一種利用酶解法肝素吸附殘液生產(chǎn)腸膜蛋白粉的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用酶解法肝素吸附殘液生產(chǎn)腸膜蛋白粉的方法，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法是以提取肝素后所得的吸附殘液為原料，經(jīng)膜過(guò)濾后獲得清液和濃縮液，清液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后分離去除NaCl，剩余脫鹽母液再與膜過(guò)濾濃縮液混合，經(jīng)過(guò)輔料調(diào)配后干燥制成腸膜蛋白粉成品。本發(fā)明方法可用于腸衣?肝素廢水的凈化處理和資源化回收利用，不僅克服了高COD、高鹽含量的酶解法肝素吸附殘液的廢水污染問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)回收高附加值的腸膜蛋白粉、NaCl等副產(chǎn)物，增加腸衣?肝素生產(chǎn)企業(yè)的額外收益。
【專利說(shuō)明】
一種利用酶解法肝素吸附殘液生產(chǎn)腸膜蛋白粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用酶解法肝素吸附殘液生產(chǎn)腸膜蛋白粉的方法，屬于環(huán)境保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 腸衣-肝素加工廢水是在腸衣加工、肝素提取過(guò)程中產(chǎn)生的污染物。目前，國(guó)內(nèi)肝 素提取有鹽析法和酶解法兩種工藝。鹽析法是將腸粘膜加鹽、加堿調(diào)PH，升溫至50°C左右保 溫使肝素溶解轉(zhuǎn)移到水中，然后升溫至95°C使腸膜蛋白凝固，再分離得到副產(chǎn)物腸膜渣(或 稱腸膜蛋白），分離得到的清液再經(jīng)樹(shù)脂吸附、解析、醇沉、烘干等步驟得到肝素。酶解法是 將腸粘膜加鹽、加堿調(diào)PH、加蛋白酶，升溫至50°C左右保溫使腸粘膜酶解得到酶解液，酶解 液再經(jīng)滅酶、樹(shù)脂吸附、解析、醇沉、烘干等步驟得到肝素。和鹽析法比較，酶解法具有肝素 收率高、廢水量少、食鹽消耗低等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用。但由于酶解法添加蛋白酶水解，無(wú) 副產(chǎn)物腸膜渣(腸膜蛋白）產(chǎn)出，同時(shí)肝素吸附殘液的C0D高達(dá)40000mg/L以上，內(nèi)含2%以上 的食鹽，廢水治理難度大。
[0003] 對(duì)于鹽析法獲得的副產(chǎn)物腸膜渣(腸膜蛋白），可以直接或烘干后出售，也可以進(jìn) 一步加工。專利200710168967.0公開(kāi)了"功能性飼料蛋白腸膜蛋白粉的制備方法"，其原料 為豬腸粘膜或其提取肝素后的下腳料，提取肝素后的下腳料即腸膜渣而并非是肝素吸附殘 液;專利201210549208.X公開(kāi)了 "一種腸膜蛋白質(zhì)加工新工藝"，所用原料是腸膜蛋白，該原 料實(shí)質(zhì)上是鹽析法提取肝素后的腸膜渣。在專利一種腸膜蛋白粉的生產(chǎn)加工工藝 (201410291382.8)中，明確指出生產(chǎn)原料為豬腸粘膜或提取肝素后的殘?jiān)?br>[0004] 酶解法肝素提取工藝中，腸粘膜蛋白被蛋白酶分解成多肽、小肽以及氨基酸，吸附 肝素后的吸附殘液含有豐富的肽、氨基酸等有機(jī)物，其濃度在1-4% (w/v)之間，同時(shí)吸附殘 液中還含有2-4% (w/v)的食鹽。由于酶解法肝素吸附殘液含鹽量高，難以簡(jiǎn)單濃縮、干燥做 成飼料添加劑。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于酶解法肝素吸附殘液多采用物化、生化或兩者相結(jié)合的方 法，如電解-微濾、混凝、膜過(guò)濾、序批式活性污泥發(fā)(SBR)、厭氧一好氧二步法等，這些方法 存在投資大、處理成本高、處理時(shí)間長(zhǎng)等不足，而且造成大量蛋白資源的浪費(fèi)；因此，迫切需 要一種既能回收利用蛋白資源、投資小、處理成本低，又能消除肝素加工廢水污染的方法。
[0005] 目前，有報(bào)道采用納濾對(duì)除雜后的肝素殘液進(jìn)行脫鹽脫水，再用動(dòng)物蛋白酶酶解， 加載體后噴霧干燥獲得腸膜蛋白粉。從工藝過(guò)程描述來(lái)分析，該工藝中涉及的肝素殘液應(yīng) 該是鹽析法提取肝素后的廢液，鹽析法中80%以上的腸膜蛋白在腸膜渣中，僅不足20%的 腸膜蛋白分散在肝素殘液中，因而提取能耗很大；另一方面，實(shí)踐表明，采用納濾脫鹽脫水 過(guò)程中，肝素殘液中小分子量的小肽、氨基酸透過(guò)納濾膜隨鹽水流失，也就是說(shuō)該方法對(duì)肝 素殘液中的大分子量蛋白質(zhì)回收率低，同時(shí)飼喂的功效差。也有報(bào)道采用樹(shù)脂吸附、過(guò)濾后 的濾液經(jīng)濃縮、干燥后獲得腸膜蛋白粉的方法，但生產(chǎn)的腸膜蛋白粉中含有大量食鹽(超過(guò) 50%)，在斷奶初期的幼崽飼料中能摻入的腸膜蛋白粉的比例極低，不能發(fā)揮腸膜蛋白粉的 功效，導(dǎo)致該蛋白粉沒(méi)有實(shí)際使用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服以上問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)腸衣-肝素企業(yè)的清潔生產(chǎn)，在削減環(huán)境污染的同時(shí)，通 過(guò)回收腸膜蛋白粉增加經(jīng)濟(jì)收益，本發(fā)明提供了一種利用酶解法肝素吸附殘液生產(chǎn)腸膜蛋 白粉的方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種利用酶解法肝素吸附殘液生產(chǎn)腸膜蛋白粉的方法，所述 方法包括如下步驟：
[0008] (1)提取肝素后所得的吸附殘液用膜進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后得到清液和濃縮液；
[0009] (2)將步驟（1)所得清液經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮14-22倍，使清液中溶解的NaCl結(jié)晶析 出，得到含晶體NaCl的濃縮物料；
[0010] (3)將步驟(2)所得濃縮物料經(jīng)固液分離后去除NaCl結(jié)晶，得到脫鹽母液；
[0011] (4)將步驟(3)所得脫鹽母液與步驟(1)所得濃縮液混合均勻；
[0012] (5)向步驟(4)所得混合液中添加適量輔料進(jìn)行調(diào)配，然后干燥得到腸膜蛋白粉成 品。
[0013] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（1)中的吸附殘液是指腸粘膜經(jīng)過(guò)蛋白酶 酶解、吸附法提取肝素后排放的廢水。
[0014] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（1)中的膜是指微濾膜或超濾膜，優(yōu)選孔徑 0.45μπι的微濾膜或截留分子量10萬(wàn)道爾頓的超濾膜。
[0015] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟（1)中的膜過(guò)濾操作，當(dāng)過(guò)濾至濃縮液中總 固形物濃度多15% (w/v)時(shí)，膜過(guò)濾結(jié)束。
[0016] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(2)中的蒸發(fā)濃縮是指多效蒸發(fā)或單效蒸 發(fā)，或先多效蒸發(fā)后單效蒸發(fā)。采用多效蒸發(fā)方式時(shí)的濃縮倍數(shù)為14-22倍;采用先多效蒸 發(fā)后單效蒸發(fā)方式時(shí)，先多效濃縮8-12倍，后單效濃縮1.5-2.5倍，總濃縮倍數(shù)仍然為14-22 倍。
[0017] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，步驟（2)中所述的多效蒸發(fā)指二效、三效或四效蒸 發(fā);采用多效蒸發(fā)時(shí)，要求第一效蒸發(fā)溫度<95°C;采用單效蒸發(fā)時(shí)，蒸發(fā)溫度<80°C。
[0018] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(3)中的固液分離是采用臥螺沉降式離心 機(jī)或錐藍(lán)式離心機(jī)離心分離。
[0019] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(3)中的固液分離得到的NaCl晶體可以用 少量步驟（1)得到的清液洗滌以提高副產(chǎn)物 NaCl晶體的純度，洗滌液和未用于洗滌的清液 合并;洗滌用膜濾清液的用量可以為NaCl晶體質(zhì)量的0.2-1倍。
[0020] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(5)中的調(diào)配用輔料為糊精、變性淀粉、豆 柏中的一種或兩種，具體添加量根據(jù)混合液的蛋白質(zhì)含量而定，要求調(diào)配后混合液干物質(zhì) 中的蛋白質(zhì)含量彡50% (w/w)。
[0021] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述步驟(5)中的干燥是采用滾筒刮板式干燥或噴 霧干燥。
[0022]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述采用滾筒刮刀干燥時(shí)干燥溫度為102-110°C，干 燥產(chǎn)物為薄片狀，再次粉碎成細(xì)粉狀;采用噴霧干燥干燥時(shí)控制進(jìn)風(fēng)溫度180-220°C，出風(fēng) 90-110°C，干燥產(chǎn)物即為細(xì)粉狀。
[0023] 和已有技術(shù)比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0024] 1、采用微濾或超濾等膜過(guò)濾方式對(duì)酶解法肝素吸附殘液進(jìn)行預(yù)處理，膜濾所得到 的清液呈淡黃色，清澈透明，為后續(xù)NaCl的蒸發(fā)結(jié)晶、分離創(chuàng)造了良好的條件；
[0025] 2、本發(fā)明吸附殘液中有機(jī)物的回收率達(dá)到95%以上，全部保留了吸附殘液中水溶 性的小肽和氨基酸，其飼喂功效良好；
[0026] 3、本發(fā)明干燥獲得的產(chǎn)品，水份<6% (w/w)，NaCKlO% (w/w)，粗蛋白彡50% (w/ w)，其中粗蛋白中70%以上是無(wú)需消化就能吸收的肽;本發(fā)明的產(chǎn)品是一種優(yōu)質(zhì)的飼料添 加劑，在幼崽飼料中的添加量可達(dá)到4%以上；
[0027] 4、本發(fā)明同時(shí)回收了吸附殘液中的NaCl副產(chǎn)物，NaCl結(jié)晶呈白色，干基純度彡 90%，可配制鹽水回用于生產(chǎn)中的毛腸刮制步驟，可節(jié)約大量生產(chǎn)用食鹽；
[0028] 5、本發(fā)明蒸發(fā)凝結(jié)水無(wú)色、無(wú)味、透明，C0D在600-1000mg/L之間，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步反滲 透膜濾后的純水可回用于生產(chǎn)。
[0029] 綜上所述，本發(fā)明不僅克服了高C0D、高鹽含量的酶解法肝素吸附殘液的廢水污染 問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)回收高附加值的腸膜蛋白粉、NaCl等副產(chǎn)物，增加腸衣-肝素生產(chǎn)企業(yè)的額 外收益，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為本發(fā)明一種利用酶解法肝素吸附殘液生產(chǎn)腸膜蛋白粉的方法的工藝流程 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 本發(fā)明的利用酶解法肝素吸附殘液生產(chǎn)腸膜蛋白粉的方法的工藝流程如圖1所 示，吸附殘液經(jīng)膜過(guò)濾后獲得清液和濃縮液，清液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后分離去除NaCl，剩余 脫鹽母液再與膜過(guò)濾濃縮液混合，經(jīng)過(guò)輔料調(diào)配后干燥制成腸膜蛋白粉成品。
[0033] 某腸衣廠酶解法肝素鈉吸附殘液，總固形物含量4.95 %、有機(jī)物1.97 %、NaCl 2.50%，灰白色懸濁液。
[0034] 采用0.45μπι規(guī)格的微濾膜錯(cuò)流循環(huán)過(guò)濾肝素吸附殘液，當(dāng)濃縮液中固形物濃度達(dá) 到15 %時(shí)停止過(guò)濾，得到灰色粘稠濃縮液和透明淡黃色清液;清液進(jìn)入四效蒸發(fā)器濃縮，控 制第一效蒸發(fā)溫度95°(：，末效63°(：，濃縮18.2倍(進(jìn)料體積/出料體積）；濃縮液栗入臥螺沉 降式離心機(jī)，分離得到NaCl結(jié)晶和脫鹽母液;NaCl晶體用0.5倍的膜濾清液洗滌后再次離心 得到干基純度為93 %的副產(chǎn)物食鹽，洗滌液和未濃縮的膜濾清液合并;將脫鹽母液和膜過(guò) 濾得到的濃縮液混合，經(jīng)檢測(cè)，混合液中蛋白質(zhì)含量為68% ;向混合液中加入糊精和大豆豆 柏，混合液、糊精、大豆豆柏的調(diào)配質(zhì)量比例為1:0.4:0.68;調(diào)配前，糊精和大豆豆柏用自來(lái) 水分散，其濃度均為50% (w/v);調(diào)配混合均勻后，栗入滾筒刮刀式干燥機(jī)干燥，干燥溫度為 102°C;干燥機(jī)出來(lái)產(chǎn)品為奶黃色薄片，粉碎后包裝獲得腸膜蛋白粉產(chǎn)品；本產(chǎn)品和目前市 場(chǎng)上銷售的兩款腸膜蛋白粉產(chǎn)品（多美蛋白粉、百樂(lè)寶）的檢測(cè)結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明， 本方法獲得的產(chǎn)品，肽含量高，總蛋白中69.8%是無(wú)需消化就能吸收的肽。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] 某腸衣廠酶解法肝素鈉吸附殘液，總固形物含量4.42%、有機(jī)物1.28%、NaCl 2.77%，灰白色懸濁液。
[0037] 采用截留分子量為10萬(wàn)的超濾膜錯(cuò)流循環(huán)過(guò)濾肝素吸附殘液，當(dāng)濃縮液中固形物 濃度達(dá)到16%時(shí)停止過(guò)濾，得到灰色濃縮液和透明淺黃色清液;清液先經(jīng)四效蒸發(fā)、濃縮10 倍，此時(shí)已有鹽粒析出，轉(zhuǎn)入單效蒸發(fā)器在70-75°C溫度下繼續(xù)緩慢濃縮2.2倍(總濃縮倍數(shù) 為22倍），使NaCl結(jié)晶繼續(xù)析出并晶體長(zhǎng)大;濃縮物料趁熱栗入錐藍(lán)式離心機(jī)分離NaCl結(jié) 晶，得到脫鹽母液;離心過(guò)程中用NaCl結(jié)晶質(zhì)量0.2倍的膜濾清液在線洗滌，得到干基純度 96 %的NaCl結(jié)晶；脫鹽母液與膜濾濃縮液混合，經(jīng)檢測(cè)，混合液中蛋白質(zhì)含量為54 % ;向混 合液中加入糊精和大豆豆柏，混合液、糊精、大豆豆柏的調(diào)配質(zhì)量比例為1:0.28:0.75;調(diào)配 前，糊精和大豆豆柏用自來(lái)水分散，其濃度均為50% (w/v);調(diào)配混合均勻后，栗入噴霧干燥 機(jī)干燥，干燥進(jìn)風(fēng)溫度為210°C，出風(fēng)溫度為100°C;獲得的腸膜蛋白粉產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果如 表1所示，總蛋白中70%以上是無(wú)需消化就能吸收的肽。
[0038] 實(shí)施例3
[0039] 某腸衣廠酶解法肝素鈉吸附殘液，總固形物含量5.82%、有機(jī)物2.41 %、NaCl 3.25%，灰白色懸濁液。
[0040]采用截留分子量為10萬(wàn)的超濾膜錯(cuò)流循環(huán)過(guò)濾肝素吸附殘液，當(dāng)濃縮液中固形物 濃度達(dá)到15.1 %時(shí)停止過(guò)濾，得到灰色濃縮液和透明淺黃色清液;清液經(jīng)三效蒸發(fā)，濃縮14 倍;濃縮物料趁熱栗入臥螺離心機(jī)分離NaCl結(jié)晶，得到脫鹽母液和NaCl結(jié)晶；用NaCl結(jié)晶質(zhì) 量1倍的膜濾清液洗滌，得到干基純度96 %的NaCl結(jié)晶；脫鹽母液與膜濾濃縮液混合，經(jīng)檢 測(cè)，混合液中蛋白質(zhì)含量為60.8%;向混合液中加入糊精和大豆豆柏，混合液、糊精、大豆豆 柏的調(diào)配質(zhì)量比例為1:0.25:0.9;調(diào)配前，糊精和大豆豆柏用自來(lái)水分散，其濃度均為50% (w/v);調(diào)配混合均勻后，栗入噴霧干燥機(jī)干燥，干燥進(jìn)風(fēng)溫度為220°C，出風(fēng)溫度為90°C ;獲 得的腸膜蛋白粉產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果如表1。
[0041]表1腸膜蛋白粉質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果及與市場(chǎng)銷售產(chǎn)品的對(duì)比
[0042]
[0043] 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技 術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范 圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用酶解法肝素吸附殘液生產(chǎn)腸膜蛋白粉的方法，其特征在于，所述方法包括 如下步驟：（1)提取肝素后所得的吸附殘液用膜進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后得到清液和濃縮液；（2)將 步驟（1)所得清液經(jīng)蒸發(fā)濃縮14-22倍，使清液中溶解的NaCl結(jié)晶析出，得到含晶體NaCl的 濃縮物料；（3)將步驟(2)所得濃縮物料經(jīng)固液分離后去除NaCl結(jié)晶，得到脫鹽母液；（4)將 步驟(3)所得脫鹽母液與步驟(1)所得濃縮液混合均勻；（5)向步驟(4)所得混合液中添加輔 料進(jìn)行調(diào)配，然后干燥得到腸膜蛋白粉成品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸附殘液是指腸粘膜經(jīng)蛋白酶酶解、 吸附法提取肝素后排放的廢水。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述的膜是指微濾膜或超濾膜。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（1)中所述的膜是孔徑0.45μπι的微濾 膜或截留分子量為10萬(wàn)道爾頓的超濾膜。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中的蒸發(fā)濃縮是指多效蒸發(fā) 或單效蒸發(fā)，或先多效蒸發(fā)后單效蒸發(fā)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的固液分離是采用臥螺沉 降式離心機(jī)或錐藍(lán)式離心機(jī)離心分離。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(5)中的干燥是采用滾筒刮板式 干燥或噴霧干燥。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(5)中的調(diào)配是采用糊精、變性淀 粉、豆柏中的一種或兩種以上作為輔料進(jìn)行調(diào)配，調(diào)配后混合液的干物質(zhì)中粗蛋白的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)彡50 %。
【文檔編號(hào)】A23J1/00GK106035980SQ201610411881
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】張建華, 李永富, 張宏建, 陳旭升, 王柯
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)