CN101836686B - 工业化一步法家蝇幼虫蛋白质粉脱脂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种工业化一步法家蝇幼虫蛋白质粉脱脂的方法，实施步骤如下：(1)收获幼虫、清肠，用NaCl溶液去除残存饲料；(2)幼虫热处理变性；(3)压榨幼虫并烘干虫浆；(4)将干燥的虫浆粉碎；(5)虫浆粉用超临界CO2萃取设备脱除虫脂；萃取物与溶剂只设一次分离；条件为：萃取压力：20MPa-35MPa；萃取温度：31℃-45℃；萃取时间：1h-4h；CO2流量：10kg/h-30kg/h；分离压力：6MPa-10MPa；分离温度：25℃-35℃。该方法对家蝇幼虫进行一系列严格的前处理，清除掉蛆浆粉中的脂肪，一步法得到优质、高纯的家蝇幼虫脱脂复合蛋白质粉。其中，除含有优质、高纯蛋白质外，还含有丰富的维生素、微量元素和活性多肽。该方法解决了家蝇幼虫蛋白质的脱脂难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种制取家蝇复合蛋白质粉的方法，特别涉及一种工业化一步法家蝇幼虫蛋白质粉脱脂的方法。
背景技术
家蝇(Musca domestica)幼虫干粉的蛋白质含量高达55％以上。家蝇幼虫不仅蛋白质含量高，而且蛋白质中包含18种氨基酸，所含氨基酸的种类齐全。8种人类必须氨基酸(即人类自身不能合成或转化的氨基酸)：赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、缬氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等含量丰富，必须氨基酸总量是鱼粉的2.2倍。评价蛋白质营养的高低，除考虑必须氨基酸的种类和数量外，更要考虑这些氨基酸相互间的比率是否与人体的需要相符合。1973年FAO/WHO提出了人类必须氨基酸模式，根据该模式计算出的家蝇幼虫蛋白质氨基酸得分(AAS)为99分(人乳为100分)，非常符合儿童与成人对氨基酸的需要。因此，家蝇幼虫蛋白质是一种具有优良氨基酸平衡的蛋白质。另外，家蝇幼虫蛋白质中还含有许多生理活性物质，如抗菌肽(抗菌蛋白)、凝集素、防御素、溶菌酶等，这些物质具有抗某些细菌、真菌、病毒甚至一些病原虫的功能。除此之外，幼虫体内还含有多种生命活动所必须的微量元素，如铁、锌、锰、磷、钴、铬、镍、硼等，以及一些维生素，如B族维生素和脂溶的VA、VD等(张泽生等家蝇幼虫作为人类潜在食物蛋白质资源的探索1997食品工业科技No.6 P67-69)。
传统工艺提取和精制家蝇幼虫蛋白质粉技术包括：收获幼虫、去杂、洗涤、粉碎、滤出蛆浆、烘干，用挥发性的有机溶剂(如乙醚、石油醚、环己烷等)长时间浸提蛆浆粉。去除浸提液后，回收蛋白质粉、风干、溶解、脱色、脱臭、等电点沉降、过滤、干燥、粉碎等步骤。可见，传统工艺的生产周期长，所需设备多、工艺流程复杂，污染重，耗能高。尤其是在浸提后的脱脂蛋白质粉中，残留的溶剂难以去除干净，有可能对人体造成一定的伤害。特别是，通过等电点沉降，流失了大量的蛋白、功能肽、微量元素和维生素，浪费了资源，降低了营养价值。
到目前为止，产业化家蝇幼虫饲养的数量，远远达不到油脂加工成套设备所要求的数量。现有技术存在的上述弊端严重制约了该行业的发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种工艺简单、优质高产、且益于环保的工业化一步法家蝇幼虫蛋白质粉脱脂的方法。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种工业化一步法家蝇幼虫蛋白质粉脱脂的方法，其特征在于实施步骤如下：
(1)幼虫养殖到蛹前期时收获；静置2h-6h，清除体内的残存物；利用残存饲料与幼虫密度的不同，将清肠后的幼虫置于密度为1.08g/cm3-1.09g/cm3的NaCl溶液中沉降残存饲料，收获上层的幼虫；采用四级逆流清洗，洗净幼虫体表携带的NaCl和体表分泌物；
(2)在60℃≤T≤75℃的条件下热变性处理，抑制酚氧化酶活性；
(3)压榨幼虫，挤压出虫浆，过滤除去固形物，收获虫浆；虫浆在40℃≤T≤80℃温度下真空干燥；
(4)将干燥的虫浆粉碎为20目-80目的虫浆粉；
(5)虫浆粉用超临界CO2萃取设备脱除虫脂；萃取物与超临界CO2溶剂的分离，只设一次分离；条件为：萃取压力：20MPa-35MPa；萃取温度：31℃-45℃；萃取时间：1h-4h；CO2流量：10kg/h-30kg/h；分离压力：6MPa-10MPa；分离温度：25℃-35℃。
本发明的有益效果是：本发明方法与传统方法比较，操作简单，提取温度低、生产周期短，活性物质不会受到破坏，无环境污染。所得产品中除蛋白质这一主成份外，还保留了原浆中的生理活性物质(多肽、小分子蛋白)、人体必须的微量元素和多种维生素。产品中无添加物、无溶剂残留、故纯度高、质量优，无环境污染。作为营养物，营养价值优于传统方法制得的蛋白质粉。其重要意义在于：待脱脂的物料可为数十克到数吨，从对家蝇幼虫进行一系列严格的前处理至采用现通常用于植物次生代谢产物提取的萃取设备，设定本发明方法中的各参数值，一步法轻易解决常规方法无法解决的家蝇幼虫蛋白质的脱脂问题。且有效提高营养价值，降低生产成本，更加益于环保。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、特征详述如下：
实施例1
本发明研究了家蝇幼虫生活史中，各个阶段虫体中的蛋白质含量，发现在蛹前期的含量最高。因此确定在蛹前期收获幼虫。收获后，静置2h-6h清肠，以便排出体内的污物。
为了彻底清除幼虫中混杂的残存饲料，将幼虫放在密度为1.08g/cm3-1.09g/cm3的NaCl溶液中，利用残料和幼虫的密度差，使残存的饲料下沉，成熟的幼虫上浮。捞取上层幼虫，放在四级清洗池中，逆流四级清洗，除去体表的NaCl和体表分泌物。
昆虫酚氧化酶(phenoloxidase，PO)是一个重要的免疫防卫因子，通常以酚氧化酶原(prophenoloxidase，proPO)的形式存在于血淋巴中。proPO由浆血细胞和凝血细胞合成并释放于血淋巴中。proPO正常情况下在昆虫体内以二聚体存在。当昆虫受到微生物入侵或伤害时，酚氧化酶原被激活生成酚氧化酶。酚氧化酶又称为酪氨酸酶，是一种含铜离子的氧化酶，可根据其氧化底物的不同，将其分为单酚氧化酶(monophenoloxidase，MPO)和双酚氧化酶(diphenoloxidase，DPO)。单酚氧化酶催化酪氨酸羟基化生成L-多巴；双酚氧化酶能氧化双酚物质(如L-多巴、多巴胺、N-乙酰多巴胺)成为醌。醌在非酶促条件下最终生成黑色素。(冯从经等亚洲玉米螟幼虫血清中酚氧化酶原的性质2005昆虫学报Vol.48 No.5 649-654)。该反应发生在虫体内，是虫体褐化的主要原因。
本发明为了防止该反应的发生，在收获幼虫后，幼虫仍在存活期间，用60℃≤T≤75℃热变性，抑制酚氧化酶原被激活后所产生的酚氧化酶活性，防止黑色素的形成，以保证产品的良好商品性状，这是本发明的一个重要环节。
将洗涤干净的幼虫榨浆、过滤去除固形物，获得虫浆。虫浆在40℃≤T≤80℃温度下真空干燥。干燥后的虫浆粉碎至20目-80目。采用通常用于植物次生代谢产物提取的超临界CO2萃取设备，从粉碎的物料中脱去虫脂。即在20MPa-35MPa的萃取压力和31℃-45℃的萃取温度下，萃取1h-4h；，CO2流量：10kg/h-30kg/h；萃取物与超临界CO2溶剂的分离条件为，分离压力：6MPa-10MPa；分离温度：25℃-35℃，均可获得脱脂的家蝇幼虫蛋白质粉。
实施例2
从幼虫饲养箱中分离出生长到蛹前期的幼虫，将幼虫静置2h清肠，然后将清肠后的幼虫置于密度为1.09g/cm3的NaCl溶液中，沉淀出混杂的残存饲料。收获上层幼虫，四级清水洗涤，除去体表的NaCl和分泌物。收获的幼虫70℃变性。将已变性的幼虫挤压出虫浆。过滤，除去虫浆中的固形物，将收获的虫浆置于40℃下真空干燥。粉碎干燥的物料，粒度为过60目筛。用超临界CO2萃取设备脱除脂肪。萃取釜的压力为30MPa，温度为43℃，时间为3.5h，CO2流量为28kg/h。萃取物与超临界CO2溶剂的分离，分离釜的压力为8MPa，温度为25℃。产物为本白色的脱脂家蝇幼虫蛋白质粉。其它同实施例1。
实施例3
从幼虫饲养箱中分离出生长到蛹前期的幼虫，静置4h清肠。将清肠后的幼虫置于密度为1.08g/cm3的NaCl溶液中，沉淀出混杂的残存饲料。收获上层幼虫，四级清水洗涤，除去体表的NaCl和分泌物。收获的幼虫75℃变性。将已变性的幼虫挤压出虫浆。过滤，除去虫浆中的固形物，将收获的虫浆置于60℃下真空干燥。粉碎干燥的物料，粒度为过80目筛。用超临界CO2萃取设备脱除脂肪。萃取釜的压力为25MPa，温度为38℃，时间为1.5h，CO2流量为15kg/h。分离釜的压力为6MPa，温度为33℃。产物为本白色的脱脂家蝇幼虫蛋白质粉。其它同实施例1。
实施例4
从幼虫饲养箱中分离出生长到蛹前期的幼虫，静置6h清肠。将清肠后的幼虫置于密度为1.09g/cm3的NaCl溶液中，沉淀出混杂的残存饲料。收获上层幼虫，四级清水洗涤，除去体表的NaCl和分泌物。收获的幼虫60℃变性。将已变性的幼虫挤压出虫浆。过滤，除去虫浆中的固形物，将收获的虫浆置于80℃下真空干燥。粉碎干燥的物料，粒度为过40目筛。用超临界CO2萃取设备脱除脂肪。萃取釜的压力为35MPa，温度为32℃，时间为4h，CO2流量为30kg/h。分离釜的压力为9MPa，温度为28℃。产物为脱脂家蝇幼虫蛋白质粉。其它同实施例1。
上述参照实施例对该工业化一步法家蝇幼虫蛋白质粉脱脂的方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种工业化一步法家蝇幼虫蛋白质粉脱脂的方法，其特征在于实施步骤如下：
(1)幼虫养殖到蛹前期时收获；静置2h-6h，清除体内的残存物；利用残存饲料与幼虫密度的不同，将清肠后的幼虫置于密度为1.08g/cm3-1.09g/cm3的NaCl溶液中沉降残存饲料，收获上层的幼虫；采用四级逆流清洗，洗净幼虫体表携带的NaCl和体表分泌物；
(2)在60℃≤T≤75℃的条件下热变性处理，抑制酚氧化酶活性；
(3)压榨幼虫，挤压出虫浆，过滤除去固形物，收获虫浆；虫浆在40℃≤T≤80℃温度下真空干燥；
(4)将干燥的虫浆粉碎为20目-80目的虫浆粉；
(5)虫浆粉用超临界CO2萃取设备脱除虫脂；萃取物与超临界CO2溶剂的分离，只设一次分离；条件为：萃取压力：20MPa-35MPa；萃取温度：31℃-45℃；萃取时间：1h-4h；CO2流量：10kg/h-30kg/h；分离压力：6MPa-10MPa；分离温度：25℃-35℃。
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