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水解角蛋白制取氨基酸螯合鐵的方法

文檔序號:3525502閱讀:897來源:國知局
專利名稱:水解角蛋白制取氨基酸螯合鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種固態(tài)角蛋白水解再生制取復合氨基酸螯合鐵的方法。特別是一種應用于肥料、農(nóng)藥方面的螯合物的制備方法。
背景技術(shù)
蛋白質(zhì)水解制取氨基酸的方法主要有酸水解法、堿水解法、酶水解法,高溫高壓水解法。在美國,Brehm Josef等人將動物或蔬菜磨成粉末,并以此為原料,在pH值10.0-14.0,70攝氏度以上反應,制得氨基酸。另外,Blortz Doris等人用肽鏈內(nèi)切酶和肽鏈外切酶水解動物產(chǎn)品,制得口感較好的氨基酸。不過,酶水解法的水解率太低;而堿水解法會使絲氨酸、蘇氨酸、精氨酸以及半胱氨酸遭到破壞,并使其它的氨基酸外消旋化;高溫高壓水解法對設備要求較高。因此目前應用得最廣泛的是酸水解法。本發(fā)明正是采用酸水解法。
酸水解法中,鹽酸水解法一般用6~10mol·L-1鹽酸水解7~24h。硫酸水解法一般用3~5mol·L-1硫酸,水解時間同鹽酸法相當。例如我國現(xiàn)行的國家標準對谷物類樣本中氨基酸水解采用6mol·L-1鹽酸110℃水解24小時的方法。兩種酸水解法的共同缺點是酸濃度較高,生產(chǎn)過程中耗量大,運輸費用大,脫酸費用高、對環(huán)境及生產(chǎn)工人的健康均有不良影響,此外還有水解時間長、生產(chǎn)能耗大、設備耐酸要求高的缺點。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的是利用化學催化方法將難于自然降解的、粗蛋白含量高的、隨處可見的廢棄角蛋白再次利用,解決目前蛋白水解中普遍存在的水解時間長、用酸濃度高,設備要求高等問題;將廢棄角蛋白以硫酸亞鐵催化水解制得復合氨基酸螯合鐵。本發(fā)明所獲得的產(chǎn)品可以廣泛應用于醫(yī)藥、食品、飼料、農(nóng)藥、化妝品、化肥等行業(yè)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是將強酸、雙氧水加入固態(tài)角蛋白中,加熱溶解后,再加亞鐵鹽水解生成復合氨基酸螯合鐵水解液。水解液以活性炭脫色,以碳酸鈣中和至pH值為1~2,濾去固體,濾液重結(jié)晶得晶體產(chǎn)品復合氨基酸螯合鐵。角蛋白、硫酸、30%雙氧水及亞鐵鹽的投料按重量/體積比為1∶3~5∶0.5~1.0∶0.2~0.4,角蛋白、亞鐵鹽為重量單位,硫酸、30%雙氧水為體積單位。固態(tài)角蛋白可以是羽毛、魚鱗、蹄角、皮革、毛發(fā)等固體廢棄物;強酸可以是硫酸或鹽酸,硫酸濃度為1~3mol·L-1,鹽酸濃度為3~5mol·L-1;加熱溫度為110℃~115℃;完全水解時間為8~14小時。
本發(fā)明中,蛋白質(zhì)水解影響因子較多,如反應溫度、時間、硫酸濃度、雙氧水用量、硫酸亞鐵用量等等,本發(fā)明通過單因子實驗與正交實驗方法找出在三因子三水平條件下合適的水解條件水解體系硫酸濃度2.0mol·L-1,10g角蛋白加雙氧水7.5ml,金屬離子0.0150mol。
實驗內(nèi)容雞毛(發(fā)渣等),加2.0mol·L-1硫酸,30%雙氧水,加熱至溫度為110℃~115℃,用液體石蠟浴加熱回流,雞毛(發(fā)渣)剛剛?cè)芙鈺r加入亞鐵鹽,紙色譜法監(jiān)測反應進程,用氮磷鈣測定儀測定體系蛋白總量,甲醛法測定氨基酸總含量,氨基酸自動檢測儀定量測定各種氨基酸含量。用上面反應所得水解液,以活性炭脫色,抽濾,后用碳酸鈣中和硫酸至pH值為1~2,濾去硫酸鈣,然后蒸去大部分濾液,重結(jié)晶得晶體,得到復合氨基酸螯合鐵。
本發(fā)明優(yōu)點①選題價值大廢棄角蛋白在自然界難于降解,對環(huán)境造成一定污染。將這些難于自然降解的廢棄蛋白高效催化水解制取氨基酸,開發(fā)氨基酸資源,是既利于環(huán)保,又符合可持續(xù)發(fā)展的綠色科研課題;②生產(chǎn)效率高本發(fā)明通過正交試驗法找到了最佳條件,縮短了水解時間、降低了用酸濃度,減小了設備腐蝕。部分解決了高的酸濃度帶來的脫酸難度大、設備要求高、環(huán)境污染等一系列麻煩。本發(fā)明使用氨基酸自動分析儀測定水解液的各種氨基酸含量,提高了測定結(jié)果的準確度和精密度,同時也縮短了測定時間。
現(xiàn)用實例對本發(fā)明做進一步說明。
實例110g雞毛,加2.0mol·L-1硫酸35mL,30%雙氧水7.5mL,加熱至溫度為110℃~115℃,用液體石蠟浴加熱回流,雞毛剛剛?cè)芙鈺r加入鐵離子,紙色譜法監(jiān)測反應進程,用氮磷鈣測定儀測定體系蛋白總量,甲醛法測定氨基酸總含量。用上面反應所得水解液,以活性炭脫色,抽濾,后用碳酸鈣中和硫酸至pH值為1~2,濾去硫酸鈣,然后蒸去大部分濾液,重結(jié)晶得晶體,得到復合氨基酸的鐵螯合物。以水解物溶液測定水解率為79%。
實例210g發(fā)渣,加2.0mol·L-1硫酸35mL,30%雙氧水7.5mL,加熱至溫度為110℃~115℃,用液體石蠟浴加熱回流,發(fā)渣剛剛?cè)芙鈺r加入鐵離子,紙色譜法監(jiān)測反應進程,用氮磷鈣測定儀測定體系蛋白總量,甲醛法測定氨基酸總含量。用上面反應所得水解液,以活性炭脫色,抽濾,后用碳酸鈣中和硫酸至pH值為1~2,濾去硫酸鈣,然后蒸去大部分濾液,重結(jié)晶得晶體,得到復合氨基酸的鐵螯合物。以水解物溶液測定水解率為82%。
實例3催化效果對比實驗。分別取兩份10g雞毛,置于兩個250mL錐形瓶中,各加入2.0mol·L-1的硫酸35mL、7.5mL30%雙氧水,加熱至110℃~115℃使雞毛溶解后,一份加入0.015mol亞鐵鹽(2.28g硫酸亞鐵),另一份不加亞鐵鹽;兩份樣品在水解9小時后用活性炭脫色,抽濾,然后用碳酸鈣中和硫酸至溶液呈中性,濾去硫酸鈣,得到復合氨基酸的鐵螯合物的溶液。各取2mL所得溶液,加入2mL茚三酮溶液,混合15min后用高速離心機離心。各取1mL上層清液加入Buffer液用容量瓶稀釋至100mL,各取出2mL,在含有金屬離子的樣品中加入等量的1%乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)靜待15min后再離心,最后取20uL水解液測定。
氨基酸分析儀測定的水解液各種氨基酸含量結(jié)果見表1。
表1 不同水解液的氨基酸自動分析結(jié)果(%)

實例4對雞毛、發(fā)渣、魚鱗的5∶3∶2混合物的公斤級硫酸水解實驗。自制10L不銹鋼水解反應釜,附加加熱攪拌裝置。水解條件為1kg上述混合物,3.5L 2.0mol·L-1硫酸,0.75L 30%雙氧水,反應溫度為110℃~115℃將固態(tài)物溶解后,加入硫酸亞鐵228g,在110℃~115℃加熱回流9h,;日立L-8800全自動氨基酸分析儀測定氨基酸含量,NPC-02氮磷鈣測定儀測定總氮量,得到蛋白水解率達到為86%的復合氨基酸螯合鐵。
權(quán)利要求
1.一種水解角蛋白制取氨基酸螯合鐵的方法,其特征在于將含有固態(tài)角蛋白的物質(zhì)中加入強酸、雙氧水,加熱使固態(tài)角蛋白溶解后,加入亞鐵鹽水解后生成復合氨基酸螯合鐵水解液,于水解液中加入活性炭脫色,抽濾,于濾液中加入碳酸鈣中和硫酸至pH值為1~2,濾去硫酸鈣,然后蒸去大部分濾液,重結(jié)晶得晶體,得到復合氨基酸螯合鐵,角蛋白、硫酸、30%雙氧水及亞鐵鹽的投料按重量/體積比為1∶3~5∶0.5~1.0∶0.2~0.4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的復合氨基酸螯合鐵制備方法,其特征在于固態(tài)角蛋白可以是羽毛、魚鱗、蹄角、皮革、毛發(fā)等固體廢棄物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的復合氨基酸螯合鐵制備方法,其特征在于強酸為硫酸或鹽酸,硫酸濃度為1~3mol·L-1,鹽酸濃度為3~5mol·L-1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的復合氨基酸螯合鐵制備方法,其特征在于反應溫度為110℃~115℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的復合氨基酸螯合鐵制備方法,其特征在于完全水解時間為8~14小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用角蛋白制取氨基酸螯合鐵的方法。本發(fā)明以角蛋白為原料,以強酸和雙氧水在加熱條件下溶解原料,溶解完畢后加入亞鐵鹽催化水解。水解液以活性炭脫色,以碳酸鈣脫酸,然后濾去沉淀物,濾液重結(jié)晶得產(chǎn)品。本發(fā)明具有用酸濃度低、水解時間短、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。
文檔編號C07C227/28GK1473816SQ0314009
公開日2004年2月11日 申請日期2003年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月7日
發(fā)明者劉小平, 樂學義, 余家瑜 申請人:華南農(nóng)業(yè)大學
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