CN101117359B - 一种食用昆虫几丁聚糖及其生产方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种食用昆虫几丁聚糖。主要以蝉、汉虾、蝗虫和蚕蛹等食用昆虫为代表的昆虫。目前国内外市场上已开发的产品主要有特种动物饲料以及食用昆虫餐桌菜肴，每年还有一定量的昆虫原料出口用做宠物饲料。本发明的目的是将食用昆虫加工过程中滤出的多余昆虫表皮加工成几丁聚糖、该食用昆虫几丁聚糖的生产方法及应用，实现工业化大规模生产。技术：食用昆虫皮粉碎打浆、分离、脱脂、脱钙、脱乙酰基、脱色、真空冷冻干燥、粉碎过筛，即为成品。效果：几丁聚糖为高分子材料，其性质独特，安全无毒，应用范围广，成为多领域的工业原料，使其变成高附加值的副产品，如在食品、医药、化妆品、农业、化工、环保等方面。

Description

一种食用昆虫几丁聚糖及其生产方法和应用

一、技术领域

本发明涉及一种食用昆虫几丁聚糖、食用昆虫几丁聚糖的生产方法及应用(用途)。主要以蝉、汉虾(也称为黄粉虫，下同)、蝗虫和蚕蛹等食用昆虫为代表的昆虫。

二、背景技术

目前国内外对昆虫资源开发的研究方向主要为寻求低成本养殖以及工业化生产的昆虫；研究昆虫体内有开发潜力的功能性物质。国内外市场上已开发的产品主要有特种动物饲料以及食用昆虫餐桌菜肴，每年还有一定量的昆虫原料出口西欧、韩国和日本用做宠物饲料，其中主要为汉虾、蝉和蚕蛹。对于食用昆虫几丁聚糖及其生产方法及应用在国内外均无报道。根据现代科学研究测定，食用昆虫蛋白质含量为35.3％～71.4％，游离氨基酸比值接近人体所需比值；水溶性维生素B族的含量极为丰富；并具有丰富的矿物质元素钙、钾、钠、镁等以及微量矿物质元素铁、锌、铜、锰、铬、硒等，因此可用作营养强化食品和保健食品的新型蛋白质原料。

三、发明内容

本发明的目的是研制一种食用昆虫几丁聚糖、该食用昆虫几丁聚糖的生产方法及应用(用途)，是以食用昆虫为主要原料，经过排杂、排毒处理技术和低温冷冻干燥等技术，提取具有多种活性成份的蛋白冻干粉并制作蛋白饮料及冲剂，以全粉制作食用昆虫系列食品，利用体内丰富的脂肪提取营养油作为特种功能性油品，利用表皮提取、转化几丁聚糖，作为医药及保健品原料。实现工业化大规模生产。

食用昆虫技术是一项新型食品工程技术，是以食用昆虫为原料，从养殖到安全性预处理，从虫蛹到幼虫及成虫，从外皮到体液，从蛋白质到脂肪，均可以达到综合利用开发，适用于多类可食用昆虫新资源，其成果可用于食品、保健品、药品及化妆品等多种领域。

为达到上述目的本发明的技术解决方案：

一种食用昆虫几丁聚糖，其特征是：以黑蚱蝉、蝗虫、柞蚕、家蚕、黄粉虫为主的食用昆虫，经过工业化养殖、收购、筛选、排杂、排毒、固化处理、粉碎打浆、分离出表皮、脱脂、萃取、粉碎过筛得到灰白色或白色状粉末成品。

本发明的技术解决方案还包括：

一种食用昆虫几丁聚糖的生产方法，以黑蚱蝉、蝗虫、柞蚕、家蚕、黄粉虫为主的食用昆虫，经过工业化养殖、收购、筛选、排杂、排毒、在50～100℃水温中浸置1～10分钟固化处理，其特征是：将排杂、排毒、固化后的食用昆虫皮在在粉粹机中粉碎打浆。

几丁聚糖工艺条件

脱脂：乙醚萃取法，以原料的3-8倍乙醚，震荡萃取4h以上，离心分离

脱钙：以HCl溶液(1-10％)和NaOH溶液(3-8％)交替浸提

时间：HCl溶液1-4h；NaOH溶液10-60m

脱乙酰基：NaOH溶液(30-50％)和NaOH溶液(40-55％)二次处理

时间：第一次≥3h；第二次≥1h

设备：搪瓷萃取罐，耐腐蚀反应釜，离心机、洗涤罐

特点：该法制作的几丁聚糖纯度高，品质优良，色泽白，透明

应用范围：

可应用于保健食品、化妆品和药品中，在保健品中的常用添加量为5-10％，在化妆品中的常用添加量为1-10％。

所述的一种食用昆虫几丁聚糖的生产方法，其特征是：在上述脱钙工序中，在常压常温下，将脱脂后的物料放入浓度为3％HCl～10％HCl溶液中，浸泡1h～4h得到啥颜色脱钙原料。

所述的一种食用昆虫几丁聚糖的生产方法，其特征是：在上述脱钙工序中，在常压常温下，将脱脂后的物料放入浓度为3％HCl溶液和5％NaOH溶液中，交替浸泡脱钙1h～4h得到啥颜色脱钙原料。

所述的一种食用昆虫几丁聚糖的生产方法，其特征是：在上述脱乙酰基工序中，在常压常温下，将脱钙后的物料放入浓度为20％NaOH～50％NaOH溶液中，浸泡2h～14h，或者放入浓度为20％NaOH～50％NaOH的两种溶液中，交替浸泡脱乙酰基1h～3h得到啥颜色脱乙酰基原料。

所述的一种食用昆虫几丁聚糖的生产方法，其特征是：所说的黑蚱蝉、蝗虫以每年夏秋季在虫害发生地组织收集，原料经过场地验收后，用清水清洗冲洗干净，在常压下，温度为60～100℃水中浸泡1～10分钟，进行灭活固化处理，然后洒入虫体重量为2～10％的食盐量进行盐渍，经验收包装，在零下10～20℃条件下快速冷冻保存待用。

所述的一种食用昆虫几丁聚糖的生产方法及应用，其特征是：所说的柞蚕、家蚕经过缫丝后，割茧取活蛹，活蛹直接冷冻保存待用。

所述的一种食用昆虫几丁聚糖的生产方法，其特征是：所说的黄粉虫以工业化的方式生产养殖，在养殖中利用畜牧养殖研究成果中的复合微生物(EM)和乳酸菌发酵技术生产的秸秆发酵饲料，辅以传统黄粉虫饲5～30天的排杂、排毒喂养过程，达到品种质量标准为：每百克虫料加工成不同虫龄期的五种颗粒饲料，在常温常压下，经过安全性口数小于600条，繁殖量在100～380倍，五代以内无退化现象，可通过新资源食品安全性检测标准。

生产的食用昆虫几丁聚糖作为食品、医药、化妆品、农业、化工、环保、废水处理、膜工业原料添加剂的应用，其特征是：得到的为新型特种食用昆虫几丁聚糖，用于乳饮料、固体饮料、冲剂、营养补充剂、蛋白糖、食品及调味酱产品，作为添加剂的应用，其添加剂量为5～30％。

本发明的有益效果

①本发明是以食用昆虫为主要原料，采用生物工程确定了开发系列营养食品和保健食品的食用昆虫技术。经国内营养专家及昆虫专家的论证及鉴定，进行了细致的营养价值分析和评估，认为食用昆虫种类多、数量大、分布广、繁殖快，具有高蛋白、低脂肪、低胆固醇、营养结构合理、肉质纤维少、易于吸收等突出优点，优于植物蛋白。食用昆虫作为饲料和餐桌菜肴已具有一定的市场，但是尚未开发利用为高附加值营养产品。食用昆虫可望成为人类新资源食品的高级动物性营养源，也是21世纪国际食品工业发展的方向之一。

②本发明是在长期的理论研究和应用研究的基础上，通过现代科技手段，将生化工程、食品工程、制药工程、营养学以及现代提取和分离加工技术相结合，以蝉、汉虾、蝗虫和蚕蛹等食用昆虫为代表，开发具有人体营养物质的新资源食品，取代了食用昆虫干体作为饲料的初级产品，改观了产品形态，扩大了产品的种类及其附加值，提高了产品的品质，延长了产品的货架期，促进食用昆虫养殖技术工业化生产，将会带来良好的社会效益和经济效益。

③选用了超临界CO₂萃取技术，能有效地降低活性物质的破坏，萃取率高，不产生残留溶剂，不污染环境，使用安全，质量可靠，适合本发明中活性物质、高附加值产品的提取，食用昆虫油萃取率可达到30％，可提取出透明、黄色的油状液体，萃取后的主要原料蛋白质呈灰白色粉剂，分离效果良好。

④食用昆虫脂肪含量在7.19％～40.5％，其中含有丰富的不饱和脂肪和脂溶性维生素E。以汉虾为例，其P/S值为0.9，可开发为特殊功能的保健食用油和功能性化妆品添加剂。

⑤几丁聚糖为高分子材料，其性质独特，安全无毒，应用范围非常广，尤其在食品、医药、化妆品、农业、化工、环保等方面。目前已经广泛应用于抗癌、减肥、保护消化道等方面的功能性食品，也用来作为食品、药品添加剂和化妆品的功能性原料，还用于废水处理、膜工业原料等领域。几丁聚糖的主要原料为虾、蟹壳，与本发明所产生的废弃物外皮的主要成分性能接近。本发明的目的在于利用食用昆虫的外皮转化为几丁聚糖，使其变废为宝，综合利用，成为多领域的工业原料，使其变成高附加值的副产品。

经过申请人测定，几丁聚糖技术指标：

⑥本发明经过试验确定了工艺技术，为食用昆虫技术成果的产业化奠定了基础。本发明技术中的真空冷冻干燥技术，冻干的目的是为了保留产品的生物和化学结构及其活性。食用昆虫蛋白为热敏性物质，受热后会发生色泽变化及溶解度下降，采用冻干技术生产的食用昆虫蛋白制剂，不仅保持了氨基酸不被破坏，也保留了抗菌肽的基本性能，还保护了其他活性物质的功能特性，如SOD超氧化物歧化酶等，也有效地保持了蛋白质的色泽和口感。本发明技术中的超临界CO₂萃取技术是近20多年来在医药、化工、食品领域发展的新型超微萃取分离精制技术，它克服了传统的溶剂提取法中溶剂残留问题，能够很好地保护热敏性物质。在本项目中，超临界CO₂萃取技术的关键是压力、温度与时间的确定，其提取率可高达30％。食用昆虫油脂为高附加值营养品，采用该技术提取油脂，充分保证了油脂的高纯度和高质量，不含有毒有害物质；低温操作不会使营养成分发生聚合与损耗；操作过程短，分离效率高，节省热能，与压榨法和浸出法相比，具有良好的优势。

四、具体实施方式

实施例1：以黑蚱蝉、蝗虫为例的食用昆虫，该原料主要靠自然界该害虫发生时，在发生地捕捉收购，比如陕西省关中地区每年7-8月份可大批量收购蝉蛹和蝗虫。原料收集方案：在虫害发生地组织收购网，培训收购员，每个收购点配备处理设备及储藏设备。根据当年发生量，即时确定收购价，严格检查和控制收购质量。原料处理过程：场地验收—清洗—在50℃～100℃(如50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100℃)之间任意温度水温中浸置1～10分钟，进行灭酶固化处理—洒入虫体重量为2％～10％(如2、3、4、5、6、7、8、9、10％范围内任意含量)的食盐量进行盐渍，经验收包装—在零下10℃～20℃(如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20℃范围内任意温度)条件下快速冷冻保存待用。

将冷冻保存待用的黑蚱蝉、蝗虫食用昆虫皮在谷物粉粹机中粉碎打浆，用10目～40目谷物选筛过滤，获得昆虫表皮粗品。经过脱钙和脱乙酰基工序，然后在真空度为0.01MPa～0.08Mpa(如0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08MPa范围内任意真空度)、冷冻温度为-30℃～-80℃、冷冻时间为2h-50h的条件下真空冷冻干燥，再在粉粹机中粉碎过筛，粉碎过筛后的物料经过检验包装即为灰白色或白色状成品。

在上述脱钙工序中，在常压常温下，还能够采用如下方法，将脱脂后的物料放入浓度为3％-5％％HCl溶液和5％-8％NaOH溶液中，交替浸泡脱钙1h～4h得到脱钙原料。

在上述脱乙酰基工序中，在常压常温下，将脱钙后的物料放入浓度为20％NaOH～50％NaOH溶液中，浸泡2h～14h；取出在45％-50％NaOH溶液二次处理，浸泡时间1h～4h，洗涤罐。

实施例2：以黄粉虫(也称作汉虾)为例的食用昆虫，以工业化的方式生产养殖，经过近十余年的选育，筛选出了一个较理想的汉虾虫组，其品种质量标准为：每百克虫口数小于600条(普通虫组每百克虫口数大于700条)，活性强，抗病性好，饲料适应性强，成本低，繁殖量在150倍--380倍，5代以内无退化现象。在工业化养殖中，设置了生产养殖与育种养殖场，生产用品种每养殖3代更换一次虫种，保证了养殖的产品质量。在养殖中利用畜牧养殖研究成果中的EM(复合微生物)和乳酸菌发酵技术生产秸秆发酵饲料，辅以传统汉虾饲料加工成不同虫龄期的5种颗粒饲料，使饲料成本降低30％以上，同时提高了虫体抗病能力。鲜虫的综合养殖成本为2800元/吨(含人工及饲料)。筛选的汉虾虫组，经过预处理即工业化养殖、筛选、排杂、排毒，在50℃～100℃(范围内任意温度)水温中浸置1～10分钟(范围内任意时间)固化处理，再在真空度为0.01MPa～0.08MPa(同前所述范围内任意压力)、冷冻温度为-30℃～-80℃(范围内任意温度)、冷冻时间为2h～50h(范围内任意时间)的条件下真空冷冻干燥，再在粉粹机中粉碎、打浆、选筛过滤，获得昆虫表皮粗品，同前面实施例1的工序。

实施例3：以柞蚕、家蚕为例的食用昆虫，对农户和集体养蚕业进行培训，按照要求进行同前预处理后加以收集。经过缫丝后的蚕蛹含有工业碱和蛹臭，直接用作食品加工，影响产品质量。所以柞蚕和家蚕作为食品的原料，应该在与蚕业生产合作的情况下割茧取活蛹。柞蚕活蛹的产量较大，有的省每年有300吨以上的原料。取活蛹直接冷冻保存比较方便。柞蚕、家蚕经过缫丝后，割茧取活蛹，活蛹直接冷冻保存待用。同理同前面实施例1的工序。

Claims (3)

1.一种食用昆虫几丁聚糖的生产方法，黑蚱蝉、蝗虫或黄粉虫，经过工业化养殖、收购、筛选、排杂、排毒、在50～100℃水温中浸置1～10分钟固化处理，其特征是：将排杂、排毒、固化后的食用昆虫皮在在粉碎机中粉碎打浆；

几丁聚糖生产工艺条件：

脱脂：乙醚萃取法，以原料的3～8倍乙醚，震荡萃取4h以上，离心分离；

脱钙：以HCl溶液1～10％和NaOH溶液3～8％交替浸提；

时间：HCl溶液1～4h；NaOH溶液10～60m；

脱乙酰基：NaOH溶液30～50％和NaOH溶液40～55％二次处理；

时间：在NaOH溶液30～50％中浸泡第一次≥3h；取出在NaOH溶液40～55％浸泡第二次≥1h；

设备：搪瓷萃取罐，耐腐蚀反应釜，离心机、洗涤罐；

所说的黑蚱蝉或黄蝗虫每年夏秋季在虫害发生地组织收集，原料经过场地验收后，用清水清洗冲洗干净，在常压下，温度为60～100℃水中浸泡1～10分钟，进行灭活固化处理，然后洒入虫体重量为2～10％的食盐量进行盐渍，经验收包装，在零下10～20℃条件下快速冷冻保存待用；

所说的黄粉虫以工业化的方式生产养殖，在养殖中利用畜牧养殖研究成果中的复合微生物EM和乳酸菌发酵技术生产的秸秆发酵饲料，辅以传统黄粉虫饲5～30天的排杂、排毒喂养过程，达到品种质量标准为：每百克虫料加工成不同虫龄期的五种颗粒饲料，在常温常压下，经过安全性口数小于600条，繁殖量在100～380倍，五代以内无退化现象，可通过新资源食品安全性检测标准。

2.根据权利要求1所述的一种食用昆虫几丁聚糖的生产方法制备的食用昆虫几丁聚糖，其特征是：以黑蚱蝉、蝗虫、黄粉虫为主的食用昆虫，经过工业化养殖、收购、筛选、排杂、排毒、固化处理、粉碎打浆、分离出表皮、脱脂、萃取、粉碎过筛得到灰白色或白色状粉末成品食用昆虫几丁聚糖。

3.根据权利要求1所述的一种食用昆虫几丁聚糖的生产方法制备的食用昆虫几丁聚糖作为食品、医药、化妆品、农业、化工、环保、膜工业原料添加剂的应用，其特征是：得到的食用昆虫几丁聚糖，用于乳饮料、固体饮料、冲剂、营养补充剂及调味酱产品，作为添加剂的应用，其添加剂量为5～30％。