Optimization of Chelation Process for Complex Microelement Iron Supplement Derived from Pig Blood by Response Surface Methodology

[Objectives]This study aimed to optimize the chelation process for complex microelement iron supplement derived from pig blood by response surface methodology.[Methods]On the basis of single-factor test,p H value,concentration of polypeptide solution and volume ratio of polypeptide solution to FeCl_2 solution were selected as influencing factors with Fe(II)chelation rate as the indicator for Box-Behnken central composite experimental design with three factors and three levels.The effects of three factors on the response value were analyzed by response surface methodology.[Results]The optimized chelation process for complex microelement iron supplement derived from pig blood by response surface methodology was as follows:pH 5.40,polypeptide solution concentration 2.27%,volume ratio of polypeptide solution to FeCl_2 solution 2.16∶1.Under this condition,the predictive Fe(II)chelation rate of iron supplement was 79.37%,while the actual value was 79.41%.[Conclusions]The optimized process may provide new thoughts for the development and utilization of complex microelement iron supplement derived from pig blood.

饲粮中添加氨基酸络合铁对生长肥育猪生长性能、血液指标、肝脏铁沉积和肉质性状的影响

本试验旨在研究饲粮中添加不同水平氨基酸络合铁对生长肥育猪生长性能、血液指标、肝脏铁沉积和肉质性状的影响。选取体况良好、平均体重为(24.10±2.43)kg的“杜长大”三元杂交猪216头,随机分为6个组,每组6个重复,每个重复6头猪(公母各占1/2)。对照组(空白对照)饲喂不添加任何铁源的基础饲粮;FeSO_(4)组(阳性对照)在基础饲粮中添加60 mg/kg Fe_(S)O_(4)(以铁计);其余4个试验组分别在基础饲粮中添加15、30、45和60 mg/kg氨基酸络合铁(均以铁计)。试验期110 d,按试验猪体重分为25~50 kg、51~85 kg和86~120 kg等3个生长阶段。结果表明:1)与对照组和FeSO_(4)组相比,饲粮中添加不同水平氨基酸络合铁对各体重阶段及试验全期试验猪生长性能均无显著影响(P>0.05)。但在86~120 kg阶段和试验全期,随着氨基酸络合铁添加水平的提高,试验猪平均日增重(ADG)呈线性提高(P<0.05)。2)在50 kg时,与对照组相比,饲粮中添加30、45和60 mg/kg氨基酸络合铁均极显著提高试验猪血液平均红细胞血红蛋白(MCH)含量和平均红细胞体积(MCV)(P<0.01);在85 kg时,与对照组相比,饲粮中添加30、45和60 mg/kg氨基酸络合铁显著或极显著提高血液血红蛋白(HGB)含量(P<0.05)、MCH含量(P<0.01)和MCV(P<0.01);在120 kg时,与对照组相比,饲粮中添加30、45和60 mg/kg氨基酸络合铁均极显著提高血液MCH含量(P<0.01),饲粮中添加45和60 mg/kg氨基酸络合铁均极显著提高血液MCV(P<0.01)。同时,随着氨基酸络合铁添加水平的提高,各体重阶段试验猪血液MCH含量和MCV呈线性提高和二次变化(P<0.01)。此外,除15 mg/kg氨基酸络合铁添加组外,其他水平氨基酸络合铁添加组试验猪血常规指标与FeSO_(4)组无显著差异(P>0.05)。3)与对照组相比,饲粮中添加不同水平氨基酸络合铁均极显著提高生长肥育猪肝脏铁含量(P<0.01),且随着氨基酸络合铁添加水平的提高,肝脏铁含量呈线性提高和二次变化(P<0.01)。与FeSO_(4)组相比,饲粮中添加60 mg/kg氨基酸络合铁极显著提高肝脏铁含量(P<0.01)。4)与对照组相比,饲粮中添加45和60 mg/kg氨基酸络合铁显著或极显著提高生长肥育猪背最长肌肉色红度(a*)值(P<0.05)和饱和度Chroma(c^(*))值(P<0.01),且随着氨基酸络合铁添加水平的提高,两者呈线性提高和二次变化(P<0.05)。综上所述,饲粮中添加15 mg/kg氨基酸络合铁即可有效促进生长肥育猪肝脏铁沉积,添加30 mg/kg可有效促进血液中血红蛋白合成,添加45 mg/kg可改善猪肉色泽,表明该氨基酸络合铁在猪上是一种高效饲用铁源。

猪血多肽铁螯合盐的制备工艺

研究了猪血多肽与铁盐进行螯合反应的条件,并测定了猪血多肽铁螯合盐的成分。试验表明:氯化亚铁适合作为多肽与铁进行螯合反应的铁源,猪血多肽铁螯合盐的最佳制备工艺条件为,pH值5、多肽与亚铁盐质量比4∶1、多肽溶液浓度3.0%,猪血多肽铁螯合盐的主要成分是多肽和铁,其质量分数分别为70.02%和12.23%。

猪血多肽螯合铁的制备工艺研究

研究了猪血多肽与铁盐反应制备多肽螯合铁的最佳工艺条件,并对产物的组成成分进行了测定。研究表明,氯化亚铁适合作为多肽与铁进行螯合反应的铁源,制备猪血多肽螯合铁的最佳工艺条件为:螯合反应的pH为5.0,多肽与铁盐的质量比为3∶1,多肽溶液浓度为3.0%,猪血多肽螯合铁的主要成分是多肽和铁,其质量百分数分别为70.02%和14.23%。

响应面法优化猪血复合微量元素补铁剂螯合工艺

采用响应面法优化猪血复合微量元素补铁剂的螯合工艺。在单因素试验的基础上,选择pH值、多肽溶液质量分数、多肽溶液与1.0 mol/L FeCl_2溶液的体积比为影响因素,以Fe^(2+)螯合率为指标,进行3因素3水平的Box-Behnken试验设计,采用响应面法分析3个因素对响应值的影响。结果表明:响应面法优化猪血复合微量元素补铁剂的最佳螯合工艺条件为p H值5.40、多肽溶液质量分数2.27%、多肽溶液与1.0 mol/L FeCl_2溶液的体积比2.16∶1;在此条件下,猪血多肽Fe^(2+)螯合率的预测值为79.37%,实测值为79.41%。

富铁亚硝基猪血红素肽的制备

目的制备富铁亚硝基猪血红素肽。方法以新鲜猪血为原料制备血红蛋白,分别取胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶及碱性蛋白酶,在各自最适温度和p H条件下水解,有限酶解成较长的多肽链,分析水解效果,选择最适酶进行酶解条件确定试验。取酶解后的产物,合成富铁亚硝基血红素肽,定性检测合成肽产物。结果综合螯合物颜色和铁螯合活性,确定最佳酶解用酶为胰蛋白酶。最佳酶解条件为:底物浓度10%,加酶量5 000 U/g,反应时间4 h,在此条件下,水解产物与亚硝酸钠反应生成亚硝基血红素肽,且螯合铁的效果最好。定性检测显示,产物中生成了亚铁血红素肽及亚硝基血红素肽。结论成功制备了富铁亚硝基猪血红素肽。

林蛙骨肉多肽螯合铁的制备及表征

林蛙是东北的珍贵蛙种,但多年来对林蛙的开发利用主要集中在林蛙油上,对林蛙残体深加工和副产品高值化利用相对不足。为了有效利用林蛙资源,以林蛙残体和无机铁原为原料,通过单因素实验以及正交实验,确定使用木瓜蛋白酶作为林蛙骨肉的水解酶,氯化亚铁作为无机铁原,异丙醇作为醇降试剂,探究并验证林蛙骨肉多肽螯合铁的最佳制备工艺;并通过BCA法、红外光谱和紫外光谱对多肽螯合铁进行理化性质研究。结果表明:林蛙骨肉多肽酶解液和氯化亚铁形成了新的螯合物。