阅读说明：本技术 一种复合酶及其在动物蛋白生产中的应用 (Complex enzyme and application thereof in animal protein production ) 是由 王磊 魏万权 刘广 周怡 郭本月 王鲁波 刘阳 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及动物蛋白原料加工领域,具体涉及一种复合酶及其在动物蛋白生产中的应用。所述复合酶通过中性蛋白酶、NSP酶、木瓜蛋白酶和焦磷酸二氢二钠的协同作用,能高效酶解动物蛋白原料,提高小肽、氨基酸等易消化吸收蛋白的含量,改善动物蛋白的适口性,提高蛋白利用率。(The invention relates to the field of animal protein raw material processing, in particular to a complex enzyme and application thereof in animal protein production. The compound enzyme can efficiently carry out enzymolysis on animal protein raw materials through the synergistic effect of neutral protease, NSP enzyme, papain and disodium dihydrogen pyrophosphate, so that the content of easily digested and absorbed proteins such as small peptides, amino acids and the like is increased, the palatability of the animal protein is improved, and the protein utilization rate is increased.)

一种复合酶及其在动物蛋白生产中的应用

技术领域

本发明涉及动物蛋白原料加工领域，特别是涉及一种复合酶及其在动物蛋白生产中的应用。

技术背景

我国饲料工业连续三十几年高速发展，产销量已跃居世界第一，但也暴露出了不可忽视的原料短缺问题，而且原料供给和所需之间的矛盾问题更是日益突出。特别是蛋白原料主要依赖进口，严重制约着我国饲料工业和养殖业的持续健康发展。因此，寻求开发新型蛋白饲料资源、提高蛋白利用率成为缓解我国蛋白饲料原料不足的重要课题。

现有的蛋白降解方法主要包括物理方法、化学方法和生物学方法等。由于物理降解法设备投入大，改性范围窄；化学降解法反应条件苛刻、氨基酸被破坏、残留化学物质严重污染环境，因此在市场化竞争中二者均没有受到企业和行业的重视。近几年来，随着生物技术应用领域不断扩展，酶制剂工艺及固定化酶技术的研究不断深入，人们逐渐发现采用生物酶法水解蛋白不仅效率高、条件温和、绿色环保，而且水解产物在营养、风味、工艺等方面均优于理化水解法。酶法水解蛋白的主要产物是各种功能性小肽，在肠道能与特殊受体结合，促进动物胃肠道生长发育，提高胃肠道消化、吸收功能，部分小肽可被吸收进入血液循环系统，调节动物免疫功能，并通过生长轴调控动物生长，充分发挥动物的生产潜能。因此，目前通过酶解消化技术提高蛋白饲料资源的转化和利用效率，已成为业界广泛关注的热点。

动物蛋白原料多是低价值、低转化吸收率的物料，其中有相当一部分蛋白与糖、脂肪等物质相互作用(结合、包被等)而不易被消化，也会影响胃蛋白酶对蛋白的降解。因此，如何通过酶解消化技术提高蛋白原料的转化和利用效率，提高小肽、氨基酸等易消化吸收蛋白的含量，已成为业界急需解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有技术问题，提供了一种复合酶及其在动物蛋白生产中的应用。所述复合酶通过多种酶的协同作用，能高效酶解动物蛋白原料，提高小肽、氨基酸等易消化吸收蛋白的含量，改善动物蛋白的适口性，提高蛋白利用率。

本发明一方面提供了一种复合酶，包含中性蛋白酶、NSP酶、木瓜蛋白酶。

所述复合酶还包含焦磷酸二氢二钠。

所述复合酶中各组分及其重量份数为：中性蛋白酶20～24份，NSP酶3～6份，木瓜蛋白酶4～9份和焦磷酸二氢二钠1～3份。

进一步优选地，所述复合酶中各组分及其重量份数为：中性蛋白酶24份，NSP酶5份，木瓜蛋白酶9份和焦磷酸二氢二钠2份。

进一步优选地，所述复合酶中各组分及其重量份数为：中性蛋白酶20份，NSP酶3份，木瓜蛋白酶6份和焦磷酸二氢二钠1份。

进一步优选地，所述复合酶中各组分及其重量份数为：中性蛋白酶21份，NSP酶6份，木瓜蛋白酶4份和焦磷酸二氢二钠3份。

本发明另一方面提供了所述复合酶在动物蛋白生产中的应用。

本发明还提供了一种动物蛋白粉的生产方法，包括如下步骤：

将动物蛋白原料经过除铁、除杂后送入蒸煮机，按原料质量的40-50％加入水；快速加热至105℃，高温高压蒸煮，使细胞破裂，蛋白质凝固变性，然后整体进行粉碎并超细研磨打浆，得浆液；边搅拌边向浆液中加入适量磷酸，并调节pH至6.5-7.0；快速升温至55℃，边搅拌边按浆液质量的1.5-3‰加入本发明提供的复合酶，保温，持续搅拌酶解4-6h；将酶解后的浆液进行喷雾干燥，制备得到动物蛋白粉。

有益效果

本发明提供的复合酶能促进动物蛋白原料的高效降解，提高小肽、氨基酸等酸溶蛋白的含量。与空白对照组相比，添加所述复合酶的各处理组制备得到的鱼骨肉粉中酸溶蛋白的含量普遍提高了201％-217％，鱼膏中酸溶蛋白的含量普遍提高了189.5％-195.8％，鸡肝浆中酸溶蛋白的含量普遍提高了475％-485％，效果极其显著。

所述复合酶中中性蛋白酶、NSP酶和木瓜蛋白酶三种酶同时添加时产生了协同促进作用，其综合酶解效果要显著高于各单酶的酶解效果，比酶解效率最高的单酶进一步提高了23.6％，取得了意料不到的技术效果。

所述复合酶中焦磷酸二氢二钠本身虽然对蛋白无降解作用，但焦磷酸二氢二钠的添加能使中性蛋白酶、NSP酶和木瓜蛋白酶三种酶对蛋白的综合酶解效果提高18.1％，起到了协同促进作用。而且只有当焦磷酸二氢二钠适量添加时才能对中性蛋白酶、NSP酶和木瓜蛋白酶的酶解效果起到协同促进作用，当焦磷酸二氢二钠超量添加时反而会起到拮抗作用，在一定程度上抑制三种酶的作用效果，取得了意料不到的技术效果。

此外采用本发明所述复合酶制备得到的动物蛋白鲜味增加，风味更好，品质得到显著提升，有利于其在食品和饲料领域中的广泛应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。本发明实施例中所选用的试剂和原料均可采购自市售任意一种。其中，中性蛋白酶可购自潍坊康地恩生物科技有限公司，酶活为5万U/g；NSP酶可购自潍坊康地恩生物科技有限公司，酶活为5万U/g；木瓜蛋白酶可购自南宁东恒华道生物科技有限责任公司、南宁庞博生物工程有限公司，酶活为20万U/g；焦磷酸二氢二钠购自四川金地亚美科技有限公司。

实施例1

一种复合酶，其组分及重量比为：中性蛋白酶24份，NSP酶5份，木瓜蛋白酶9份和焦磷酸二氢二钠2份。

按照上述重量分别称取复合酶的各个组分，混合均匀后即得本发明所述复合酶，命名为复合酶1#。

实施例2

一种复合酶，其组分及重量比为：中性蛋白酶20份，NSP酶3份，木瓜蛋白酶6份和焦磷酸二氢二钠1份。

制备方法同实施例1，将制备得到的复合酶命名为复合酶2#。

实施例3

一种复合酶，其组分及重量比为：中性蛋白酶21份，NSP酶6份，木瓜蛋白酶4份和焦磷酸二氢二钠3份组成。

制备方法同实施例1，将制备得到的复合酶命名为复合酶3#。

实施例4本发明所述复合酶在鱼骨肉粉生产中的应用

将100kg鱼骨架碎肉经过除铁、除杂后送入蒸煮机，加入40kg～50kg水；快速加热至105℃，高温高压蒸煮，使细胞破裂，蛋白质凝固变性，然后整体进行粉碎并超细研磨打浆，得鱼骨肉浆；边搅拌边向鱼骨肉浆中加入适量磷酸，并调节pH至6.6；快速升温至55℃，边搅拌边按鱼骨肉浆质量的2‰加入本发明实施例提供的复合酶，保温，持续搅拌酶解6h；将酶解后的鱼骨肉浆进行喷雾干燥，制备得到鱼骨肉粉。

同时设置空白对照组，不添加任何酶，其他生产工艺同上。

分别检测上述制备得到的鱼骨肉粉中酸溶蛋白的含量，具体结果见表1。

高分子蛋白质在酸性条件下易被沉淀，而较低分子量的蛋白可以溶于酸性溶液，即酸溶蛋白，其水解物中包括肽和游离氨基酸。酸溶蛋白的含量是指酸溶蛋白在粗蛋白中所占的百分比，是用于评判蛋白酶解水平的重要指标

酸溶蛋白含量测定方法：

1、原理

利用三氯乙酸作蛋白质沉淀剂，将样品中的蛋白质和肽链较长的肽沉淀，并将其中的短链小肽用酸溶解出来，经过滤、离心、消化、蒸馏，德鼎其蛋白质含量，并以其占样品粗蛋白质的百分数来表示含量。

2、操作步骤

准确称取样品6g于100mL烧杯中，准确加入15％三氯乙酸溶液50mL，混合均匀，静置5min；以中速定性滤纸干过滤，弃去少许初始滤液，将滤液转移至离心管，4000转/分钟转速离心10名，准确移取10mL上清液于消化管中，凯氏定氮仪法测定蛋白含量，同时作空白试验、凯氏定氮法测定粗蛋白质含量。

3、结果与计算

计算公式

酸溶蛋白(％)＝[(V1-V0)×C×6.25×0.014×5]/(m×cp)×100％。

V1—馏出液消耗盐酸标准溶液的体积，mL；

V0—空白试验消耗盐酸标准液的体积，mL

C—盐酸的摩尔浓度，mol/L；

6.25×0.014—蛋白质转换系数；

m—称取样品质量，g；

cp—样品的粗蛋白含量，％。

表1复合酶对鱼骨肉酶解效果的影响

实验组	酶种类	酸溶蛋白含量
			空白对照组	-	22.33％
处理组1	本发明提供的复合酶1#	68.21％
			处理组2	本发明提供的复合酶2#	70.52％
处理组3	本发明提供的复合酶3#	67.31％

从表1的数据可以看出，与空白对照组相比，添加复合酶的各处理组制备得到的鱼骨肉粉中酸溶蛋白的含量普遍提高了201％-217％，效果极其显著。从而说明，本发明提供的复合酶能高效促进鱼骨架碎肉中蛋白的降解，大大提高酶解效率，取得了意料不到的技术效果。

实施例5复合酶组分间协同作用促进蛋白酶解效率

申请人采用实施例4所述鱼骨肉粉的生产工艺，进一步验分析在相同添加量(2‰质量比)的情况下，复合酶中各组分对鱼骨架碎肉蛋白酶解效果的影响，具体数据如表2所示。

表2复合酶各组分对鱼骨肉酶解效果的影响

从表2的结果可知，与空白对照组相比，单独添加中性蛋白酶和木瓜蛋白酶的处理组4和处理组6所得鱼骨肉粉中酸溶蛋白含量分别提高了116.9％和110.1％，效果极为显著；而单独添加NSP酶的处理组5所得鱼骨肉粉中酸溶蛋白含量提高不明显；单独添加焦磷酸二氢二钠的处理组8所得鱼骨肉粉中酸溶蛋白含量与空白对照组相同，根本没有提高。从而说明，中性蛋白酶和木瓜蛋白酶能高效酶解鱼骨架碎肉中的蛋白，而NSP酶的酶解效果不明显，焦磷酸二氢二钠本身对蛋白无降解效果。

与添加单酶的处理组4-6相比，同时添加中性蛋白酶、NSP酶和木瓜蛋白酶三种酶的处理组7所得鱼骨肉粉中酸溶蛋白含量得到大幅提高，高达59.87％，比处理组4-6中酸溶蛋白含量最高的处理组4进一步提高了23.6％。从而说明，中性蛋白酶、NSP酶和木瓜蛋白酶三种酶同时添加时产生了协同促进作用，其综合酶解效果要显著高于各单酶的酶解效果，取得了意料不到的技术效果。

与处理组7相比，添加复合酶2#的处理组10所得鱼骨肉粉中酸溶蛋白含量提高了18.1％，效果显著。所述复合酶2#中除了中性蛋白酶、NSP酶和木瓜蛋白酶三种单酶外进一步包含焦磷酸二氢二钠。从而说明，焦磷酸二氢二钠本身虽然对蛋白无降解作用，但焦磷酸二氢二钠的添加能显著提高中性蛋白酶、NSP酶和木瓜蛋白酶三种酶对蛋白的综合酶解效果，起到了协同促进作用，取得了意料不到的技术效果。

实施例6焦磷酸二氢二钠的添加量对复合酶酶解效果的影响

申请人采用实施例4所述鱼骨肉粉的生产工艺，进一步分析在相同添加量(2‰质量比)的情况下，复合酶中焦磷酸二氢二钠的添加量对鱼骨架碎肉蛋白酶解效果的影响，具体数据如表3所示。

表3焦磷酸二氢二钠对复合酶酶解效果的影响

从表3的数据可以看出，与对照组相比，少量添加焦磷酸二氢二钠时的处理组11所得鱼骨肉粉中酸溶蛋白的含量没有提高；而当焦磷酸二氢二钠的含量进一步增加，三种酶与焦磷酸二氢二钠的质量比达到20：3：6：0.5时，处理组12所得鱼骨肉粉中酸溶蛋白的含量得到大幅度提升，比对照组提高了12.6％；当焦磷酸二氢二钠的含量继续增加，三种酶与焦磷酸二氢二钠的质量比达到20：3：6：1(即复合酶2#)时，处理组13所得鱼骨肉粉中酸溶蛋白的含量得到进一步提升，比对照组提高了18.1％；但是当焦磷酸二氢二钠的含量再继续增加时，处理组14和15所得鱼骨肉粉中酸溶蛋白含量开始明显下降。

上述结果说明，只有当焦磷酸二氢二钠适量添加时才能对中性蛋白酶、NSP酶和木瓜蛋白酶的酶解效果起到协同促进作用，因此复合酶的综合效果最佳；而当焦磷酸二氢二钠超量添加时反而会起到拮抗作用，在一定程度上抑制三种酶的作用效果，取得了意料不到的技术效果。

实施例7本发明所述复合酶在鱼膏生产中的应用

将100kg冰鲜杂鱼经过除铁、除杂后送入蒸煮机，快速加热至100℃进行高温蒸煮，使细胞破裂，蛋白质凝固变性；然后利用螺旋压榨机将鱼进行固液分离；所得液体经油水分离机进一步进行油水分离；将分离所得的蛋白水和鱼渣混合后进行超细研磨打浆，得到浆液；然后边搅拌边加入10～30kg水和适量的磷酸，调节浆液粘稠度，并调节pH至6.8；快速升温至55℃，边搅拌边按浆液质量的3.0‰加入本发明提供的复合酶，保温，持续搅拌酶解5h。将酶解后的浆液放入浓缩罐，然后快速升温至95℃，保温0.5h，灭活菌和少量剩余酶；然后将浆液浓缩至含水量为45％，即得到鱼膏。

同时设置空白对照组，不添加任何酶，其他生产工艺同上。

分别检测上述制备得到的鱼膏中酸溶蛋白的含量，具体结果见表4。

表4本发明所述复合酶对鱼膏生产的影响

实验组	酶种类	酸溶蛋白含量
			空白对照组	-	26.37％
处理组16	本发明提供的复合酶1#	78.01％
			处理组17	本发明提供的复合酶2#	76.35％
处理组18	本发明提供的复合酶3#	77.39％

从表4的数据可以看出，与空白对照组相比，添加本发明所述复合酶的各处理组制备得到的鱼膏中酸溶蛋白的含量普遍提高了189.5％-195.8％，效果极其显著。从而说明，本发明提供的复合酶能高效促进鱼肉蛋白的降解，大大提高酶解效率，取得了意料不到的技术效果。

实施例8本发明所述复合酶在鸡肝浆生产中的应用

将冰鲜鸡肝100kg经过除铁、除杂后送入蒸煮机，加入30kg～50kg水，快速加热至100℃进行高温蒸煮，使细胞破裂，蛋白质凝固变性；然后进行超细研磨打浆，得鸡肝浆液；边搅拌边加入适量的磷酸，调节浆液的pH至7；快速升温至55℃，边搅拌边按浆液质量的1.5‰加入本发明所述复合酶，保温，持续搅拌酶解4h。将酶解后的鸡肝浆液放入浓缩罐，然后快速升温至95℃，保温0.5h，灭活菌和少量剩余酶；然后浓缩鸡肝浆液至水分含量为65％，即得到鸡肝浆。

同时设置空白对照组，不添加任何酶，其他生产工艺同上。

分别检测上述制备得到的鸡肝浆中酸溶蛋白的含量，具体结果见表5。

表5本发明所述复合酶对鸡肝浆生产的影响

从表5的数据可以看出，与空白对照组相比，添加本发明所述复合酶的各处理组制备得到的鸡肝浆中酸溶蛋白的含量普遍提高了475％-485％，效果极其显著。从而说明，本发明提供的复合酶能高效促进鸡肝蛋白的降解，大大提高酶解效率，取得了意料不到的技术效果。

此外，采用本发明提供的复合酶生产得到的鸡肝浆流动性更好，***碎片更少，鲜味增加，风味更好，更适合在食品和饲料领域中的应用。