǎn)生中和液體； 濃縮所述中和液體，產(chǎn)生濃縮液體和水；和 在加熱步驟之前或期間使所述水回到淤漿中。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】US 2004-6-1 60/576,1801.一種溶解蛋白質(zhì)的方法，其包括：將堿施加于蛋白質(zhì)源形成淤漿；將所述淤漿加熱到足以水解所述蛋白質(zhì)源中的蛋白質(zhì)的溫度，獲得反應(yīng)液體；分離所述反應(yīng)液體中的固體；用酸或酸源中和所述反應(yīng)液體，產(chǎn)生中和液體；濃縮所述中和液體，產(chǎn)生濃縮液體和水；和在加熱步驟之前或期間使所述水回到淤漿中。2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括研磨所述蛋白質(zhì)源。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述堿包括氧化鈣或氫氧化鈣。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述堿包括選自下組的化合物：氧化鎂、氫氧化鎂、氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、氨和它們的任意組合。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，加熱產(chǎn)生氨，還包括用酸中和所述氨。6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使分離的固體回到所述蛋白質(zhì)源中。7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括分離所述分離的固體中的反應(yīng)性固體與惰性固體。8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述反應(yīng)液體在升高的溫度下保持足以破壞所述反應(yīng)液體中所有或基本上所有朊病毒的一段時間。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述升高的溫度為125-250℃，所述一段時間為1秒-5小時。10.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括分離中和液體中的固體。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述分離的固體包含堿，還包括將所述分離的固體加入所述蛋白質(zhì)源。12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，濃縮所述中和液體還包括蒸發(fā)所述中和液體。13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，濃縮所述中和液體還包括過濾所述中和液體。14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，濃縮所述中和液體還包括冷凍所述中和液體。15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，濃縮所述中和液體還包括加入不可混溶的胺。16.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括干燥所述濃縮液體。17.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括產(chǎn)生過程熱和再利用過程熱。18.一種用于溶解蛋白質(zhì)的系統(tǒng)，其包括：可通過操作使蛋白質(zhì)源和堿反應(yīng)產(chǎn)生反應(yīng)液體的加熱反應(yīng)器；可通過操作分離所述反應(yīng)液體中的固體的固/液分離器；可通過操作將酸加入所述反應(yīng)液體產(chǎn)生中和液體的中和槽；可通過操作濃縮中和液體以及產(chǎn)生濃縮液體和水的濃縮槽；可通過操作使水由濃...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：MT霍爾茲阿普，R戴維森，C格蘭達，GP諾伊斯，
申請(專利權(quán))人：得克薩斯AM大學(xué)系統(tǒng)，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]
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