TWI625320B - 含胺基酸產物的製造方法 - Google Patents

Abstract

一種含胺基酸產物的製造方法，包含一入料步驟、一水解步驟以及一分離步驟，入料步驟係將生物體碎片置入一氣密式槽體，水解步驟係於該氣密式槽體中，在溫度為145℃至180℃且飽和水蒸氣壓為10至22個大氣壓之氛圍以及時間為40至120分鐘下攪拌該生物體碎片，使該生物體碎片進行水解反應，而得到含胺基酸產物，以及一分離步驟係分離該含胺基酸產物，而得到一油體狀產物、一含胺基酸之液體狀產物及一含胺基酸之固體狀產物。

Description

含胺基酸產物的製造方法

本發明關於一種含胺基酸產物的製造方法，特別是關於一種水解生物體產生含胺基酸產物的製造方法。

胺基酸是含有胺基及羧基的有機化合物，是構成蛋白質的基本單位。近年來，胺基酸廣泛應用於農、牧、及醫領域中，特別在農用方面，其可以增強農作物的抗體，更是農作物生長最重要的營養來源，對於動物的飼養或作物、肥料均有相當良好的效用。

一般胺基酸的製造方法包括水解法，其係將生物體之蛋白質降解為胺基酸，經此製造方法而得的產物約每100公克含有20公克的胺基酸。水解法又分為酸或鹼水解法、微生物水解法及酶水解法。酸或鹼水解法，大多是加入酸液或鹼液催化而水解生物體以獲得胺基酸。這種製造方法雖然可以快速的獲得胺基酸，但部分的胺基酸會遭受酸或鹼的破壞而導致營養價值減半，使得胺基酸品質不佳。再者，這種製造方法中所使用的酸液或鹼液具有污染環境及危害人體之缺點。

而微生物水解法，係採用特定的微生物培養於生物體，以分泌酵素分解生物體而產生胺基酸。這種方法雖然不會破壞胺基酸也不會造成環境污染，但是反應時間十分漫長，甚至需要數個月，並不符合經濟效益，且反應過程中會產生令人不舒服的臭味。

因此，酶水解法成為目前製造胺基酸的趨勢。酶水解法係利用活性酶催化水解反應，反應條件溫和，且胺基酸不被破壞。然而，酶水解法雖然縮短了微生物水解法的反應時間，但仍需要數十個小時的冗長反應時間。並且，在酶水解法的反應過程中，酶的活性十分重要，因此對環境溫度和PH值有一定的嚴苛要求。此外，酶對蛋白質具有選擇性，在使用前須針對蛋白質的種類而選擇特定的酶。故，酶水解法有著反應條件嚴苛及酶的活性難以維持之缺點。

緣此，本發明的目的在於提供一含胺基酸產物的製造方法，能減少環境污染、降低對胺基酸的破壞且同時又能夠具有高反應速度及步驟簡單之功效。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種含胺基酸產物的製造方法，包含：一入料步驟，係將生物體碎片置入一氣密式槽體；一水解步驟，係於該氣密式槽體中，在溫度為145℃至180℃且飽和水蒸氣壓為10至22個大氣壓之氛圍以及時間為40至120分鐘下攪拌該生物體碎片，使該生物體碎片進行水解反應，而得到含胺基酸產物；以及一分離步驟，係分離該含胺基酸產物，而得到一油體狀產物、一含胺基酸之液體狀產物及一含胺基酸之固體狀產物，其中，每100公克的經該分離步驟所得到的該液體狀產物含有25公克至35公克的胺基酸，以及在該含胺基酸產物的製造方法的方法中，係無額外添加影響反應速率之物質。

在本發明的一實施例中係提供一種含胺基酸產物的製造方法，在該水解步驟中，該溫度係為160℃至180℃。

在本發明的一實施例中係提供一種含胺基酸產物的製造方法，在該水解步驟中，該飽和水蒸氣壓係為20至22個大氣壓。

在本發明的一實施例中係提供一種含胺基酸產物的製造方法，在該水解步驟與分離步驟之間，更包括一洩壓抽氣步驟，係將該氣密式槽體洩壓至常壓，並對該氣密式槽體進行真空抽取。

在本發明的一實施例中係提供一種含胺基酸產物的製造方法，在該分離步驟中，係透過靜置沉澱的方式而將該含胺基酸產物置放一預定時間，使該含胺基酸產物依比重分離成油體狀產物、液體狀產物及固體狀產物。

在本發明的一實施例中係提供一種含胺基酸產物的製造方法，在該水解步驟中，該時間係為65至85分鐘。

在本發明的一實施例中係提供一種含胺基酸產物的製造方法，該影響反應速率之物質係為一催化劑。

在本發明的一實施例中係提供一種含胺基酸產物的製造方法，在該入料步驟中，係將經破碎處理的動物屍體作為該生物體碎片而置入該氣密式槽體。

在本發明的一實施例中係提供一種含胺基酸產物的製造方法，該生物體碎片係為一經破碎處理的動物屍體。

在本發明的一實施例中係提供一種含胺基酸產物的製造方法，該液體狀產物係直接用於施肥之肥料。

本發明的含胺基酸產物的製造方法操作簡易，並藉由高溫、高壓、及充滿飽和水蒸汽壓的環境催化反應，而縮短生物體的水解反應時間，以及得到較高含量的胺基酸。此外，整個反應過程中無額外添加影響反應速率之物質，不僅可避免酸鹼物質及其他化學物質對環境及胺基酸本質的破壞，亦可安全應用於生物體或其他方面。例如，液體狀產物可直接做為作物的肥料使用，而固體狀產物經加工後可用於施肥，以及油體狀產物經處理而生成生物柴油以再利用。

另外，本發明的含胺基酸產物的的製造方法係採用動物屍體為原料，而可避免過去因透過掩埋或焚化處理動物屍體造成環境的問題產生。

S10‧‧‧入料步驟

S20‧‧‧水解步驟

S21‧‧‧洩壓抽氣步驟

S30‧‧‧分離步驟

第1圖為顯示根據本發明的一實施例的含胺基酸產物的製造方法的流程圖。

第2圖為顯示根據本發明的一另一實施例的含胺基酸產物的製造方法的流程圖。

以下根據第1圖至第2圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。

如第1圖所示，依據本發明的一實施例的一含胺基酸產物的製造方法，係為以生物體碎片水解而產生含胺基酸產物的製造方法，包括一入料步驟S10、一水解步驟S20及一分離步驟S30。

首先，經破碎設備破碎處理的生物體碎片係以輸送設備經一氣密式槽體之入料口而置入該氣密式槽體中(入料步驟S10)。

詳細而言，該氣密式槽體係為氣密鍋爐，並具有複數個攪拌棒。該生物體碎片係為冷凍豬隻屍體。動物蛋白中的胺基酸含量較高於植物性蛋白，而能製造出較高含量的胺基酸。當然，本發明不以此為限，該生物體碎片亦可為植物、魚類或其他動物屍體，並可為生物體的特定部位，例如羽毛或魚鱗，而可製造出特定種類之胺基酸。此外，該生物體碎片也可根據生物體的來源而選擇因應的破碎方式。

接著，關閉該入料口，控制該氣密式槽體內之環境於溫度145℃至180℃及飽和水蒸氣壓為10至22個大氣壓之環境，並在時間為40至120分鐘下以該複數個攪拌棒攪拌該生物體碎片，促使該生物體碎片加快且均勻地進行水解反應，而得到含胺基酸產物(水解步驟S20)。

詳細而言，於此高溫及高壓的環境中，該生物體碎片內的大分子物質，包括脂肪、澱粉及蛋白質於一段時間後其立體結構會變得鬆散，再加上飽和水蒸氣以高密度的蒸氣分子熱運動，而不斷的快速撞擊結構已鬆散之該大分子物質，使其逐漸斷鏈裂解為分子量比較小的物質，例如蛋白質水解成胺基酸及其衍生物，脂肪水解成甘油和脂肪酸，有效地縮短整體反應時間以獲得該含胺基酸產物。較佳的，該溫度可設定為160℃至180℃，而該飽和水蒸氣壓可設定為20至22個大氣壓，而該時間係可為65至85分鐘。

最後，分離該含胺基酸產物，而得到一油體狀產物、一含胺基酸之液體狀產物及一含胺基酸之固體狀產物(分離步驟S30)。

詳細而言，在本實施例中，係以靜置沉澱的方式將該含胺基酸產物靜置一預定時間，使該含胺基酸產物依比重分成油體狀產物、液體狀產物及固體狀產物後再分層取出。當然，本發明不以此為限，也可使用其他分離方法，例如離心分離。

經執行以上步驟，可得到每100公克的該液體狀產物中含有25公克至35公克的胺基酸。

值得一提的是，在本發明之含胺基酸產物的製造方法中，係無額外添加影響反應速率之物質，例如催化劑，而達到節省成本、不造成環境污染、及有害物之處置問題之功效。

在本實施例中，該水解步驟(步驟S20)係在溫度為180℃且飽和水蒸氣壓為10至22個大氣壓之氛圍以及下攪拌該生物體碎片於該氣密式槽體， 而能於時間為80分鐘內充分進行水解反應。當然，本創作不以此為限，該水解步驟(步驟S20)可以依據生物體的物種而在預定的範圍內，進行溫度、壓力及時間的調整。

如第2圖所示，依據本發明的一另一實施例的一含胺基酸產物的製造方法，與前一實施例大致相同，不同之處在於，在該水解步驟(步驟S20)與分離步驟(步驟S30)之間，更包括一洩壓抽氣步驟(步驟S21)，係將該氣密式槽體洩壓至常壓，並對該氣密式槽體進行真空抽取，以抽取該氣密式槽體之內的水蒸氣，而能在取得該含胺基酸產物之前降低該含胺基酸產物之含水量。

如下表1所示，在本發明之另一實施例之一實施態樣中，取出經該分離步驟所得到的該液體狀產物而進行胺基酸含量之鑑定分析。

(本分析報告係委託中央畜產會(NAIF)分析，申請單編號：10307PP00197)

由表1可以得知該液體狀產物至少具有如表所列之十八種胺基酸，且每100公克的該液體狀產物含有胺基酸32025.9毫克。

由上述之結果證實，本發明所得到的該液體狀產物含有32公克以上的胺基酸。因此，依據本發明之方法所得到的該液體狀產物，具有相對較高含量的胺基酸，而能有效地提高產物之品質。

較佳地，該液體狀產物可直接用於施肥之肥料，以高含量的胺基酸且不具有害物質之特性施灌於植物。在本實施例中，該液體狀產物係直接用於施肥之肥料，該固體狀產物亦含有胺基酸，可經加工而用於施肥，該油體狀產物可經處理而生成生物柴油以再利用，進而達到製造過程無污染且產物高利用率之功效。

藉由上述方法，在本發明中，利用高溫高壓且充滿飽和蒸汽壓的環境，以催化縮短生物體的水解反應時間至40至120分鐘，過程中並無添加有害物質，而獲得較高含量(目前一般業界之其他水解法所產生的含胺基酸之液體狀產物約為每100公克僅含有20公克的胺基酸，而本發明所能獲之液體狀產物約為每100公克含有25至35公克的胺基酸)且不具有害物之該胺基酸產物，並兼顧環保之功效。並且，本發明能夠以高溫水解動物屍體，而製造成可利用之物質，，以避免過去掩埋法或焚化法之滲液污染水源或排放氣體所造成的二次污染，以維護人類良好生活品質。

以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之創作精神而在本發明之權利範圍中。

Claims (9)

1. 一種含胺基酸產物的製造方法，包含：一入料步驟，係將生物體碎片置入一氣密式槽體；一水解步驟，係於該氣密式槽體中，在溫度為145℃至180℃且飽和水蒸氣壓為10至22個大氣壓之氛圍以及時間為40至120分鐘下攪拌該生物體碎片，使該生物體碎片進行水解反應，而得到含胺基酸產物；以及一分離步驟，係分離該含胺基酸產物，而得到一油體狀產物、一含胺基酸之液體狀產物及一含胺基酸之固體狀產物，其中，每100公克的經該分離步驟所得到的該液體狀產物含有25公克至35公克的胺基酸，以及在該含胺基酸產物的製造方法的方法中，係無額外添加影響反應速率之物質，且在該水解步驟與該分離步驟之間，更包括一洩壓抽氣步驟，係將該氣密式槽體洩壓至常壓，並對該氣密式槽體進行真空抽取。
2. 如請求項1所述的含胺基酸產物的製造方法，其中在該水解步驟中，該溫度係為160℃至180℃。
3. 如請求項1所述的含胺基酸產物的製造方法，其中在該水解步驟中，該飽和水蒸氣壓係為20至22個大氣壓。
4. 如請求項1所述的含胺基酸產物的製造方法，其中在該分離步驟中，係透過靜置沉澱的方式而將該含胺基酸產物置放一預定時間，使該含胺基酸產物依比重分離成油體狀產物、液體狀產物及固體狀產物。
5. 如請求項1所述的含胺基酸產物的製造方法，其中在該水解步驟中，該時間係為65至85分鐘。
6. 如請求項1所述的含胺基酸產物的製造方法，其中該影響反應速率之物質係為一催化劑。
7. 如請求項1所述的含胺基酸產物的製造方法，其中在該入料步驟中，係將經破碎處理的動物屍體作為該生物體碎片而置入該氣密式槽體。
8. 如請求項1所述的含胺基酸產物的製造方法，其中該生物體碎片係為一經破碎處理的動物屍體。
9. 請求項1所述的含胺基酸產物的製造方法，其中該液體狀產物係直接用於施肥之肥料。