[发明专利]用于使用蛋白酶水解角蛋白的方法

说明书

发明背景

角蛋白是一类蛋白质家族的统称，即使其以多种结构存在。角蛋白的降解可具有重要的商业价值。角蛋白的一个来源-特别是羽毛由家禽业大量产生。在2002年，约490亿只鸡被用于家禽业。家禽羽毛通常包含约90％的β-角蛋白形式的蛋白质。然而，角蛋白必须在裂解之后，其蛋白内容物方可被动物消化。羽毛的降解可因而提供廉价的可消化蛋白质和氨基酸来源。因此，羽毛水解产物(即降解的羽毛)可以多种方式利用，例如用于动物饲料。然而，目前回收该营养物的方法效率很低且成本很高以致于大多数角蛋白废物流简单地在垃圾掩埋地或经由焚烧处理，这两者均可导致环境问题并使主要商业过程(通常为供人类消耗的肉品生产)的可持续性降低。

遗憾地是，一些用于生产角蛋白水解产物的现代工艺产生的羽毛粉比鸡肉更昂贵。此外，一些工艺引起不完全水解，被不期望的氨基酸污染，并且一些方法尚未在生产高度可消化的蛋白质方面取得成功。本披露通过提供相比于常规方法使角蛋白(例如羽毛中)的酶促水解在经济上可行的方法、设备、组合物和试剂盒来解决那些问题，并且产生可消化且更适口的产物。

发明内容

本披露提供用于角蛋白(例如羽毛中)酶促水解的方法、设备、组合物和试剂盒。

在以下分别编号的段落中阐述了组合物和方法的多个方面和实施例。

1.一种生产角蛋白水解产物的方法，其包括以下步骤：

a)在粉碎过程中对含角蛋白的材料进行处理，以产生粉碎的角蛋白材料，其中粉碎的角蛋白材料包括5mm或更小的平均颗粒尺寸，

b)使粉碎的角蛋白材料与一种或多种蛋白酶混合，并且

c)通过热水解使角蛋白材料水解，其中步骤b)和c)可以按照任何顺序发生。

2.如段落2所述的方法，其中热水解是蒸汽水解。

3.如段落2所述的方法，其中蒸汽具有约120℃至约140℃的温度。

4.如前述段落中任一项所述的方法，其中热水解在酶水解步骤之前发生。

5.如前述段落中任一项所述的方法，其中蒸汽或热水解与粉碎步骤在酶水解步骤之前同时发生。

6.如段落1或2所述的方法，其中热水解在酶水解步骤之后发生。

7.如前述段落中任一项所述的方法，其中不对角蛋白材料进行进一步的化学水解。

8.如前述段落中任一项所述的方法，其中蛋白酶是枯草杆菌蛋白酶、丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、酸性蛋白酶或中性蛋白酶。

9.如段落8所述的方法，其中蛋白酶包含与氨基酸SEQ ID No.1具有至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性的氨基酸序列。

10.如段落9所述的方法，其中蛋白酶包含与氨基酸SEQ ID No.1具有至少90％同一性的氨基酸序列。

11.如段落10所述的方法，其中蛋白酶包含与氨基酸SEQ ID No.1具有至少95％同一性的氨基酸序列。

12.如段落8所述的方法，其中蛋白酶包含与氨基酸SEQ ID No.2具有至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性的氨基酸序列。

13.如段落12所述的方法，其中蛋白酶包含与氨基酸SEQ ID No.2具有至少90％同一性的氨基酸序列。

14.如段落13所述的方法，其中蛋白酶包含与氨基酸SEQ ID No.2具有至少95％同一性的氨基酸序列。

15.如前述段落中任一项所述的方法，其中热水解步骤在蛋白酶最佳pH的约+/-1pH下进行。

16.如前述段落中任一项所述的方法，其中热水解步骤在蛋白酶最佳pH的约+/-0.5pH下进行。

17.如前述段落中任一项所述的方法，其中蛋白酶的最佳pH为6-10。

18.如前述段落中任一项所述的方法，其中角蛋白材料是羽毛。

19.如前述段落中任一项所述的方法，其中将角蛋白材料的平均颗粒尺寸减小至约4.5mm或更小、或小于4mm、或小于3mm、或小于2mm或小于1mm。

20.如前述段落中任一项所述的方法，其中蛋白酶在液体组合物之中。

21.如段落20所述的方法，其中液体组合物包括2500-3600U/g的蛋白酶活性。