CN101579037B - 一种从虾头和虾壳中提取蛋白质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种从虾头和虾壳中提取蛋白质的方法，该方法是利用纳豆菌发酵从虾头和虾壳中将蛋白质提取出来，具体包括如下步骤：(1)将虾头和虾壳粉碎后加水，灭菌；(2)将葡萄糖或蔗糖灭菌；灭菌后的葡萄糖或蔗糖加入到上述步骤(1)中灭菌后的原料中，混合得到原料混合液；(3)接种纳豆菌；(4)保温发酵；(5)发酵结束后将发酵液与发酵残渣分离；(6)将发酵液经干燥处理后，得到所需蛋白质产品。本发明利用纳豆菌水解液化虾头和虾壳中的蛋白质，不需要另外再添加蛋白酶，得到的蛋白质产品富含短肽、氨基酸、纳豆激酶、活性纳豆菌等多种有益成分，且采用微胶囊包埋掩盖不良气味，有利于该蛋白质产品添加到食品中。

Description

一种从虾头和虾壳中提取蛋白质的方法

技术领域

本发明涉及从海产品中提取蛋白质的技术领域，具体涉及一种从虾头和虾壳中提取蛋白质的方法。

背景技术

对虾类来说，虾头和虾壳富含丰富的营养物质，比如对虾虾头、虾壳约占虾体重量的30％左右，其中除了含有甲壳素、碳酸钙等矿物质外，还含有7～10％蛋白质、2～4％油脂、丰富的维生素E、虾青素、叶黄素、卵磷脂等成分，营养价值较高。

目前对虾头、虾壳的利用主要在两个方面：一是用于生产甲壳素，二是利用自身组织蛋白酶或者外源蛋白酶水解其中的蛋白质，将其液化分离出来。但是直接用虾头生产甲壳素，需要用高浓度的酸、碱处理原料，不仅污染严重，而且其中的蛋白质、脂肪、钙质等均作为杂质被除去，无法利用。通过蛋白酶水解的方法获得的水解液都有明显的苦涩味和腥臭味，产品风味差，无法作为其他食品的基料，只能作饲料，另外，水解过程中很容易发生腐败，并且外加蛋白酶也提高了生产成本。

纳豆菌(natto)，学名纳豆芽孢杆菌，枯草属，纳豆菌可以产生较高浓度的蛋白酶，水解培养基中的蛋白质；纳豆菌还是一种益生菌，可以调节肠道的微生态环境；它还可以产生纳豆激酶等成分，可以防治心脑血管疾病。目前国内外尚未有利用纳豆菌发酵虾壳、虾头的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用纳豆菌发酵从虾头和虾壳中提取蛋白质的方法，该方法利用纳豆菌对虾头和虾壳中蛋白质的水解作用，从而将蛋白质液化分离出来。

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

一种从虾头和虾壳中提取蛋白质的方法，该方法是利用纳豆菌发酵从虾头和虾壳中将蛋白质提取出来，纳豆菌发酵虾头和虾壳，将虾头和虾壳中的蛋白质水解液化，发酵过程中纳豆菌得到大量增值，并产生大量纳豆激酶，所得发酵液富含短肽、氨基酸、纳豆菌、纳豆激酶等成分，将发酵液经后期处理后可得到粉末状物质，该粉末状物质即为本发明方法提取所得蛋白质产品。

上述从虾头和虾壳中提取蛋白质的方法，其具体包括如下步骤：

(1)将虾头和虾壳粉碎后加水，灭菌冷却后作为后续试验的原料；

(2)将葡萄糖或蔗糖灭菌；灭菌后的葡萄糖或蔗糖加入到上述步骤(1)中灭菌后的原料中，混合得到原料混合液；

(3)接种纳豆菌；

(4)保温发酵；

(5)发酵结束后将发酵液与发酵残渣分离；

(6)将发酵液经干燥处理后，得到所需蛋白质。

上述步骤(1)中，虾头和虾壳选择新鲜的、冻藏的活着干燥的原料均可。

上述步骤(1)中，虾头和虾壳在进行后续试验前，需先进行粉碎处理，一般粉碎至0.5cm以下即可。

上述步骤(1)中，若采用新鲜或冻藏的虾头和虾壳，则加水量可选择为虾头和虾壳总重量的1～3倍；若采用干燥的虾头和虾壳，则加水量可选择为虾头和虾壳总重量的5～15倍。

上述步骤(1)中，将虾头和虾壳粉碎后加水，并进行灭菌处理，此处的灭菌处理采用本领域技术人员的常规操作，如可选择通用的121℃下灭菌20min。

上述步骤(2)中，葡萄糖或蔗糖必须与虾头和虾壳分开灭菌，灭菌完毕冷却后才可以加入到步骤(1)中已灭菌好的原料(虾头和虾壳)中；葡萄糖和蔗糖的灭菌处理也是采用本领域技术人员的常规操作，如121℃下灭菌20min。

上述步骤(2)中，葡萄糖或蔗糖的添加量可选择虾头和虾壳总重量的10～20％。

上述步骤(3)中，纳豆菌为成熟的产品，可由市场购买获得，纳豆菌的接种方法采用本领域技术人员的常规操作进行，纳豆菌的接种量为原料混合液总重量的1～4％。

上述步骤(4)中，保温发酵的温度可选择25℃～40℃，发酵时间选择在18小时以上。

上述步骤(5)中，发酵结束后可选择离心或过滤方法等本领域技术人员所常用的固液分离方法将发酵液与发酵残渣分离，收集发酵液。

上述步骤(6)中，对发酵液进行干燥处理，采用本领域技术人员所常用的干燥处理方法，如喷雾干燥法、真空干燥法或冷冻干燥法等，均可实现本发明；干燥处理后得到粉末状物质，即为蛋白质产品，可添加到食品中。

上述步骤(6)中，在将发酵液进行干燥处理前，可先将发酵液与微胶囊壁材混合，添加这一步的目的主要是利用微胶囊化包埋来掩盖不良气味，从而保证最终得到的蛋白质产品无不良气味，更加有利于制备所得蛋白质产品应用到食品添加中；所用的微胶囊壁材可以为本领域技术人员进行食品加工时所常用的材料，如麦芽糊精或阿拉伯胶，麦芽糊精和阿拉伯胶的用量分别为发酵液质量的8～15％和1～8％；微胶囊壁材也可以采用麦芽糊精和阿拉伯胶的复合壁材，通常采用质量比为7∶3的麦芽糊精和阿拉伯胶复合壁材，发酵液和该复合壁材的混合质量比为25∶4。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.纳豆菌可以分泌蛋白酶、纳豆激酶，本发明利用纳豆菌发酵虾头、虾壳，纳豆菌可以水解液化虾头和虾壳中的蛋白质，不需要另外再添加蛋白酶；

2.本发明方法得到的蛋白质产品富含短肽、氨基酸、纳豆激酶、活性纳豆菌等多种有益成分，短肽、氨基酸可补充膳食中的蛋白质，纳豆激酶可防治心脑血管疾病，纳豆菌可调节肠道菌群；

3.本发明方法操作简单，所用原料成本低，制备所得产品含有丰富的保健成分，且本发明采用微胶囊包埋掩盖可能会出现的不良气味，也使得所得产品更加有利于添加到食品中。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地解释，但具体实施例并不对本发明做任何限定。

实施例1

本实施例利用纳豆菌发酵从虾头和虾壳中提取蛋白质，其具体包括如下步骤：

(1)将12g虾头和虾壳粉碎至0.5cm后，加入36g的水(虾头和虾壳总重量的3倍)，121℃蒸汽灭菌20min，冷却；

(2)取1.2g蔗糖(虾头和虾壳总重量的10％)，121℃蒸汽灭菌20min，冷却后加入到上述灭菌后的原料中，混合得到原料混合液；

(3)将纳豆菌接种到步骤(2)所得原料混合液中，纳豆菌的接种量为原料混合液总重量的1％；

(4)37℃下发酵24h；

(5)发酵结束后，过滤分离发酵液和发酵残渣，收集发酵液；

(6)将上述发酵液和微胶囊壁材以25∶4的质量比混合，所述微胶囊壁材为麦芽糊精和阿拉伯胶的复合壁材(麦芽糊精∶阿拉伯胶的质量比为7∶3)，混合后进行干燥处理，采用进风温度为130℃，进料流速为15ml/min，出风温度为60℃～70℃，真空度为0.4MPa条件下进行喷雾干燥，制得粉末状物质0.97g，该粉末状物质即为本实施例制备所得蛋白质。

实施例2

本实施例利用纳豆菌发酵从虾头和虾壳中提取蛋白质，其具体包括如下步骤：

(1)将12g虾头和虾壳粉碎至0.5cm后，加入36g的水(虾头和虾壳总重量的3倍)，121℃蒸汽灭菌20min，冷却；

(2)取1.8g蔗糖(虾头和虾壳总重量的15％)，121℃蒸汽灭菌20min，冷却后加入到上述灭菌后的原料中，混合得到原料混合液；

(3)将纳豆菌接种到步骤(2)所得原料混合液中，纳豆菌的接种量为原料混合液总重量的2％；

(4)37℃下发酵18h；

(5)发酵结束后，过滤分离发酵液和发酵残渣，收集发酵液；

(6)将上述发酵液和微胶囊壁材以25∶4的质量比混合，所述微胶囊壁材为麦芽糊精和阿拉伯胶的复合壁材(麦芽糊精∶阿拉伯胶的质量比为7∶3)，混合后进行干燥处理，采用进风温度为130℃，进料流速为15ml/min，出风温度为60℃～70℃，真空度为0.4MPa条件下进行喷雾干燥，制得粉末状物质1.02g，该粉末状物质即为本实施例制备所得蛋白质。

实施例3

本实施例利用纳豆菌发酵从虾头和虾壳中提取蛋白质，其具体包括如下步骤：

(1)将12g虾头和虾壳粉碎至0.5cm后，加入30g的水(虾头和虾壳总重量的2.5倍)，121℃蒸汽灭菌20min，冷却；

(2)取1.2g蔗糖(虾头和虾壳总重量的10％)，121℃蒸汽灭菌20min，冷却后加入到上述灭菌后的原料中，混合得到原料混合液；

(3)将纳豆菌接种到步骤(2)所得原料混合液中，纳豆菌的接种量为原料混合液总重量的2％；

(4)37℃下发酵18h；

(5)发酵结束后，过滤分离发酵液和发酵残渣，收集发酵液；

(6)将发酵液置于-20℃冰箱冷冻24h，再以真空冻干机冻干24h，制得冻干粉末1.18g，该粉末状物质即为本实施例制备所得蛋白质。

Claims (5)

1.一种从虾头和虾壳中提取蛋白质的方法，其特征在于该方法是利用纳豆菌发酵从虾头和虾壳中将蛋白质提取出来，具体包括如下步骤：

(1)将虾头和虾壳粉碎后加水，灭菌；

(2)将葡萄糖或蔗糖灭菌；灭菌后的葡萄糖或蔗糖加入到上述步骤(1)中灭菌后的原料中，混合得到原料混合液；

(3)接种纳豆菌；

(4)保温发酵；

(5)发酵结束后将发酵液与发酵残渣分离；

(6)将发酵液经干燥处理后，得到所需蛋白质；

步骤(3)中，所述纳豆菌的接种量为原料混合液总重量的1～4％；

步骤(4)中，所述保温发酵的温度为25℃～40℃，发酵时间为18小时以上；

步骤(6)中，在对发酵液进行干燥处理前，先将发酵液与微胶囊壁材混合；所述微胶囊壁材为麦芽糊精或阿拉伯胶，麦芽糊精的用量为发酵液质量的8～15％，阿拉伯胶为发酵液质量的1～8％。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤(1)中，所述虾头和虾壳被粉碎至0.5cm以下。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤(1)中，当采用新鲜或冻藏的虾头和虾壳，则加水量为虾头和虾壳总重量的1～3倍；若采用干燥的虾头和虾壳，则加水量为虾头和虾壳总重量的5～15倍。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤(2)中，所述葡萄糖或蔗糖的添加量为虾头和虾壳总重量的10～20％。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤(6)中，所述干燥处理方法为喷雾干燥法、真空干燥法或冷冻干燥法。