角蛋白水解液柱下液是指角蛋白通过强酸完全水解成氨基酸,经不同方法分离胱氨酸、酪氨酸、亮氨酸和碱性氨基酸(His、Lys、Arg)后的混合氨基酸溶液,其主要成分是谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸和缬氨酸等。由于研究的不够深入,这些氨基酸没有得到合理有效的利用,不仅造成资源浪费,直接排放还可能导致环境污染;复合氨基酸钙是目前新兴的第三代补钙产品,价格较高,其应用受到了限制。本文开发了利用角蛋白水解液柱下液提供氨基酸源制备复合氨基酸钙的生产工艺,不仅可以降低复合氨基酸钙的生产成本,提供了氨基酸源选择的新思路,还可以实现动物有机废弃物的再利用。主要进行了以下几个方面的工作:(1)分析了角蛋白水解液柱下液中的主要成分,并对其脱色条件进行优化,发现:角蛋白水解液柱下液中,总固形物含量为15.41%;总氮含量为2.77%;氯化铵的含量为5.67%;氨基酸总量为103.07 g·L-1;以吸光度为指标,比较了活性炭与几种大孔吸附树脂的脱色效果,发现活性炭的脱色效果明显优于大孔吸附树脂;并对活性炭脱色的最佳条件进行优化,得出最佳条件为活性炭用量8%,p H为3,脱色温度90℃,脱色时间50 min。在此条件下,脱色率为86.31%,此时氨基酸的保留率为94.92%。(2)采用水相法进行复合氨基酸与钙离子的螯合反应,考察了复合氨基酸与钙离子的摩尔比、螯合温度、时间和p H值对螯合反应的影响。通过单因素实验及正交实验确立了最佳的反应条件:反应液p H为9,反应温度为40℃,反应时间为60 min,复合氨基酸与钙的配位比为2∶1,在此条件下,螯合率为90.42%。(3)通过对比复合氨基酸和复合氨基酸螯合钙的紫外光谱图,证明了复合氨基酸与钙之间发生了配合反应,综合比较可得出螯合反应结束后生成了新物质。利用红外光谱分析螯合反应前后物质分子的变化,表明氨基酸中的-NH2、-COOH键均参与了反应,进一步证明反应产物确实为氨基酸螯合物。复合氨基酸和复合氨基酸螯合钙的DSC曲线进一步说明复合氨基酸与钙确实发生了螯合反应,产生了新物质。(4)通过对自制的复合氨基酸钙的理化性质进行检测和分析后发现,产品具有较高的纯度,且溶解性较好,在p H值3~9范围内,溶解度都高于10 g/100 m L,易于人体吸收。通过对比复合氨基酸与复合氨基酸螯合钙中氨基酸的种类与含量发现,各种氨基酸与钙离子之间都有较好的亲和度,同为酸性氨基酸,谷氨酸相比于天冬氨酸与钙离子之间螯合能力更强,而脯氨酸的杂环结构不易于与钙离子螯合。