用于生产高度可消化的水解角蛋白材料的改进方法技术

本发明专利技术涉及一种用于优选地由羽毛、毛发、羊毛、蹄或指/趾甲生产高度可消化的、部分水解的角蛋白材料的方法，该方法包括以下步骤：(1)在加热的水解器中且在介于约2巴与约100巴之间的压力下，在水的存在下水解角蛋白材料，以获得部分水解的角蛋白材料；(2)将步骤(1)的部分水解的角蛋白材料预干燥，以获得具有约50重量％或更高、优选介于60

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产高度可消化的水解角蛋白材料的改进方法


[0001]本专利技术涉及一种用于生产高度可消化的水解角蛋白材料诸如羽毛粉或毛发粉的改进方法。

技术介绍

[0002]动物羽毛、毛发、羊毛、蹄、指/趾甲等是角蛋白材料的来源。这种角蛋白材料通常是来自家禽、猪、牛、羊等的副产物，其蛋白质含量高，但是大部分蛋白质本身是不可消化的，例如低至仅20％的蛋白质是可消化的。家禽羽毛通常含有大约80％至90％的β
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角蛋白形式的蛋白质。角蛋白含有量相对高的在蛋白质中导致交联的半胱氨酸。与(二)
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硫醚桥的高度交联是为什么例如羽毛中的大部分蛋白质不可消化的原因。因此，必须切割角蛋白，然后其蛋白质含量才可以被动物消化(McCasland和Richardson 1966,Poult.Sci.,45:1231
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1236；Moran等人1966Poult.Sci.,45:1257
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1266)。因此，水解的羽毛可以提供可消化的蛋白质和氨基酸的宝贵来源。因此，羽毛水解物(即水解的羽毛)可以以多种方式使用，诸如在动物饲料、宠物食品和水产饲料中。
[0003]本领域已知用于加工羽毛或毛发以增加可消化性并允许其用作饲喂家禽和家畜的蛋白质来源的方法。通常，此类方法包括使用水解来破坏角蛋白蛋白质中的硫醚桥，并将所得水解蛋白掺入饲料中。加工含角蛋白的原料的常用方法又分为1)水热和加压处理方法，2)酸、碱和/或酶促水解方法或3)它们的组合。
[0004]用于生产部分水解的角蛋白材料诸如羽毛粉的几种方法是本领域已知的；包括US5772968、US4286884、US4172073和EP 2832236。
[0005]角蛋白材料通常不完全水解成单氨基酸以改善可消化性。来自角蛋白材料的部分水解的所得材料部分不溶于水，并且可包含液体(溶解的)和固体(不溶性材料)的混合物。通常，随后将所得产品干燥以获得固体产品。根据例如胃蛋白酶和/或回肠消化率测试，干燥可赋予材料可消化性。
[0006]目前程序的缺点，诸如热敏氨基酸和多肽的降解以及所得产品的相对低的可消化性，已导致对不需要苛刻处理条件的角蛋白材料的经济新水解方法的持续兴趣。
[0007]WO2015/014860描述了一种方法，其中干燥步骤优选在减压下进行，以便保持干燥温度低，使得羽毛粉在干燥期间几乎不发生降解。
[0008]WO2017/121897描述了一种方法，其中通过同时干燥和研磨部分水解的角蛋白材料来进行干燥步骤。
[0009]细川密克朗集团(Hosokawa Micro Group)的宣传册《功能蛋白(Functional Proteins)》公开了一种空气湍流磨机及使用它的一些优点。其公开了干燥器是喷雾干燥器和其他干燥器的更经济的替代方案。

技术实现思路

[0010]本专利技术的一个目的是提供一种用于以有效工艺生产部分水解的角蛋白材料的改
进方法，该角蛋白材料具有非常高的可消化性并且具有高营养价值，同时具有良好的粉末特性。
[0011]本专利技术的这个目的是通过优选地由羽毛、毛发、蹄、羊毛或指/趾甲生产可消化的、部分水解的角蛋白材料的方法实现的，该方法包括以下步骤：
[0012](1)在加热的水解器中且在介于约2巴与约100巴之间的压力下，在水的存在下水解角蛋白材料，以获得部分水解的角蛋白材料；
[0013](2)将步骤(1)的部分水解的角蛋白材料预干燥，以获得具有约50重量％
[0014]或更高、优选介于50
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85重量％之间的固体含量的半干的部分水解的角蛋白材料；以及
[0015](3)将步骤(2)的半干的部分水解的角蛋白材料在空气湍流磨机中在约大气压下同时干燥和研磨，以获得干燥的部分水解的角蛋白材料；
[0016]其中优选地进行步骤(2)和(3)，使得由步骤(2)和(3)引起的胃蛋白酶和/或回肠消化率的下降小于10％，和/或干燥的部分水解的角蛋白材料的胃蛋白酶和回肠消化率分别高于75％和80％；
[0017]其中所得的干燥的部分水解的角蛋白材料包含至少部分不溶性材料，并且其中如使用干粉Beckman Coulter粒度分析仪通过激光衍射所测量的那样，离开空气湍流磨机的干燥的部分水解的角蛋白材料的平均粒度(d50)介于20μm与0.7mm之间，并且d90低于1mm。
[0018]本专利技术的另一个目的是提供一种高度可消化的部分水解的角蛋白材料，其对于饲料应用而言具有改善的营养价值。
[0019]下面讨论本专利技术的这些和其他方面。
[0020]本专利技术人已经发现，在使用常规干燥器(诸如盘式干燥器、真空盘式干燥器、具有长停留时间的热空气干燥器等)干燥时，部分水解的角蛋白材料诸如羽毛粉的可消化性显著降低。特别地，令人惊讶地发现，可消化性的降低表现为与通过常规干燥器干燥的部分水解的角蛋白材料的水分含量的降低呈非线性关系。可消化性在大部分干燥阶段内保持基本上不受影响，并且在干燥的结束阶段期间迅速降低。因此，据发现，可以使用常规干燥器(诸如盘式干燥器、具有长停留时间的热空气干燥器等)从材料中除去显著量的水分而对可消化性没有影响或影响极小，条件是及时停止干燥并且残余量的水分去除是使用空气湍流磨机进行的。
[0021]本专利技术的方法具有许多优点。当与在空气湍流磨机中同时干燥和研磨相比时，在该方法的步骤(3)之前预干燥允许通过常规且更经济的干燥技术除去水分含量的大部分。然而，本专利技术的步骤(2)和(3)的组合与其中干燥仅通过在空气湍流磨机中同时干燥和研磨来进行的干燥工艺相比仍然有利地导致了期望的可消化性和粒度特性特征。
[0022]本专利技术的方法具有可以容易地改装在常规干燥器(即，表面接触干燥器，也称为搅拌式接触干燥器，诸如旋转盘式干燥器、旋转桨式干燥器、旋转管束干燥器、鼓式干燥器、搅拌式平盘干燥器等，并且在大气条件下或在真空下操作，或热空气干燥器诸如流化床干燥器、环型干燥器、转鼓式干燥器和/或带式干燥器，优选在大气条件下或在真空下操作的盘式干燥器)中进行干燥的现有常规线的优点。实际上，代替完全替换此类常规线的现有干燥设备，添加一个空气湍流磨机来完成干燥步骤就足够了。如果需要，例如为了保持干燥能力，可以向现有干燥设备添加多于一个空气湍流磨机。因此，不需要用多个空气湍流磨机来
替换此类常规线的整个现有干燥设备来保持相同的干燥能力。
[0023]此外，由于仅通过空气湍流磨机完成水分去除的最后部分，所以与通过空气湍流磨机进行完全干燥步骤时相比，需要的容量更小并且因此需要的空气湍流磨机的量(或尺寸)也更小。因此，使用本专利技术的方法改装现有的常规线更快、更简单且更经济。
[0024]此外，步骤(3)在短时间内的有效干燥产生具有优异质量属性的产品，如例如优选80％或更高或甚至82％或更高(如例如85％或更高)的胃蛋白酶消化率，以及超过85％或甚至超过90％(诸如92％或更高)的回肠消化率。此外，相对于如W本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于优选地由羽毛、毛发、羊毛、蹄或指/趾甲生产高度可消化的、部分水解的角蛋白材料的方法，所述方法包括以下步骤：(1)在加热的水解器中且在介于约2巴与约100巴之间的压力下，在水的存在下水解角蛋白材料，以获得部分水解的角蛋白材料；(2)将步骤(1)的所述部分水解的角蛋白材料预干燥，以获得具有约60重量％或更高、优选介于60
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85重量％之间的固体含量的半干的部分水解的角蛋白材料；以及(3)将步骤(2)的所述半干的部分水解的角蛋白材料在空气湍流磨机中在约大气压下同时干燥和研磨，以获得干燥的部分水解的角蛋白材料；其中优选地进行步骤(2)和(3)，使得由步骤(2)和(3)引起的胃蛋白酶和/或回肠消化率的下降小于10％，和/或所述干燥的部分水解的角蛋白材料的所述胃蛋白酶和回肠消化率分别高于75％和80％；其中所得的干燥的部分水解的角蛋白材料包含至少部分不溶性材料，并且其中如使用干粉Beckman Coulter粒度分析仪通过激光衍射所测量的那样，离开所述空气湍流磨机的所述干燥的部分水解的角蛋白材料的平均粒度(d50)介于20μm与0.7mm之间，并且d90低于1mm。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(3)的在空气湍流磨机中同时干燥和研磨所述半干的部分水解的角蛋白材料是在使得所述角蛋白材料保持在低于约90℃、优选低于约80℃温度的温度下进行的。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用常规干燥设备进行步骤(2)的所述预干燥，所述常规干燥设备包括表面接触干燥器，也称为搅拌式接触干燥器，诸如旋转盘式干燥器、旋转桨式干燥器、旋转管束干燥器、鼓式干燥器、搅拌式平盘干燥器，并且在大气条件下或在真空下操作，或热空气干燥器诸如流化床干燥器、环型干燥器、转鼓式干燥器和/或带式干燥器，优选在大气条件下或在真空下操作的盘式干燥器。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(3)的所述空气湍流磨机包括具有用于产品和气体流的适当入口和出口的腔室，其中旋转构件安装有冲击装置的堆叠，所述旋转构件能够高速旋转，并且其中优选地，定子的内壁衬有冲击构件，其中所述旋转构件以介于20
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150m/s之间的叶尖速度旋转。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中如使用CIE L*a*b颜色空间所测量的，所述干燥的部分水解的角蛋白材料具有均匀的乳白色，其中所述角蛋白材料的(L)值为约50或更高，优选54或更高，并且更优选约60或更高，并且/或者其中(b)值为约10或更高，优选约12或更高，并且更优选约14或更高。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述干燥的部分水解的角蛋白材料具有使用干粉Beckman Coulter粒度分析仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：泰森德洛集团公司，
类型：发明
国别省市：