一種廢棄蝦頭水相加氫制備氨基酸螯合亞鐵的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種廢棄蝦頭水相加氫制備氨基酸螯合亞鐵的方法。
【背景技術】
[0002]Fe元素是動物體所必需的營養元素之一，直接參與機體的生理和生化功能，但一 直存在難吸收、利用率低等缺點。例如，若添加無機鹽形式的Fe，由于與有機體的拮抗作用 明顯，會嚴重影響吸收效果，甚至會產生副作用。Fe元素該以何種形式添加到飼料中或應用 到農業中，已成為最近十多年來的研究重點。
[0003]Fe元素被氨基酸螯合后，生成了穩定常數適中的螯合物，得到氨基酸鐵，金屬離子 在配位氨基酸的保護下，可有效地抵御其它雜質離子與Fe生成難溶的無機鹽。同時，由于 氨基酸和有機體蛋白具有良好親和性和相容性，Fe元素和有機體之間的排斥或拮抗作用大 大降低，吸收率與無機鹽的Fe相比大幅提高，更加利于生物有機體的吸收和消化代謝。此 外，二價鐵由于具有還原性，和三價鐵相比，二價鐵進入有機體后更具生理活性。但是一般 情況下，二價鐵暴露在空氣中會被緩慢氧化成三價鐵，因此，用氨基酸復配制備的氨基酸螯 合鐵一般是三價和二價鐵的混合物，所以，如何制備高純度氨基酸亞鐵屬于行業難題。
[0004] 目前，常見的制備氨基酸螯合亞鐵的方法主要包括以下幾種：堿水解法：氨基酸 先與堿反應，再與二價鐵鹽反應得到氨基酸螯合亞鐵，反應條件苛刻，反應時間長，且生成 的氨基酸螯合亞鐵在水中的溶解性不佳，不利于吸收消化；酶解法：反應周期長、氨基酸濃 度低；酸解法：產品螯合率低、穩定性差。
[0005] 本發明的目的在于提供一種簡單、經濟、高效的制備氨基酸螯合亞鐵的方法。本發 明以廢棄蝦頭為原料，通過液氮的冷凍硬化作用將蛋白粉碎至粒徑小于75μm的粉末，再 通過水相加氫法制備氨基酸螯合亞鐵，整個催化加氫過程在氫氣氣氛下進行，得到亞鐵含 量極尚的氣基酸整合亞鐵，廣品質好、純度尚、^?價鐵尚子含量占鐵尚子總量的98%以上。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種廢棄蝦頭水相加氫制備氨基酸螯合亞鐵的方法。
[0007] 本發明所采取的技術方案是： 一種廢棄蝦頭水相加氫制備氨基酸螯合亞鐵的方法，包括以下步驟： 1) 將蝦頭剪切破碎，進行壓模，得到蛋白顆粒； 2) 將蛋白顆粒加入液氮中冷凍處理10~30分鐘，再將蛋白顆粒粉碎，得到蛋白粉； 3) 將蛋白粉、水和催化劑加入反應釜，密封除氧，充入氫氣至釜內壓力為2~3MPa，升 溫至120~160°C，反應15~20小時，得到水溶性氨基酸螯合亞鐵。
[0008] 步驟1)中所述壓模的壓力為10~15MPa。
[0009] 步驟2)中所述液氮的體積為蛋白顆粒總體積的1~3倍。
[0010] 步驟2)中所述蛋白粉的粒徑小于75μm。
[0011] 步驟3)中所述催化劑的質量為蛋白粉質量的0. 2%~0. 5%。
[0012] 步驟3 )中所述催化劑為無水硫酸亞鐵、硫酸鐵、氯化亞鐵、氯化鐵、硝酸鐵、硝酸亞 鐵中的至少一種。
[0013] 步驟3)中所述水的質量為蛋白粉質量的2~3倍。
[0014] 本發明的有益效果是： (1) 先對廢棄蝦頭進行液氮冷凍處理，再進行粉碎，可以實現廢棄蝦頭的高度粉碎； (2) 在催化劑的作用下，蛋白質發生氫化裂解反應，蛋白質肽鍵斷裂形成短肽或氨基 酸，再與Fe2+絡合，得到高品質、高純度的氨基酸螯合亞鐵，避免了常規酸或堿水解產生的 諸多副反應和污染導致產物品質不高的問題； (3) 本發明通過氫化降解廢棄蝦頭制備氨基酸螯合亞鐵，氫氣氣氛可以避免二價鐵離 子被氧化，充分保護了二價鐵，產物中鐵價幾乎全為二價，得到的幾乎全是氨基酸螯合亞 鐵； (4) 本發明的氨基酸螯合亞鐵可用于優質飼料添加劑、高效葉面肥或沖施肥、土壤改良 劑等。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0016]一種廢棄蝦頭水相加氫制備氨基酸螯合亞鐵的方法，包括以下步驟： 1) 將蝦頭剪切破碎，進行壓模，得到蛋白顆粒； 2) 將蛋白顆粒加入液氮中冷凍處理10~30分鐘，再將蛋白顆粒粉碎，得到蛋白粉； 3) 將蛋白粉、水和催化劑加入反應釜，密封除氧，充入氫氣至釜內壓力為2~3MPa，升 溫至120~160°C，反應15~20小時，得到水溶性氨基酸螯合亞鐵。
[0017] 優選的，步驟1)中所述壓模的壓力為10~15MPa。
[0018] 優選的，步驟2)中所述液氮的體積為蛋白顆粒總體積的1~3倍。
[0019] 優選的，步驟2)中所述蛋白粉的粒徑小于75μπι。
[0020] 優選的，步驟3)中所述催化劑的質量為蛋白粉質量的0. 2%~0. 5%。
[0021] 優選的，步驟3)中所述催化劑為無水硫酸亞鐵、硫酸鐵、氯化亞鐵、氯化鐵、硝酸 鐵、硝酸亞鐵中的至少一種。
[0022] 進一步優選的，步驟3)中所述催化劑為無水硫酸亞鐵。
[0023] 優選的，步驟3)中所述水的質量為蛋白粉質量的2~3倍。
[0024] 本發明的工藝流程圖如圖1所示，本發明的工藝主要包括：廢棄蝦頭的剪切破碎 和壓模(粗粉)、蛋白顆粒的液氮冷脆處理和高速粉碎(細粉)、蛋白粉的氫化降解和與Fe2+螯 合。
[0025]下面結合具體實施例對本發明作進一步的解釋和說明。
[0026] 實施例1: 將200g曬干的廢蝦頭剪切破碎，然后在lOMPa壓力下壓模，制成蛋白顆粒，將蛋白顆粒 倒入3倍體積的液氮中冷凍處理10分鐘，再將蛋白顆粒取出放入粉碎機中粉碎，得到粒徑 小于75μm的蛋白粉。
[0027]將蛋白粉加入到500g水中，攪拌均勾，加入到1L的加氫反應釜中，再加入0. 4g 無水硫酸亞鐵，密封好反應釜，用高純氮氣置換出釜中的空氣，然后充入氫氣至釜中壓力為 2MPa，緩慢升溫至120°C，反應20小時，得到水溶性氨基酸螯合亞鐵。經測定，產物中Fe2+含 量占總鐵含量的99. 75%。產物所含氨基酸種類、含量及各氨基酸占氨基酸總量的比例如表 1所示。
[0028] 表1實施例1的產物所含氨基酸種類、含量及各氨基酸占氨基酸總量的比例
實施例2: 將l〇〇g曬干的廢棄蝦頭破碎，然后在12MPa壓力下壓模，制成蛋白顆粒，將蛋白顆粒倒 入2倍體積的液氮中冷凍處理20分鐘，再將蛋白顆粒取出放入粉碎機中粉碎，得到粒徑小 于75μπι的蛋白粉。
[0029]將蛋白粉加入到300g水中，攪拌均勻，加入到1L的加氫反應釜中，再加入0. 35g 無水硫酸亞鐵，密封好反應釜，用高純氮氣置換出釜中的空氣，然后充入氫氣至釜中壓力為 2. 5MPa，緩慢升溫至140°C，反應17小時，得到水溶性氨基酸螯合亞鐵。經測定，Fe2+含量 占總鐵量的99. 27%。產物所含氨基酸種類、含量及各氨基酸占氨基酸總量的比例如表2所 不。
[0030] 表2實施例2的產物所含氨基酸種類、含量及各氨基酸占氨基酸總量的比例
實施例3: 將200g曬干的廢蝦頭破碎，然后在15MPa壓力下壓模，制成蛋白顆粒，將蛋白顆粒倒 入等體積的液氮中冷凍處理30分鐘，再將蛋白顆粒取出放入粉碎機中粉碎，得到粒徑小于 75μm的蛋白粉。
[0031] 將蛋白粉加入到400g水中，攪拌均勻，加入到1L的加氫反應釜中，再加入lg無水 硝酸鐵，密封好反應釜，用高純氮氣置換出釜中的空氣，然后充入氫氣至釜中壓力為3MPa， 緩慢升溫至160°C，反應15小時，得到水溶性氨基酸螯合亞鐵。經測定，Fe2+占總鐵量的 99. 07%。產物所含氨基酸種類、含量及各氨基酸占氨基酸總量的比例如表3所示。
[0032] 表3實施例3的產物所含氨基酸種類、含量及各氨基酸占氨基酸總量的比例
注：表1~表3中各氨基酸占氨基酸總量的比例為四舍五入的結果，故其加和不一定剛 好為100%。
[0033] 上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種廢棄蝦頭水相加氫制備氨基酸螯合亞鐵的方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 將蝦頭破碎，進行壓模，得到蛋白顆粒； 2) 將蛋白顆粒加入液氮中冷凍處理10~30分鐘，再將蛋白顆粒粉碎，得到蛋白粉； 3) 將蛋白粉、水和催化劑加入反應釜，密封除氧，充入氫氣至釜內壓力為2~3MPa，升 溫至120~160°C，反應15~20小時，得到水溶性氨基酸螯合亞鐵。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1)中所述壓模的壓力為10~15MPa。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟2)中所述液氮的體積為蛋白顆粒總 體積的1~3倍。4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟2)中所述蛋白粉的粒徑小于75 μm。5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟3)中所述催化劑的質量為蛋白粉質 量的0. 2%~0. 5%。6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟3)中所述催化劑為無水硫酸亞鐵、 硫酸鐵、氯化亞鐵、氯化鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵中的至少一種。7. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟3)中所述水的質量為蛋白粉質量的 2~3倍。
【專利摘要】本發明公開了一種廢棄蝦頭水相加氫制備氨基酸螯合亞鐵的方法。該方法包括以下步驟：1）蝦頭的剪切破碎和壓模，得到蛋白顆粒；2）將蛋白顆粒加入到液氮中冷凍處理，再進一步粉碎，得到蛋白粉；3）將蛋白粉、水和催化劑加入反應釜，密封除氧，充入氫氣，氫化降解，得到水溶性氨基酸螯合亞鐵。本發明通過氫化降解制備氨基酸螯合亞鐵，氫氣氣氛可以有效避免二價鐵離子被氧化，充分保護了二價鐵，產物中鐵價幾乎全為二價，得到的幾乎全是氨基酸螯合亞鐵，產物品質好、純度高，避免了常規酸或堿水解產生的諸多副反應和污染導致產物品質不高的問題。本發明的氨基酸螯合亞鐵可用于優質飼料添加劑、高效葉面肥或沖施肥、土壤改良劑等。
【IPC分類】A23K10/40, C09K17/14, A23K10/10
【公開號】CN105309776
【申請號】CN201510751129
【發明人】王榮輝
【申請人】湛江市博泰生物化工科技實業有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月5日