一种高效制备复合氨基酸的方法技术

本发明专利技术公开一种高效制备复合氨基酸的方法，包括：取羽毛，粉碎至过40‑60目筛，采用

Method for efficiently preparing compound amino acid

The invention discloses a high-efficiency preparation method of compound amino acids including: feather, crushed to 40 by 60 mesh sieve.

【技术实现步骤摘要】
一种高效制备复合氨基酸的方法
本专利技术涉及氨基酸制备
，具体涉及一种高效制备复合氨基酸的方法。
技术介绍
我国是世界上人口最多的国家，每年消耗大量的鸡鸭鹅等禽类；2015年产生的禽类羽毛达到80万吨以上，但是这些羽毛废弃物，只有少量被制成枕芯、被垫、羽毛扇、羽毛球等，大部分被直接丢弃，不但造成水污染，产生难闻甚至有害气体，还容易导致蚊虫、细菌、病毒滋生，给人类健康造成危害。据测定，羽毛角蛋白的粗蛋白含量约在80%以上，氨基酸含量在70%以上，还含有常量元素、微量元素、维生素以及一些未知生长因子；因此羽毛角蛋白废弃物经过适当的处理具有十分广泛的用途，找到一种有效的方法，将鸡毛等废弃物转化为价值更高的产品，具有重大的现实意义。羽毛水解工业化普遍采用酸碱水解法，但该方法耗费的时间较长，耗能较高，且水解后产生大量废液，难处理，易造成二次污染。鉴于该方法的不足，市场上急需一在保护环境，节约资源的情况下将废弃羽毛有效水解成氨基酸的新方法，以供人们深度开发利用，变废为宝。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种高效制备复合氨基酸的方法，该方法集辐照处理、微波加热和离子液体三者的方法于一体，一方面利用射线对物质的电离激发使分子活化，另一方面利用离子液体对微波的较高的吸收能力以及对大分子物质的良好溶解性，大大加快了反应的速度，进而形成一种新的高效绿色的水解方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：提供一种高效制备复合氨基酸的方法，包括以下步骤：（1）取羽毛，粉碎至过40-60目筛，采用60Co-γ射线对其进行辐照；（2）将步骤（1）经辐照处理后的羽毛粉进行水解，得到第一水解液；（3）在步骤（2）得到的第一水解液中加入离子液体，并在微波加热的条件下，继续反应5-20min，过滤，得到第二水解液；（4）调节第二水解液的pH至中性，即得到复合氨基酸。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，步骤（1）中，采用辐照处理方法时，辐照剂量为150-250KGy，辐照剂量率为20-50Gy/min。进一步，步骤（2）的具体过程为：在步骤（1）经辐照处理后的羽毛粉中加入浓度为6-8mol/L的盐酸，搅拌混合，并加热至40-70℃水解5-20min，得到第一水解液；其中，羽毛粉与盐酸的质量体积为1：5-8。进一步，步骤（3）的具体过程为：将步骤（2）得到的第一水解液置于微波反应器中，并加入所述第一水解液重量0.3%-0.7%的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐，在微波加热的条件下，继续反应5-20min，得到第二水解液；其中，微波加热功率为600-700W。进一步，步骤（4）中，加入饱和氢氧化钙溶液调节第二水解液的pH值至中性，即得到复合氨基酸。进一步，采用辐照处理方法时，辐照剂量为200KGy，辐照剂量率为25Gy/min。进一步，步骤（2）的具体过程为：在步骤（1）经辐照处理后的羽毛粉中加入浓度为6mol/L的盐酸，搅拌混合，并加热至50℃水解8min，得到第一水解液；其中，羽毛粉与盐酸的质量体积为1：5。将步骤（2）得到的第一水解液置于微波反应器中，并加入所述第一水解液重量0.5%的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐，在微波加热的条件下，继续反应8min，得到第二水解液；其中，微波加热功率为640W。采用上述制备方法得到的复合氨基酸中含有17种氨基酸。其中，辐照技术是降解高聚物的有效方法，它是利用经过60Co或37Cs产生的γ射线、X射线以及电子加速器产生的电子束等电离辐射射线作用于物质，使物质发生物理、化学以及生物学效应；经过多年的研究与应用被证明是一种清洁、高效、无污染的物理加工方法。微波加热技术因其具有节约能源和加热处理时间短等优点在许多领域得到了广泛的研究和应用；传统加热是通过辐射、对流及传导由表及里进行加热；与传统加热方式相比，微波加热具有以下特点：①高效快速而且穿透性强：微波可以直接穿透进入物料内部，对物料内外均衡加热，从而大大缩短了加热时间，节省了能源；②选择性加热：不同物料微波吸收程度不一样；一般来说，物料分子极性越强，越容易吸收微波；③加热反应快，便于控制：微波加热的时滞极短，加热与升温几乎同步；微波源由电源控制，操作便捷；④热源与加热材料不直接接触，污染较小。离子液体作为新颖的绿色溶剂有很多优点：①蒸汽压低、不挥发、不易燃；②液态范围宽、良好的导电性和较宽的电位窗口；③良好的溶解性能；室温离子液体能选择性的溶解许多无机物、有机金属化合物、高分子材料、蛋白质和酶等，是很多物质的良好的溶剂；④毒性低，可回收利用；相对于传统的有机溶剂，具有更低的环境毒性和影响，更易被回收利用，这些性质使得室温离子液体在电化学、有机合成、催化反应等领域中有着广泛的应用潜力，是二十一世纪理想的绿色溶剂。本专利技术的高效制备复合氨基酸的方法中，首先利用辐照技术对羽毛进行处理，辐照是一个能量传递的过程，它利用射线对羽毛电离激发使其分子活化，进而使羽毛发生一系列的物理、化学变化，破坏其原有的大分子结构，最终使羽毛中的物质降解、聚合、交联或变性；经过该辐照处理后，羽毛能更快地吸收微波能量，在离子液体中更好地溶解，使得整个反应时间缩短，水解率大大提高。本专利技术采用微波加热技术对经过辐照处理后的羽毛粉进行加热，在经过辐照处理使得羽毛粉分子活化从而易于吸收热量的基础上，微波加热技术对物质的加热更加高效快速而且穿透性强：微波可以直接穿透进入物料内部，对物料内外均衡加热，在辐照处理和微波加热技术相结合的基础上，大大缩短了加热时间，节省了能源。本专利技术在采用辐照处理以及微波加热的基础上，还采用离子液体对物质进行溶解，因为离子液体具有良好的溶解性能；室温离子液体能选择性的溶解许多无机物、有机金属化合物、高分子材料、蛋白质和酶等，并且还是一种毒性低、可回收利用的绿色溶剂，该离子液体的加入大大提高了溶质的溶解速度，从而进一步提高了反应速度。本专利技术的高效制备复合氨基酸的方法集辐照技术、微波加热技术和离子液体技术于一体，首先利用辐照的射线对羽毛的电离激发使分子活化，另一方面利用离子液体对微波的较高的吸收能力以及对分子物质的良好的溶解性，大大加快了反应的速度，有效地提高了水解率，是一种新型高效绿色的水解方法，具有巨大的应用前景。本专利技术首次建立了以辐照处理羽毛、微波加热结合离子液体作为微波吸收介质的废弃羽毛高效制备氨基酸水解液创新工艺，与目前工业广为使用的硫酸法相比（转化率60%），本技术转化率显著提升了20%以上；加入辐照处理，使得整个流程反应时间大大缩短，有效克服了传统水解羽毛过程中存在的水解效果不佳、水解速度缓慢、造成二次环境污染等不足；此研究可广泛运用于氨基酸的工业生产，以及氨基酸肥料的制备。具体实施方式以下对本专利技术进行详细描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1：一种高效制备复合氨基酸的方法，包括以下步骤：（1）取羽毛，干燥，粉碎至过40目筛，采用60Co-γ射线对其进行辐照，辐照剂量为200KGy，辐照剂量率为25Gy/min；（2）在步骤（1）经辐照处理后的羽毛粉中加入浓度为6mol/L的盐酸，搅拌混合，并加热至50℃水解10min，得到第一水解液；其中，羽毛粉与盐酸的质量体积为1：5；（3）将步骤（2）得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效制备复合氨基酸的方法，其特征是，包括以下步骤：（1）取羽毛，粉碎至过40‑60目筛，采用

【技术特征摘要】
1.一种高效制备复合氨基酸的方法，其特征是，包括以下步骤：（1）取羽毛，粉碎至过40-60目筛，采用60Co-γ射线对其进行辐照；（2）将步骤（1）经辐照处理后的羽毛粉进行水解，得到第一水解液；（3）在步骤（2）得到的第一水解液中加入离子液体，并在微波加热的条件下，继续反应5-20min，过滤，得到第二水解液；（4）调节第二水解液的pH至中性，即得到复合氨基酸。2.根据权利要求1所述的高效制备复合氨基酸的方法，其特征是，步骤（1）中，采用辐照处理方法时，辐照剂量为150-250KGy，辐照剂量率为20-50Gy/min。3.根据权利要求1所述的高效制备复合氨基酸的方法，其特征是，步骤（2）的具体过程为：在步骤（1）经辐照处理后的羽毛粉中加入浓度为6-8mol/L的盐酸，搅拌混合，并加热至40-70℃水解5-20min，得到第一水解液；其中，羽毛粉与盐酸的质量体积为1：5-8。4.根据权利要求1所述的高效制备复合氨基酸的方法，其特征是，步骤（3）的具体过程为：将步骤（2）得到的第一水解液置于微波反应器中，并加入所述第一水解液重量0.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：关统伟，王鹏昊，向慧平，李智强，邓奥宇，赵顺先，张习超，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51