[發明專利]一種菌酶聯合處理降解角蛋白類廢棄資源的方法

有效

• 申請號: 201811332921.2
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109628534B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 黃艷;鄧宇;馬詩淳
• 申請（專利權）人: 農業部沼氣科學研究所
• 主分類號: C12P21/06
• 分類號: C12P21/06;A23K10/26;A23K10/12
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明公開了一種菌酶聯合處理角蛋白類廢棄資源的方法，主要步驟如下：a.制備發酵培養基；b.將菌種接入發酵培養基制備一級種子液；c.將角蛋白類物質加入一級種子液發酵培養；d.發酵培養結束后調整反應溫度，維持2?6h；根據本發明方法，能夠充分利用角蛋白類廢棄資源，獲取蛋白氮含量較高的終產物，提高蛋白氮回收率，是實現角蛋白類廢棄資源無害化、高值化利用的有效途徑，在畜禽養殖廢棄資源利用、氨基酸生物有機肥、蛋白飼料、多肽蛋白氨基酸制備等領域具備良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于微生物技術領域，具體涉及一種菌酶聯合處理降解角蛋白類廢棄資源的方法。

背景技術

我國禽畜養殖產業發達，每年產生數量龐大的動物毛發、禽類羽毛、角、爪、蹄等廢棄角蛋白，據統計，僅羽毛廢棄物就達百萬噸。這些廢棄角蛋白通常得不到有效利用，環境污染問題日益凸顯。角蛋白富含大量營養物質，如羽毛中的粗蛋白含量通常在 80％以上，富含胱氨酸、賴氨酸、脯氨酸、絲氨酸等多種氨基酸，如果處理得當，這類廢棄物將是重要的蛋白資源庫。但是，目前僅少部分角蛋白廢棄物得到有效回收利用，絕大部分被直接丟棄，不僅造成了環境污染，也是一種資源浪費。目前，廢棄角蛋白在飼料、肥料、醫藥及化妝品等領域均有應用，開發空間巨大。

目前，大規模加工角蛋白類資源的方法主要是物理化學水解工藝(高溫高壓水解法和酸堿水解法)和生物發酵工藝。物理化學水解法可以獲得較高的蛋白質回收率，但是高溫高壓或強酸強堿會破壞部分氨基酸，導致游離氨基酸的含量極低。同時，酸堿水解法對設備要求高，且在后期的酸堿中和過程中產生大量鹽分，影響產品品質。

生物發酵工藝主要包括微生物直接發酵和酶水解兩類。微生物發酵法利用具有角蛋白酶等分泌能力的菌株對羽毛進行降解，從而獲得復合水解氨基酸。酶解法是利用特異性角蛋白酶對角蛋白物質進行降解，從而得到氨基酸類產物。與理化水解工藝比較，生物發酵工藝水解羽毛廢棄物能耗較低、污染較小，并且微生物發酵產生的酶系促使角蛋白分解為多肽和氨基酸，條件溫和，一方面減少了熱敏氨基酸的損失，另一方面可以大幅提高游離氨基酸含量。

但是生物發酵法也存在一些弊端。微生物轉化角蛋白的過程中，一方面角蛋白難以被生物降解，降解效率較低。因此角蛋白降解速率高、角蛋白酶活性高的優良菌株是實現微生物轉化角蛋白的關鍵。專利CN101372678B公開了一種角蛋白降解菌NJY1，專利CN102321553B公開了一種羽毛角蛋白厭氧降解菌株18D-TA，兩種菌株均能很好的降解角蛋白。另一方面，角蛋白降解所產生的氨基酸會被微生物持續利用，轉化為氨氮等無機氮，從而造成發酵產物中的氨基酸態氮(即氨基氮)含量低，非蛋白氮比重高，將會影響產品的品質。專利CN102326668B公開了一種利用18D-TA進行厭氧降解羽毛角蛋白的方法，該方法雖能快速降解角蛋白，但是產物中氨基酸氮含量低，可利用度不高。因此采用適當的發酵工藝，嚴格限制蛋白氮轉化為無機氮，是提升產品品質的有效途徑。本發明結合現有技術的利弊，采用菌酶聯合處理工藝，提供了一種有效轉化角蛋白廢棄物，獲取蛋白氮資源的方法。

發明內容

本發明的目的在于針對角蛋白類物質轉化為多肽蛋白、氨基酸等蛋白氮過程中轉化效率低、有機氮/無機氮比值低的問題，提供一種菌酶聯合處理降解角蛋白的方法，旨在實現角蛋白資源無害化、高值化的利用。

為實現以上目的，采用的技術方案如下：

一種菌酶聯合處理降解角蛋白類廢棄資源的方法，包括以下步驟：

a.準備待降解角蛋白類物質，并制備發酵培養基；

b.配制18D-TA菌菌液，并接種入步驟a所得發酵培養基中，制備一級發酵種子液；

c.將步驟b所得一級發酵種子液加入步驟a所述角蛋白類物質中進行二級發酵培養，所述二級發酵培養時間為0-20h；

d.所述二級發酵培養結束后，調整溫度至70-90℃進行三級發酵培養，所述三級發酵培養時間為2-6h。