一种降解病死动物蛋白质的方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202311095738.6 | 申请日 | 2023-08-29 |
| 公开(公告)号 | CN117126001A | 公开(公告)日 | 2023-11-28 |
| 申请人 | 成都中科绿生环境科技有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 严勃; 刘晓风; 李思宇; 傅少聪; | 第一发明人 | 严勃 |
| 权利人 | 成都中科绿生环境科技有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 成都中科绿生环境科技有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：四川省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：四川省成都市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：四川省成都市天府新区正兴街道顺圣路172号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：610000 |
| 主IPC国际分类 | C05C11/00 | 所有IPC国际分类 | C05C11/00 ; C12P21/06 ; C12P13/04 ; C12P39/00 ; C05G5/20 ; C05F1/00 ; C05F17/20 ; C12R1/25 ; C12R1/23 ; C12R1/865 ; C12R1/645 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 7 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 成都坤伦厚朴专利代理事务所 | 专利代理人 | 马红彦; |
| 摘要 | 本 发明 涉及病死动物处理和 生物 发酵 技术领域，具体涉及一种降解病死动物 蛋白质 的方法。具体技术方案为：一种降解病死动物蛋白质的方法，将病死动物 破碎 后进行高温灭菌，得固液混合物；将固液混合物进行三相分离，分离的固体和液体的混合物中加入复合酶和降解蛋白质的菌进行第一次降解；第一次降解后加入复合菌和辅料进行第二次降解。本发明所提供的方法提高了蛋白质降解率，使病死动物得到无害化和资源化。用该方法生产的产物不含氯离子，富含多肽及 氨 基酸和对 农作物 有益 微生物 的高端液体 肥料 ，既可作为有机 水 溶肥，也可作为生物刺 激素 。 | ||
| 权利要求 | 1.一种降解病死动物蛋白质的方法，其特征在于：将病死动物破碎后进行高温灭菌，得固液混合物；将固液混合物进行三相分离，分离的固体和液体的混合物中加入复合酶和降解蛋白质的菌进行第一次降解；第一次降解后加入复合菌和辅料进行第二次降解。 |
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| 说明书全文 | 一种降解病死动物蛋白质的方法技术领域背景技术[0002] 随着我国畜禽养殖业的不断发展，特别是畜牧业不断向着规模化和产业化方向发展，动物养殖规模和数量不断增加，各种疫病也呈高发趋势，每年会产生大量的死亡畜禽。如果养殖企业未能正确处理病死畜禽的尸体，将会导致大范围的水体污染和疫病传播。 [0003] 目前，我国现有的病死畜禽无害化处理技术主要包括焚烧、深埋、化制法和高温生物降解处理法等。传统病死动物无害化处理主要是采用深埋和焚烧手段，深埋不能够全面消灭病毒，还会对周围养殖环境造成巨大威胁。而焚烧虽然能够消灭动物体内的细菌和病毒，但对外界环境造成的污染十分严重，同时病死动动作为丰富的蛋白资源被白白浪费。病死动物机体的主要成分包括水分、有机物质(蛋白质、脂肪等)和矿物元素，经过无害处理过程产生的油脂和蛋白质的水解产物如液态氨基酸以及肽类活性物质等均有很好的资源再利用价值，该水解产物是一种高值化易于被作物吸收的液体肥。有一些方法将粉碎的病死动物利用酸水解并经过调节pH生产成含氨基酸以及肽类活性物质的肥料，如果采用盐酸水解的病死动物，其水解产物中含有氯离子，作为肥料时使用范围受到一定的限制。酸水解的病死动物的设备的要求高，而且腐蚀设备，还产生一些臭气。 发明内容[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种降解病死动物蛋白质的方法，提高了蛋白质降解率，使病死动物得到无害化和资源化。用该方法生产的产物不含氯离子，富含多肽及氨基酸和对农作物有益微生物的高端液体肥料，既可作为有机水溶肥，也可作为生物刺激素。在酶解和微生物降解过程中不产生臭气。 [0005] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现： [0006] 本发明公开了一种降解病死动物蛋白质的方法，将病死动物破碎后进行高温灭菌，得固液混合物；将固液混合物进行三相分离，分离的固体和液体的混合物中加入复合酶和降解蛋白质的菌进行第一次降解；第一次降解后加入复合菌和辅料进行第二次降解。 [0007] 优选的，所述复合酶的加入量为固液混合物的0.5％～1.2％，所述降解蛋白质的菌的加入量为0.5％～1.0％。 [0008] 优选的，所述复合菌的添加量为0.5％～1.0％，所述辅料的添加量为1.0％～2.5％。 [0009] 优选的，所述高温灭菌的温度为120℃～140℃，灭菌时间为40min～60min。 [0010] 优选的，所述第一次降解的温度为45℃～60℃，时间为3h～7h，所述第二次降解的温度为30℃～35℃，时间为3d～5d。 [0011] 优选的，所述复合酶为中性蛋白酶、酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和脂肪酶中的三种及以上，所述降解蛋白质的菌为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌中的一种或两种。 [0013] 本发明具备以下有益效果： [0014] 1.本发明将病死动物破碎，高温杀菌后成为含油脂的固液混合物，经三相分离装置将油脂分离。油脂在发酵过程中不易降解，会影响产品在实际运用的效果，例如使用滴管灌溉时造成堵塞等问题；分出油脂后的固液混合物蛋白质含量增高，因此，通过酶解和微生物降解后产物中的多肽及氨基酸的含量也增加。 [0015] 2.本方法有别于传统工艺是：在高浓度病死动物蛋白质条件下采用蛋白质降解菌和酶相结合，同时对病死动物的蛋白质进行降解；蛋白质降解菌降解蛋白质后使蛋白质浓度降低，提高酶解时的流动性，酶与底物作用机率增加，提高了蛋白质的水解率，氨基酸和肽的含量得到大的提升并且缩短了病死动物的处理时间。而且，能源消耗低，无废水排放，可完全取代传统的高温化制法或焚烧法。用该方法生产的水解产物不含氯离子，富含多肽及氨基酸和对农作物有益微生物的高端液体肥料；并且，在酶解和微生物降解过程中不产生臭气。 [0016] 3.蛋白质降解菌和酶相结合对病死动物的蛋白质第一次降解和复合菌进一步降解均在同一罐进行，减少了酶解和复合菌异罐降解的动力能耗以及污染杂菌。 具体实施方式[0017] 下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0018] 若未特别指明，实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。 [0019] 本发明公开了一种降解病死动物蛋白质的方法，包括以下步骤： [0020] (1)将病死动物(肉和骨头)经过多级破碎成肉泥后采用密闭方式输送到高温灭菌罐中，经过120℃～140℃，40min～60min的高温杀菌后成为固液混合物。 [0021] (2)将固液混合物进行三相分离，分离出的油脂可用于生产生物柴油或化工原料等；分离出的固体和液体全部进入生物降解罐中，冷却到45℃～60℃后加入降解蛋白质的复合酶和降解蛋白质的菌进行第一次降解，3h～7h后完成第一次降解。其中，所述复合酶为中性蛋白酶、酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和脂肪酶中的三种及以上，所述降解蛋白质的菌为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌中的一种或两种。所述复合酶的加入量为固液混合物的0.5％～1.2％，所述降解蛋白质的菌的加入量为0.5％～1.0％。 [0022] (3)第一次降解后加入复合菌和辅料进行第二次降解，第二次降解的温度为30℃～35℃，时间为3d～5d。其中，所述复合菌为植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、汉逊德巴利酵母菌、酿酒酵母菌中的两种及以上，所述辅料为葡萄糖、蔗糖中的一种或两种。所述复合菌的添加量为0.5％～1.0％，所述辅料的添加量为1.0％～2.5％。 [0023] 进一步的，本发明所用的菌均购自CGMCC(中国普通微生物菌种保藏管理中心)，枯草芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC No.1.884(CGMCC菌种目录第三版，1997年)，地衣芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC No.1.813。植物乳杆菌的保藏编号为CGMCC No.1.556、嗜酸乳杆菌的保藏编号为CGMCCNo.1.1854、汉逊德巴利酵母菌的保藏编号为CGMCC No.22903、酿酒酵母菌的保藏编号为CGMCC No.2.1011。 [0024] 其中，所用的汉逊德巴利酵母菌(Debaryomyces hansenii JL8‑0)是一株利用氨氮且耐碱产单细胞蛋白的酵母株，能在氨氮浓度为2500mg/L和pH＝8.5条件下生长。在发酵过程中如果产生氨氮，该菌可以利用其氨氮作为生长的氮源。 [0025] 下面结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。 [0026] 实施例1 [0027] 高温灭菌的时间和温度对油脂去除率的影响 [0028] 不同温度和不同时间去除病死猪肉泥中油脂的比较 [0029] 在温度100℃条件下，加温1h、1.5h、2h后，按原料计算其出油率分别为16％、18.6％、19.3％；温度121℃，时间分别为0.5h、1.0h、1.5h，按原料计算其出油率分别为 22％、23.5％、23.5％。 [0030] 实施例2 [0031] 1.复合酶的选择以及各酶的含量 [0032] 1)使用3种酶复合酶解固液混合物中的蛋白质时，酶的组成为中性蛋白酶、酸性蛋白酶和脂肪酶，按照质量百分比计，各酶的含量分别为中性蛋白酶40％～55％、酸性蛋白酶30％～40％和脂肪酶15％～20％。 [0033] 2)使用5种酶复合酶解固液混合物中的蛋白质时，酶的组成为中性蛋白酶、酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和脂肪酶，按照质量百分比计，各酶的含量分别为中性蛋白酶30％～45％、酸性蛋白酶15％～20％、碱性蛋白酶10％～25％、木瓜蛋白酶15％～20％和脂肪酶15％～20％。 [0034] 2.降解蛋白的菌的选择及含量 [0035] 降解蛋白质的菌为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，按照质量百分比计，含量为枯草芽孢杆菌20％～60％和地衣芽孢杆菌40％～80％。 [0036] 3.复合菌的选择以及各菌的含量 [0037] 1)接入2种菌的复合菌，其组成为植物乳杆菌、酿酒酵母菌，各菌的含量分别为植物乳杆菌65％～80％、酿酒酵母菌20％～35％。 [0038] 2)接入4种菌的复合菌，其组成为植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌、汉逊德巴利酵母菌，各菌的含量分别为植物乳杆菌40％～60％、嗜酸乳杆菌25％～45％、酿酒酵母菌5％～15％和汉逊德巴利酵母菌5％～15％。 [0039] 4.辅料的选择以及含量 [0040] 辅料为葡萄糖和蔗糖两种时，按照质量百分比计，含量分别为葡萄糖65％～85％、蔗糖15％～35％。 [0041] 实施例3 [0042] 降解病死动物蛋白质的方法，根据实施例2所限定的酶和菌的种类和含量，以及辅料和降解蛋白质的菌，分别接入3种复合酶和2种复合菌，具体方法为： [0043] (1)破碎的肉泥经121℃灭菌0.5h后去除油脂，并将去除油脂的固液混合物冷却到45℃～60℃；按固液混合物量加入0.5％～1％由3种酶组成的复合酶，0.5％～1.0％降解蛋白质的菌，在45℃～60℃条件下降解3h～7h； [0044] (2)降解后按固液混合物量添加1％～2.5％辅料并接入0.5％～1.0％由2种菌组成的复合菌，培养温度30℃～35℃，培养3d～5d。 [0045] 实施例4 [0046] 降解病死动物蛋白质的方法，根据实施例2所限定的酶和菌的种类和含量，以及辅料和降解蛋白质的菌，分别接入5种酶和4种菌，具体方法为： [0047] (1)破碎的肉泥经121℃灭菌0.5h后去除油脂，并将去除油脂的固液混合物冷却到45℃～60℃；按固液混合物量加入0.5％～1％由5种酶组成的复合酶，0.5％～1.0％降解蛋白质的菌，在45℃～60℃条件下降解3h～7h； [0048] (2)降解后按固液混合物量添加1％～2.5％的葡萄糖辅料并接入0.5％～1.0％由4种菌组成的复合菌，培养温度30℃～35℃，培养3d～5d。 [0049] 实施例5 [0050] 用邻苯二甲醛(OPA)法测定实施例3和实施例4复合酶与复合菌相结合降解病死动物蛋白质的降解液中氨基态氮的含量。 [0051] 1.降解液中氨基态氮的含量 [0052] (1)实施例3公开的由三种酶组成复合酶的不同加酶量以及降解蛋白质的菌，在温度45℃～60℃下降解3h～7h后降解液中氨基态氮的含量如下： [0053] 1)加酶量为0.5％，降解蛋白质的菌的添加量为0.5％时，降解液中氨基态氮的含量为7.82mg/g； [0054] 2)加酶量为0.8％，降解蛋白质的菌的添加量为1.0％时，降解液中氨基态氮的含量为8.36mg/g； [0055] 3)加酶量为1.0％，降解蛋白质的菌的添加量为0.8％时，降解液中氨基态氮的含量为10.03mg/g。 [0056] 以不加降解蛋白质的菌作对比，氨基态氮的含量为： [0057] 1)加酶量为0.5％时，降解液中氨基态氮的含量为5.50mg/g； [0058] 2)加酶量为0.8％时，降解液中氨基态氮的含量为6.24mg/g； [0059] 3)加酶量为1.0％时，降解液中氨基态氮的含量为7.98mg/g。 [0060] (2)实施例4公开的由五种酶组成复合酶的不同加酶量以及降解蛋白质的菌，在温度45℃～60℃下降解3h～7h后降解液中氨基态氮的含量如下： [0061] 1)加酶量为0.5％，降解蛋白质的菌的添加量为0.5％时，降解液中氨基态氮的含量为7.93mg/g； [0062] 2)加酶量为0.8％，降解蛋白质的菌的添加量为1.0％时，降解液中氨基态氮的含量为9.28mg/g； [0063] 3)加酶量为1.0％，降解蛋白质的菌的添加量为0.8％时，降解液中氨基态氮的含量为10.24mg/g。 [0064] 以不加降解蛋白质的菌作对比，氨基态氮的含量为： [0065] 1)加酶量为0.5％时，降解液中氨基态氮的含量为5.90mg/g； [0066] 2)加酶量为0.8％时，降解液中氨基态氮的含量为7.22mg/g； [0067] 3)加酶量为1.0％时，降解液中氨基态氮的含量为8.18mg/g。 [0068] 2.复合酶与复合菌相结合降解病死动物蛋白质的降解效果 [0069] 为了检验复合酶与复合菌相结合降解病死动物蛋白质的降解效果，选择几种降解液测定氨基态氮的含量。 [0070] (1)由中性蛋白酶40％～55％、酸性蛋白酶30％～40％和脂肪酶15％～20％三种酶组成复合酶以及枯草芽孢杆菌20％～60％和地衣芽孢杆菌40％～80％两种降解蛋白质的菌降解后，加入辅料以及不同菌的复合菌量培养液中氨基态氮的含量如下： [0071] 1)加酶量为0.5％、降解蛋白质的菌为0.5％降解后，添加1％由葡萄糖65％～85％、蔗糖15～35％组成的辅料并接入0.5％由植物乳杆菌65％～80％、酿酒酵母菌15％～ 35％组成的复合菌，培养温度30℃～35℃，培养5d后培养液中氨基态氮的含量为14.63mg/g； [0072] 2)加酶量为0.8％、降解蛋白质的菌为1.0％降解后，添加1.5％的葡萄糖辅料并接入0.8％由植物乳杆菌40％～60％、嗜酸乳杆菌25％～45％、酿酒酵母菌5％～15％、汉逊德巴利酵母菌5％～15％组成的复合菌，培养温度30℃～35℃，培养5d后培养液中氨基态氮的含量为18.08mg/g。 [0073] 3)加酶量为1.0％、降解蛋白质的菌为0.8％降解后，添加2.5％的葡萄糖辅料并接入1.0％由植物乳杆菌40％～60％、嗜酸乳杆菌25％～45％、酿酒酵母菌5％～15％、汉逊德巴利酵母菌5％～15％组成的复合菌，培养温度30℃～35℃，培养5d后培养液中氨基态氮的含量为19.93mg/g。 [0074] (2)由中性蛋白酶30％～45％、酸性蛋白酶15％～20％、碱性蛋白酶10％～25％、木瓜蛋白酶15％～20％和脂肪酶15％～20％五种酶组成复合酶以及枯草芽孢杆菌20％～60％和地衣芽孢杆菌40％～80％两种降解蛋白质的菌降解后，加入的辅料以及不同菌的复合菌量培养液中氨基态氮的含量如下： [0075] 1)加酶量为0.5％、降解蛋白质的菌为0.5％降解后，添加1.5％由葡萄糖65％～85％、蔗糖15％～35％组成的辅料并接入0.8％由植物乳杆菌65％～80％、酿酒酵母菌15％～35％组成的复合菌，培养温度30℃～35℃，培养5d后培养液中氨基态氮的含量为 18.52mg/g； [0076] 2)加酶量为0.8％、降解蛋白质的菌为1.0％降解后，添加2.5％的葡萄糖辅料并接入1.0％由植物乳杆菌40％～60％、嗜酸乳杆菌25％～45％、酿酒酵母菌5％～15％、汉逊德巴利酵母菌5％～15％组成的复合菌，培养温度30℃～35℃，培养5d培养液中氨基态氮的含量为20.70mg/g。 [0077] 3)加酶量为1.0％、降解蛋白质的菌为0.8％降解后，添加2.0％的葡萄糖辅料并接入1.0％由植物乳杆菌40％～60％、嗜酸乳杆菌25％～45％、酿酒酵母菌5％～15％、汉逊德巴利酵母菌5％～15％组成的复合菌，培养温度30℃～35℃，培养5d后培养液中氨基态氮的含量为20.45mg/g。 |
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