饲用胶原蛋白粉的制备及研究进展.pdf

饲用胶原蛋白粉的制备及研究进展 王? 秀? 李春华? 曹河源 ( 山东省无棣县畜牧局, 山东无棣 251900) 摘要? 饲用胶原蛋白粉是以制革的残次皮料、 皮边角料等副产物为原料, 运用物理、 化学或生物技术方法处 理得到的蛋白质产品。饲料用胶原蛋白粉是一种新型的饲料蛋白质添加剂, 具有很高的营养价值, 在动物生产 中具有很好的应用效果。 关键词? 饲用胶原蛋白粉; 制备; 研究 ? ? 饲用胶原蛋白粉是以制革的残次皮料、 皮边角 料等副产物为原料, 运用物理、 化学或生物技术方法 处理得到的蛋白质产品。制革厂鞣革后匀削和剪裁 产生的固体废弃物统称为鞣革废渣, 其干物质的主 要成分为胶原蛋白。我国每年鞣革废渣的产量高达 30 万 t( 蒋挺大和张春萍, 2001) , 除部分用作明胶和 再生革的原料外, 大部分未得到利用, 这既浪费资 源, 也易对环境造成污染( 鞣革废渣中含铬) 。制革 厂的废皮经水解处理, 脱除有毒元素铬提取到的水 解胶原蛋白, 氨基酸种类齐全, 可用作饲料蛋白质营 养添加剂, 替代或部分替代进口鱼粉, 用于混、 配合 饲料的生产, 具有较好的饲喂效果和经济效益( 冯晓 亮和宣晓君, 2001) 。 1 ? 饲料用胶原蛋白粉的制备 制革边角料是生产饲料用胶原蛋白粉的主要资 源之一。它分两大类: 一类是未经铬鞣的生皮边角 料, 可用热喷法作饲料开发; 另一类是经铬鞣的熟皮 边角料, 既铬革渣, 对其作饲用开发, 技术要求相对 较高。国内大都采用碱水解工艺, 通过碱水解一方 面完成脱铬处理( 徐子伟等, 1996) 。 1. 1? 生皮边角料制备胶原蛋白粉 生皮边角料中的胶原蛋白为硬蛋白类, 不易被 动物消化利用, 粗蛋白质酶解消化率仅 10% 左右。 用热喷法进行法进行加工, 可使原来极为牢固的胶 原蛋白超螺旋结构松散、 解链成多肽、 寡肽或氨基 收稿日期: 2008?12 ?22 王? 秀, 女, 1978 年生, 本科, 助理畜牧师。 22 金桩. 活性酵母饲料对迪卡鸡育成期的饲喂效果研究 J . 饲 料工业, 2003( 3) : 32. 23 GARY RJ, T AYLOR C, WILLIAMS M . Effects of probiotics and prebiotics on blood lipids J . British Journal of Nutrition, 1998, 80( 12) : 225 ?230. 24 KOHMOTO T, FU JUI F, T AKAKU H, et al. Dose response test of isonalto oligosaccharides for increasing faecal bifidbacte? ria J . Agric. Biol. Chem. , 1991( 55) : 2157 ?2159. 25 刘观忠, 安胜英, 姜国均, 等. 酵母培养物对蛋雏鸡肠壁结构及 免疫机能的影响 J . 中国畜牧兽医, 2005, 32( 2) : 10 ?12. 26T EET ER R. Effect of yeast culture in broiler chicks under heat stress and nonspecific antigen challenge C . Diamond V Research Report ?XA9367, 1993. 27 岳支华, 曾建民. 酵母细胞壁( PR2500) 及其在养殖生产中的作 用 J . 中国水产, 2000( 5) : 68?69. 28 DEVEGOWDA G, ARAVINDA BIR, MORTON G. Biotech? nology in the Feed Industry. Proceeding s of Alltech s T hir? teenth Annual Symposium M . Nottingham University Press, 2000, 205?215. 29 PRASADA R T , REDDY G V N, REDDY A R, et al. Efficacy of adsorbents to reduce the affect of ochratoxin in broilers J . Indian journal of animal nutrition, 2004, 21( 3) : 184?187. 30 孟繁伊, 黄权, 高峰, 等. 酵母培养物在动物营养方面的研究进 展及应用 J .北华大学学报( 自然科学版) , 2004( 1) : 70 ?74. ?61?养殖与饲料 2009 年第 4 期专论综述 酸, 使其易被消化吸收( 王博, 1994) 。热喷法制备胶 原蛋白粉过程如下: 原料在含有 1% 盐酸和 1. 8% 硫酸铵的脱灰液中浸泡 1 d, 其间间隔电动搅拌( 60 r/ min) , 然后用流水冲洗 20 min; 上述处理后的原料 加入预热过的压力速将超螺旋结构松散、 解链成多 肽、 寡肽或氨基酸, 使其易被消化吸收( 王博, 1994) 。 热喷法制备胶原蛋白粉过程如下: 原料在含有 1% 盐酸和 1. 8% 硫酸铵的脱灰液中浸泡 1 d, 其间间隔 电动搅拌( 60 r/ min) , 然后用流水冲洗 20 min; 上述 处理后的原料加入预热过的压力罐中, 0. 4 MPa压 力下处理 30 min, 然后迅速将压力增加到 0. 7 Mpa, 2 min 后打开排料气阀, 将物料喷放; 热喷出的物料 减压干燥; 粉碎后得到胶原蛋白粉。上述方法不需 要进行脱铬工序, 生产周期短, 产品产出率高( 徐子 伟等, 1996) 。 1. 2? 熟皮边角料制备胶原蛋白粉 熟皮边角料大约含有 90% 蛋白质( 以干物质计 算) 3% 6%的铬。三价铬在皮革鞣制过程中与胶 原蛋白的活性基因结合牢固, 在相邻肽键之间生成 许多新的交联键。熟皮边角料的处理首先是通过水 解破坏这些交联键, 使铬和胶原蛋白解离, 同时使胶 原蛋白的螺旋解链, 生成多肽及复合氨基酸( 冯晓亮 和宣晓君, 2001) 。熟皮边角料制备胶原蛋白粉方法 有酸水解法和碱水解法。 酸水解法主要使用无机强酸, 如盐酸和硫酸。 水解液用氢化钙、 氧化钙或碳酸钠中和, 使三价铬离 子沉淀, 然后过虑、 真空浓缩、 喷雾干燥制得。由于 酸水解法制备胶原蛋白粉时, 三价铬离子不易完全 脱出, 而且对胶原的损伤严重, 难以获得较高质量的 产品, 所以一般不采用。 碱水解法通常使用碳酸钠、 氢氧化钠等作为退 鞣剂, 使三价铬离子形成沉淀脱除。制备过程如下 ( 刘媛和张志胜, 2005) : 废皮料在碱性条件下水解, 压力 0. 39 Mpa, 时间 60 min, 控制一定 pH 值, 沉淀 铬离子, 生产出胶原蛋白胶液; 然后进行过滤、 浓缩; 蒸发 100 min 后喷雾干燥, 得到胶原蛋白粉。高压 水解是较为成熟的除铬方法, 因为高压条件下能够 加快水解速度, 有利于铬与蛋白质化学链的断裂; 若 低压水解, 水解时间过长, 会降低皮革中相邻肽键与 肽键之间的胶链破坏, 降低氨基酸的含量。因此, 在 水解加工过程中, 一定要掌握好时间、 温度、 压力, 方 可制出优质水解胶原蛋白粉。 2 ? 饲料用胶原蛋白粉的营养成分 饲料用胶原粉是一种新型的饲料蛋白添加剂, 具有很高的营养价值, 其蛋白质含量高, 富含 18 种 以上氨基酸, 含有钙、 磷、 铁、 锰硒等矿物质元素。饲 料用胶原蛋白粉含粗蛋白质 50% 以上, 为米黄色的 粉末, 并带有芳香味( 蒋挺大和张春萍, 1994) 。饲料 用胶原蛋白粉在动物生产中的应用。欧秀琼等 ( 2000) 研究表明, 水解胶原蛋白粉可部分或全部替 代生长肥育猪日粮中的鱼粉或豆粕, 但添加比例不 能超过 6%, 当含量达 8% 时则显著降低生产性能及 日粮消化率, 增加饲养成本。 在鸡饲料中添加胶原蛋白粉, 可降低有害物质 含量, 改善饲料风味, 提高饲料转化率。马翠然 ( 1998) 试验表明: 用 4% 胶原蛋白粉代替 2% 鱼粉、 2%豆粕, 对产蛋率、 蛋重无显著影响, 而饲料成本下 降。因此, 把胶原蛋白粉为鸡饲料应用, 可大大提高 经济效益。冷向军等( 2005) 分别用 2% 和 4% 的胶 原蛋白粉替代重量的鱼粉饲养异育银鲤, 结果表明 各组间鱼体增重率无显著差异( P 0. 05) 。 3 ? 饲料用胶原蛋白粉使用中存在的问 题 ? 由于胶原蛋白粉的来源、 加工工艺和原料配比 的差异, 产品的营养成分及饲用价值也不相同, 且皮 料在加工过程中不仅要接触许多化学物质, 且皮料 在加工过程中