[发明专利]一种气液固磁稳定流化床酶解豆粕的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种豆粕饲料加工工艺领域，具体涉及一种气液固磁稳定流化床酶解豆粕制备饲料的技术方法。

背景技术

豆粕蛋白质含量高，还含有多种矿物质、维生素及必需的氨基酸，营养成分比较齐全、均衡，是优良的植物性蛋白饲料源。然而，豆粕中还存在胰蛋白酶抑制剂、植酸、大豆凝血素、低聚糖、脂肪氧化酶、大豆抗原蛋白及致甲状腺肿素等多种抗营养因子，这些抗营养因子对幼龄动物的肠道结构具有很大的破坏作用，并带来腹泻等疾病的发生。现将豆粕进行气液固磁稳定流化床酶解固定化处理后，可以有效地消除豆粕中的各种抗营养因子，增加豆粕蛋白含量，去除抗营养因子，利于动物吸收，减少能量消耗。

流化床具有良好的传质及传热性能，在酶催化反应中得到越来越广泛的关注。在传统的固液流化床中，固定化酶颗粒的密度与流化流体密度相差不大，而且颗粒体积较小，使得流化床的带出速度较小，降低了传质过程，限制了设备操作范围和适应性，同时固定化酶颗粒在较高的流化速度下不被流体夹带出床层，必须借助于某种外力的作用。磁场流化床是将磁场引入普通的流化床，采用磁敏性颗粒作为床层介质的流固处理系统。该系统借助于磁敏性颗粒对外部磁场的响应性，提供了一种改善流化床操作性能的手段，为流化床在酶催化反应中的更广泛应用提供一个新的途径。

在磁场流化床的磁场强度范围内，一般酶的活性和稳定性没有降低，磁场对某些酶甚至有激活作用。并且气液固磁场流化床具有使物料混合均匀、相间接触面积大、易于传质、传热、固体颗粒易于更换、限制相间的返混和气泡长大，增强气液界面的传质等优点，同时磁性颗粒固定化酶具有较高的收回率以及较好的热稳定性和操作稳定性，这些都为磁场流化床中的酶催化反应提供了可能性。流化床外加磁场后，固定化酶颗粒的带出速度有了很大的提高，同时使得微小固定化酶颗粒在流化床中的应用成为可能，从而使得底物的扩散系数大大提高，加快了反应的速度。使磁场流化床中的酶催化反应具有很好的前景。

因此，本研究将所制备的磁性固定化蛋白酶颗粒作为床层物料进行磁流化床的酶解豆粕，以期望获得符合磁性固定化蛋白酶颗粒的高效重复利用的目的，为后续的在磁性流化床中的连续化酶解豆粕的应用提供参考。

发明内容

本发明是一种气液固磁稳定流化床酶解豆粕的方法，创新在于在流化床反应器中将蛋白酶固定于磁性载体，利用电流通过磁线圈产生的磁场，使酶能够呈现出磁稳定态分布，进而使豆粕与酶充分反应。气液固磁稳定流化床酶解豆粕的方法相对于普通的酶法具有以下优点：一是酶与反应物接触充分，提高反应效率，节约了生产时间；二是可以实现连续化制取豆粕饲料，提高了产量及实际生产的效益。

气液固磁稳定流化床酶解豆粕的方法，将通过以下步骤实现：一、以粉碎豆粕为原料，将粉碎的豆粕与水混合形成液固混合物，预热到指定温度，在反应器中受重力和空气阻力，能进行微观的自由落体运动；二、在气液固磁稳定流化床中加入磁性固定化蛋白酶，空气从底部进风口通入，液固混合的豆粕从反应器的顶部进料口进入，与磁性固定化蛋白酶反应，酶解后停止通风由卸料口流出制取饲料；三、以饲料中蛋白质含量为参考指标，考察气液固磁流化床反应器中通风量（0.01~0.05m/s）、磁性固定化蛋白酶的加酶量（0.5~2.0%）、磁场强度(0.0010~0.0050T)及混合的料液比(1:3~1:7)对饲料中蛋白质含量的影响，对磁流化床反应器的反应参数的进行探索。

具体实施方式

    具体实施方式一：一种气液固磁稳定流化床酶解豆粕的方法通过以下步骤实现：一、以粉碎豆粕为原料，将粉碎的豆粕与水混合形成液固混合物，预热到指定温度，使其所受重力大于空气阻力，最终由卸料口流出。在气液固磁稳定流化床中加入磁性固定化蛋白酶，空气从底部进风口通入，豆粕从反应器的顶部进料口进入，在下降的过程中与磁性固定化蛋白酶反应，酶解后由卸料口流出；二、以饲料中的蛋白质含量为参考指标，考察气液固磁流化床反应器中通风量（0.01~0.05m/s）、磁性固定化蛋白酶的加酶量（0.5~2.0%）、磁场强度(0.0010~0.0050T)及混合的料液比(1:3~1:7)对饲料中蛋白质含量的影响；三、测定饲料中的蛋白质含量。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点在于步骤二中选取通风量0.02~0.04m/s，测定饲料中蛋白质含量的变化。其它组成和步骤与具体实施方法一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同点在于步骤二中选取磁性固定化蛋白酶的加酶量1.0~1.5%，测定饲料中蛋白含量质的变化。其它组成和步骤与具体实施方法一相同。