本发明属于蛋白质的加工技术-d-氨基酸的制备。 现有技术中一般以酪蛋白或纤维蛋白为原料采用酸水解或酶水解方法提取复合氨基酸。采用酸水解方法提取氨基酸的工艺流程一般为:原料加工-催化酸水解-去酸-灭菌-成品。其中去酸的方法通常采用中和法、蒸发干燥法或真空干燥法。以酪蛋白或纤维蛋白为原料提取复合氨基酸不仅成本高,而且原料来源也有限。并且,采用中和法去酸不可避免地要引入难以去掉的Na+,采用蒸发干燥法或真空干燥法去酸,如去酸时间稍长则导致付反应的产生而破坏氨基酸和有机碱的有效成份。
本发明的目的是提供一种以蚯蚓或蚕茧为原料提取复合氨基酸的方法及该方法中所用的去酸装置。
本发明是以如下方式实现的:
当以蚯蚓为原料提取复合氨基酸时,其工艺流程为:
原料处理-催化酸水解-去酸-去毒-陈化净化-灭菌。
原料处理是:采用诱取法或光照法使蚯蚓与泥土、饵料分离。在布满1-4mm小孔的矩形或圆柱形容器内装满蚯蚓爱吃的饵料,然后将容器埋入养殖槽中以诱取蚯蚓。采用先照法的方法是利用蚯蚓畏光的特点,拂晓时将养殖床表土扒开,将蚯蚓连同泥土取出铺在光滑地面上,摊开约5-6cm厚,然后让阳光曝晒,蚯蚓即钻入底层,再将上层泥土扒开取出蚯蚓;也可做成蚯蚓分离机,用100-200瓦白炽灯照射,蚯蚓即从垫板小园孔中钻出。
将分离出来的蚯蚓先用清水反复冲洗,以除去泥沙,饵料和外层粘液,再倒入洗涤机中洗涤多次至水见清。然后捞出倒入大水水缸内,加0.5%的纯碱或食盐水溶液浸泡2-3小时,每小时换水一次,蚯蚓与溶液的比例为1∶2,使蚯蚓体内脏物全部排出体外,至蚯蚓体呈透明状,并保持蚯蚓鲜活。然后过滤,并用软化水将蚯蚓反复漂洗干净。
催化酸水解是:将漂洗干净的蚯蚓加入盛有6N食品盐酸的反映釜中,以盐酸溶液能淹没蚯蚓为度。然后密封加热,并将温度控制在105~120℃,水解时间为48~72小时。待溶液水解成灰黑色时,将水解液用两层纱布粗滤,趁热将滤液用布氏漏斗减压抽漏,便得到酸水解液。再将酸水解液加入去酸装置中去酸。去酸装置见附图。去酸装置由容器(1)和电极隔膜罩组成。电极隔膜罩由接有阴极导线(5)地、用螺钉(4)固定在隔膜盖(8)上的阴极(3)和一个接有阳极导线(6)、插入橡皮塞(7)的阳极(2)组成。橡皮塞(7)装在隔膜盖(8)上。隔膜盖(8)是由园形的盖板和底部封口的中空园柱形隔膜层组成。其盖板材料为上釉陶瓷,隔膜层材料可用素烧瓷或不上釉的陶瓷。盖板上设有两个释放氢气或水解液的孔,盖板上还有一个接阴极导线(5)的孔。阴极(3)为一个空心的园柱体,一端有一个翻边,翻边上有4-6个孔,螺钉(4)通过翻边上的孔将阴极(3)固定在隔膜盖(8)上。其中螺钉上接有阴极导线(5)。阴极(3)园柱体上均有φ5-φ10mm,间距为30mm×30mm的孔。阴极(3)的材料可用铜或不锈钢。橡皮塞(7)上有2个释放氯气或加水解液的孔,还有一个接阳极导线(6)的孔。阴极(2)的材料可用碳棒或者铂铱合金。容器(1)的材料可用上釉陶瓷,或搪瓷,或塑料或不锈钢或者是玻璃,容器(1)的底部设有一个排液孔。
加入去酸装置中的酸水解液约占其容积的4/5。将阳极导线(6)和阴极导线(5)分别接通低压直流电源,保持直流电压在20-50安培的范围。在PH=1-2酸性条件下,酸水解液中的氨基酸与氢离子通过隔膜层向阴极区移动,氯离子向阳极区移动。在阴、阳两极上分别发生如下反应:
在这种条件下酸水解液中的各种氨基酸均不发生破坏或发生副反应,并且氨基酸不断向阴极区聚集,氯气和氢气分别从阳极和阴极逸出,分别通过回收装置进行综合利用。当酸水解液的PH值在6-7范围内时,即可停止电解,将去酸后的水解液从容器(1)的底部排液孔通过输液管导入去毒设备。将阳极区的电解液弃去。
去毒过程:是采用现有技术中常规的硫化物沉淀法。用气体发生器产生的H2S气体通入饱和的硫化钠溶液洗气,然后通入水解液,使铅、镉、汞、铜、砷等重金属离子形成相应的硫化物沉淀,离心分离出沉淀。
在经上述处理的水解液中加入分析纯碳酸钠,将水解液的PH值调至8-9,如有沉淀产生,则离心分离出沉淀,然后加入双氧水搅拌、微热,使溶于水解液的H2S发生如下反应:
将生成的硫磺沉淀析出,再用超纯盐酸或分析纯盐酸将水解液的PH值调至6-7,得到复合氨基酸溶液。
陈化净化是:将经上述处理过的复合氨基酸溶液在无菌条件下静置48-72小时后离心分离,再经4号或者5号球形漏斗抽漏一次。将得到的复合氨基酸溶液加热浓缩至浓度为10-15%的复合氨基酸。
以蚕茧为原料提取复合氨基酸时,将洗涤后的蚕茧加入反应釜中进行催化酸水解,其催化酸水解、去酸、去毒、陈化净化、灭菌的方法与以蚯蚓为原料提取复合氨基酸的方法一样。
本发明以蚯蚓或蚕茧为原料提取复合氨基酸,可将不能或不宜直接膳食的蛋白质转化为复合氨基酸,同时原料来源广泛,所需生产设备简单,从而降低了生产成本和工艺要求,提高了蚯蚓和蚕茧的利用价值。
附图说明:
1、容器,2、阳极,3、阴极,4、螺钉,5、阴极导线,3、阳极导线,7、橡皮塞,8、隔膜盖。
实施例:
以蚯蚓为原料提取复合氨基酸。
采用诱取法将园柱形容器器壁钻满1-4mm小孔,内装蚯蚓爱吃的饵料,埋入养殖槽中,以诱取蚯蚓,取分离出来的蚯蚓1吨,先用清水反复冲洗,除去泥沙、饵料和外层粘液,再倒入洗涤机中洗涤多次至水见清,然后捞出倒入大水缸内,加0.5%食盐水溶液2吨,浸泡3小时,每小时换水一次,使蚯蚓体内脏物全部排出体外,至蚯蚓体呈透明状,并保持蚯蚓鲜活,然后过滤,并用软化水将蚯蚓反复漂洗干净。
将漂洗干净的蚯蚓加入盛有6N食品盐酸的反应釜中,以盐酸溶液能淹没蚯蚓为度,密封加热,温度控制在110℃,水解48小时。水解成灰黑色溶液时,即用两层纱布粗滤,再趁热将粗滤液用布氏漏斗减压抽滤,得到酸水解液。
将减压抽漏后的酸水解液全部加入到去酸装置中,将阳极导线(6)和阴极导线(5)分别接通低压电源的正极和负极,保持直流电压在25-30安培的范围。在酸性条件下,酸水解液中的氨基酸与氢离子通过隔膜层向阴极区移动,氯离子向阳极区移动。在阴、阳极极上分别发生如下反应:
在这种条件下酸水解液中的各种氨基酸均不发生破坏或发生副反应,并且氨基酸不断向阴极区聚集,氯气和氢气分别从阳极和阴极逸出,分别通过回收装置进行综合利用。当酸水解液的PH值在6-7范围内时,即停止电解,将去酸后的水解液从容器(1)的底部通过输液管导入去毒设备。
用气体发生器产生的硫化氢气体通入饱和的硫化钠溶液洗气,然后通入水解液,使铅、镉、汞、砷、铜等重金属离子形成相应的硫化物沉淀,离心分离出沉淀。
在经过上述处理的水解液中加入分析纯碳酸钠,将PH值调至8-9,将产生的沉淀物离心分离,然后加入10公斤双氧水搅拌、微热热,使溶于水解液中的H2S发生如下反应:
将生成的硫离心分离,再用分析纯盐将水解液的PH值调至6-7得到复合氨基酸溶液
将上述处理过的复合氨基酸溶液在无菌条件下静置48小时后,用离心机,离心分离,再经4号球形漏斗抽滤一次,加入1500克色氨酸,即得复合氨基酸溶液,加热浓缩至500升溶液。
最后将经上述工序加工而成的复合氨基酸溶液进行定性分析,表明含各种氨基酸,进行定量分析氨基酸浓度为15%左右,经检验鉴定产品质量达到卫生标准。