一种利用废弃羽毛生产氨基酸液肥的生物制方法技术

本发明专利技术公开了一种利用废弃羽毛生产氨基酸液肥的方法。它是将羽毛粉用复合酶酶解，得到酶解液，然后向酶解液中加入酸性蛋白酶酶解，酶解完成后过滤，滤液经灭酶后得到氨基酸液肥；所述的复合酶包括角蛋白酶和氨基酸肽酶。本发明专利技术的方法，可以使羽毛酶解率达到80％以上，制备得到的氨基酸液肥含有17种氨基酸，种类齐全，且氨基酸含量能达到10.12％(质量分数)以上，小肽含量达到9.39％(质量分数)，无需浓缩即达到国家氨基酸液肥标准，从而可以制备环境友好型氨基酸液肥。

A Biological Method for Producing Amino Acid Liquid Fertilizer from Waste Feather

The invention discloses a method for producing amino acid liquid fertilizer by using waste feathers. Feather powder is hydrolyzed by complex enzymes to obtain enzymatic hydrolysate, then acidic protease is added to the enzymatic hydrolysate, which is filtered after enzymatic hydrolysis, and the filtrate is deactivated to obtain amino acid liquid fertilizer; the complex enzymes include keratinase and amino acid peptidase. The method of the invention can make the feather enzymatic hydrolysis rate reach more than 80%. The prepared amino acid liquid fertilizer contains 17 kinds of amino acids, and the content of amino acids can reach more than 10.12%(mass fraction) and the content of small peptides can reach 9.39%(mass fraction). Without concentration, it can reach the national standard of amino acid liquid fertilizer, so that the environment-friendly amino acid liquid fertilizer can be prepared.

【技术实现步骤摘要】
一种利用废弃羽毛生产氨基酸液肥的生物制方法
本专利技术属于肥料加工
，具体公开了一种利用角蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、氨基酸肽酶及酸性蛋白酶分步复合酶解废弃羽毛制备氨基酸液体肥料的方法。
技术介绍
羽毛是家禽处理后剩余的废弃物，在全世界的范围内，每年有数百万吨废弃羽毛产生，而资源化利用程度不到20％。这些羽毛除少量作为保暖衣填充料和动物饲料外，大部分被当作废弃物进行处理，不仅造成资源的浪费，且传统的焚烧、填埋等处理方法还会对环境造成严重的污染。因此，羽毛废弃物的管理问题成了家禽屠宰企业亟待解决的问题。然而羽毛废弃物是一种丰富的天然蛋白质资源，其粗蛋白含量高达85％～90％，羽毛蛋白中除赖氨酸、蛋氨酸的含量明显较低外，其它动物必需氨基酸的组成略高于鱼粉，这意味着利用蛋白质水解生产氨基酸类相关产品具有重大潜在的经济效益。禽类羽毛中的蛋白质主要由角质蛋白构成，角蛋白中含有较多的胱氨酸，它们之间形成大量的二硫键，再加上氢键和分子间作用力很难被普通蛋白酶(如碱性蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶等)水解。利用高温高压蒸煮水解、膨化法、酸碱水解和利用氧化剂或者还原剂等传统方法加工处理废弃羽毛，存在固定投资大，资金回收期长、反应条件剧烈，对生产设备要求较高且能耗大、产物极易发生构型变化或外消旋化，从而造成产物成分极为复杂和氨基酸破坏严重、产物盐分高、对环境污染严重等问题，而利用现代生物技术能很好的解决这些问题，如利用角蛋白酶对羽毛角蛋白进行降解，能降低能耗以及对环境的污染问题，并且提高水解产物的营养价值，形成以小肽和氨基酸为主要成分的酶解产物，具有巨大的小分子肽功能性饲料和氨基酸液肥潜力。氨基酸具有调节和刺激作物生长发育(促进种子萌发及生长、促进根系生长、调节根系形态、促进叶片生长及提高叶绿色含量等)、改善作物品质、提高作物产量，提高作物的抗病及抗逆能力，还具有促进作物对其他营养成分如氮、磷、钾养分的吸收。氨基酸可作为生物刺激素、氨基酸态氮肥等单独使用，也可以作为生物活性增效剂与化学肥料配合施用(如氨基酸液肥)，发挥多重增效作用。因此，在农业上，氨基酸的应用越来越广泛。现在普遍的生产方法为对蛋白原料用酶或酸水解的方法获得氨基酸原液，或对氨基酸发酵尾液进行浓缩。而这几种方法均存在一定的缺点，如利用酸水解法，对环境污染较大，且氨基酸原液中氯盐含量较高，对某些氯敏感植物产生毒害作用；而利用酶法水解，由于酶解原料及工艺的原因，酶解液中氨基酸含量较低，需进行浓缩来提高氨基酸原液的浓度，成本较高；氨基酸尾液浓缩法同样存在成本较高，浓缩产物中钠离子浓度过高，有时会造成盐害等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种利用废弃羽毛生产氨基酸液肥的生物制方法。本专利技术拟利用复合酶分步酶解废弃羽毛，使其酶解液中氨基酸浓度达到10％以上，无需浓缩即达到国家氨基酸液肥标准，制备环境友好型氨基酸液肥。本专利技术的利用废弃羽毛生产氨基酸液肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：将羽毛粉用复合酶酶解，得到酶解液，然后向酶解液中加入酸性蛋白酶酶解，酶解完成后过滤，滤液经灭酶后得到氨基酸液肥；所述的复合酶包括角蛋白酶和氨基酸肽酶。所述的氨基酸肽酶指的是肽酶。优选，所述的复合酶包括角蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶和氨基酸肽酶。进一步优选，所述的复合酶按酶活占比计，包括角蛋白酶34～66％、碱性蛋白酶5～56％、中性蛋白酶5～56％和氨基酸肽酶5～56％。进一步优选，所述的复合酶按酶活占比计，包括角蛋白酶45.6％、碱性蛋白酶11.8％、中性蛋白酶11.6％和氨基酸肽酶31.0％。优选，所述的羽毛粉是将废弃羽毛除杂洗净，经高温蒸煮或亚硫酸钠处理后，经风干或烘干，然后粉碎碾磨，得到羽毛粉。高温蒸煮或亚硫酸钠处理能够有助于蛋白酶的酶解。进一步优选所述的高温蒸煮是羽毛在135℃，0.4MPa条件下蒸煮30min。所述的粉碎碾磨是粉碎碾磨过1mm孔径筛，得到羽毛粉。优选，所述的用复合酶酶解是羽毛粉加入到水中，使得羽毛粉的质量分数为30％以上，调pH值至8.5～9.5，灭菌后然后加入复合酶，复合酶是按照9000U/g羽毛粉以上加入，酶解温度是53～60℃，酶解36h以上。优选，所述的用复合酶酶解是羽毛粉按质量比3:10加入到水中，调pH值至9，灭菌后然后加入复合酶，复合酶是按照9000U/g羽毛粉加入，酶解温度是53℃，酶解36h。优选，所述的酸性蛋白酶酶解，其添加量为2000U/g羽毛粉，酶解条件为40℃，酶解12h。优选，所述的灭酶为90℃，10min。优选，所述的羽毛为各种家禽，例如鸡、鸭、鹅的羽毛。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的方法，可以使羽毛酶解率达到80％以上，制备得到的氨基酸液肥含有17种氨基酸，种类齐全，且氨基酸含量能达到10.12％(质量分数)以上，小肽含量达到9.39％(质量分数)，无需浓缩即达到国家氨基酸液肥标准，从而可以制备环境友好型氨基酸液肥。本专利技术的制备方法可进行工业化生产，工艺简单且稳定，能省去传统氨基酸液肥制备工艺中浓缩过程，大大减少能耗及污染；且具有原料来源广泛、价格低廉、产品氨基酸种类齐全等优点。本专利技术为一种环境友好型氨基酸液肥生产技术。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1是不同蛋白酶组成对羽毛酶解率(折线)及氨基酸含量(柱状图)的影响。图2是各蛋白酶交互作用影响氨基酸含量等高线图。图3是复合酶的不同添加量对羽毛酶解率(折线)及氨基酸含量(柱状图)的影响。图4是体系pH对羽毛酶解率(折线)及氨基酸含量(柱状图)的影响。图5是酶解温度对羽毛酶解率(折线)及氨基酸含量(柱状图)的影响。图6是底物浓度对羽毛酶解率(折线)及氨基酸含量(柱状图)的影响图7是酶解时间对羽毛酶解率(折线)及氨基酸含量(柱状图)的影响图8是不同酶解条件交互作用影响氨基酸含量的曲面图具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例进一步解释本专利技术，但不对本专利技术构成任何限定。以下实施例中除特殊说明外，均为本领域常规试剂和方法步骤。实施例1：1.1材料与试剂羽毛：羽毛由广东博沃特生物科技有限公司提供，属于鸡羽毛，经彻底清洗烘干备用。角蛋白酶(10万U/g)，自主生产；中性蛋白酶(10万U/g)、碱性蛋白酶(10万U/g)、脂肪酶(20万U/g)、木瓜蛋白酶(10万U/g)，仰韶生化科技有限公司；氨基酸肽酶(10万U/g，外肽酶)安琪酵母股份有限公司；酸性蛋白酶(5万U/g)，源叶生物科技有限公司；NaOH、HCl、柠檬酸钠、磺基水杨酸、三氯乙酸、硫酸钾、EDTA-Na等试剂为分析纯；混合氨基酸标准溶液，色谱纯。1.2仪器与设备统筹实验室仪器、氨基酸自动分析仪、凯氏定氮仪、离心机等1.3方法1.3.1工艺流程收集羽毛——洗净——0.4MPa蒸煮30min(预处理)——烘干——粉碎——过1mm孔径筛——第一步酶解——第二步酶解——过滤(2层纱布)——灭酶(90℃，10min)——冷却——包装1.3.2游离氨基酸测定按含氨基酸水溶肥料农业行业标准(NY/T1975-2010)中的方法测定，使用L-8900全自动氨基酸分析仪进行测定。1.3.3肽含量测定：按大豆肽粉国家标准(GB/T22492-2008)中的方法测定肽含量。1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用废弃羽毛生产氨基酸液肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：将羽毛粉用复合酶酶解，得到酶解液，然后向酶解液中加入酸性蛋白酶酶解，酶解完成后过滤，滤液经灭酶后得到氨基酸液肥；所述的复合酶包括角蛋白酶和氨基酸肽酶。

【技术特征摘要】
1.一种利用废弃羽毛生产氨基酸液肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：将羽毛粉用复合酶酶解，得到酶解液，然后向酶解液中加入酸性蛋白酶酶解，酶解完成后过滤，滤液经灭酶后得到氨基酸液肥；所述的复合酶包括角蛋白酶和氨基酸肽酶。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的复合酶包括角蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶和氨基酸肽酶。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的复合酶按酶活占比计，包括角蛋白酶34～66％、碱性蛋白酶5～56％、中性蛋白酶5～56％和氨基酸肽酶5～56％。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的复合酶按酶活占比计，包括角蛋白酶45.6％、碱性蛋白酶11.8％、中性蛋白酶11.6％和氨基酸肽酶31.0％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的羽毛粉是将废弃羽毛除杂洗净，经高温蒸煮或亚硫酸钠处理后，经风干或烘干，然后粉碎碾磨，得到羽毛粉。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红惠，谢小林，周莲，陈美标，姚青，
申请(专利权)人：广东省微生物研究所广东省微生物分析检测中心，广东博沃特生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44