CN103483182B - 克氏原螯虾副产物综合利用方法 - Google Patents

克氏原螯虾副产物综合利用方法 Download PDF

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Abstract

一种克氏原螯虾副产物综合利用方法，其先将克氏原螯虾虾头和虾壳制成虾粉；再用柠檬酸溶液与苹果酸溶液配制成的混合酸和蒸馏水对虾粉进行浸提；浸提液经超声波辅助提取，过滤后的滤液真空干燥即得柠檬酸-苹果酸钙；浸提滤渣用水洗涤至中性，干燥；用木瓜蛋白酶与风味蛋白酶混合成的复合蛋白酶和蒸馏水对浸提滤渣进行酶解，酶解后进行灭酶，离心，得上清液和沉淀物，将上清液浓缩冷冻干燥得到蛋白质粉末；用分析纯乙酸乙酯和无水乙醇混合成的提取剂对沉淀物进行提取，过滤，将滤液真空浓缩，冷冻干燥得到虾青素粉末。本发明实现了对虾副产物中钙物质、蛋白质、虾青素成分逐步提取，很好地解决虾企业的环境污染问题，又最大程度地实现资源节约。

Description

克氏原螯虾副产物综合利用方法
技术领域
本发明涉及一种虾副产物综合利用，尤其是一种克氏原螯虾副产物综合利用方法。
背景技术
克氏原螯虾(Procambarus clarkii)，俗称淡水小龙虾或红色沼泽螯虾，是我国主要的淡水虾之一。虾副产物主要是指对原料虾筛选后加工成虾仁、虾尾及整肢虾等产品的下脚料，包括无法加工利用的低值小虾、虾壳、虾足及虾头部分。这些副产物大概有85％左右，其含有丰富的蛋白质、脂肪和矿物质，以及活性成分虾青素和甲壳素等。虾头壳废料中含有动物蛋白质20%-30%，无机盐30%-40%，虾壳含有甲壳素20%-30%与虾青素4%-8%。我国虾类加工所产生的虾头壳废料占虾类加工原料的85%左右，这些虾类废料如果不通过精深加工，会导致水产资源大量浪费、会导致水产品的加工成本增高、会严重污染环境。因此，充分利用虾类废料，提高其附加值，势在必行。
近年来，占虾重85%左右的虾副产物的利用已经引起许多企业的重视。由于甲壳素产品的经济效益非常高，大多数食品企业从虾类废料中只提取甲壳素，虾类废料中大量的蛋白质、无机盐及虾青素没能得到利用。而且提取甲壳素时，采取的方法均是加入大量酸碱去掉蛋白质、无机盐这两类杂质。因此，生产过程产生大量的高浓度酸碱废液，严重污染环境。而且，无机盐和蛋白质作废料处理，严重浪费资源，经济效益也大打折扣。此外，利用高浓度的酸碱提取甲壳素，获得的甲壳素产品的品质不高。因此，如何科学地开发利用虾副产物资源，提高其经济价值，已成为目前亟待解决的问题。
虽然目前对虾副产物资源做了大量的研究，但主要集中在虾副产物中蛋白质、无机盐、虾青素、甲壳素等成分单一方面的提取研究，而没有综合考虑几种物质同时利用的合理工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种能综合提取虾副产物中的钙物质、蛋白质及虾青素的克氏原螯虾副产物综合利用方法。
为了解决上述技术问题，本发明克氏原螯虾副产物综合利用方法包括下列步骤：
a、虾粉的制备：将克氏原螯虾虾头和虾壳洗净，并于45℃-55℃干燥25-30h后，粉碎，过60目筛，制成虾粉；
b、酸浸提：将质量百分比浓度为20%-22%柠檬酸溶液与质量百分比浓度为28%-32%苹果酸溶液按体积比等于1:1.5~2的比例配制成混合酸，将虾粉(g):混合酸(mL):蒸馏水(mL)= 1:3~3.5:50~55的比例混合，浸提，得浸提液；
c、超声波辅助提取：对上一步得到的浸提液在超声功率200-300W、超声温度45-55℃的条件下，超声处理55-65min；
d、过滤，得浸提滤液和浸提滤渣，将浸提滤液真空干燥，即得柠檬酸-苹果酸钙；
e、将浸提滤渣用水洗涤至中性，于50-60℃干燥，过60目筛，在-18℃下保存；
f、蛋白质提取：将木瓜蛋白酶与风味蛋白酶按质量比为1:1.5混合成为复合蛋白酶，根据洗涤干燥后的浸提滤渣的质量加入1.0-1.2%复合蛋白酶，再加入蒸馏水，控制浸提滤渣与水的质量比为1:10~11，调节pH6.5-7.0，在温度为50-52℃的水浴条件下酶解3-3.5h，酶解结束后置于沸水浴中灭酶，离心，得上清液和沉淀物，将上清液浓缩，冷冻干燥得到蛋白质粉末；
g、虾青素提取：将分析纯乙酸乙酯和无水乙醇按体积比5:1混合成为提取剂，将沉淀物和提取剂按质量比1: 50~55混合，并于温度70-75℃，提取20-25min，过滤，将滤液真空浓缩，冷冻干燥得到虾青素粉末。
步骤a中将克氏原螯虾头和虾壳置于电热鼓风干燥箱中干燥，并用高速中药粉碎机粉碎，制成虾粉后在等于或低于-18℃保存。
步骤d中所得柠檬酸-苹果酸钙钙含量大于等于20.84%，溶解度为大于等于0.8015g/100mL。
与现有技术相比，本发明的效果有：
1、以克氏原螯虾副产物为原料，分别提取钙、蛋白质和虾青素，实现了克氏原螯虾副产物的综合利用，减少了环境污染，提高了经济效益。
2、本发明将质量百分比浓度为20-22%柠檬酸溶液与质量百分比浓度为28-32%苹果酸溶液按体积比等于1:1.5~2的比例配制配制成混合酸，将虾粉(g):混合酸(mL):蒸馏水(mL)= 1:3~3.5:50~55的比例混合，浸提，有效地避免了强酸（盐酸）脱钙对环境造成的污染。
3、本发明采用超声波辅助提取果酸钙，使钙离子提取率高达94.85%。
4、本发明得到的柠檬酸-苹果酸钙外观为乳白色晶体粉末，钙含量大于等于20.84%，溶解度大于等于0.8015g/100mL，钙含量适中，且有较高的溶解度。
5、本发明以除钙、蛋白质后的克氏原螯虾副产物为原料，采用乙酸乙酯-乙醇有机溶剂提取虾青素，是一种安全无毒的提取方法，得到虾青素含量为92.55μg/g的虾青素产品。
6、本发明对虾副产物中钙物质、蛋白质、虾青素成分逐步提取，形成一条合理的提取工艺。以期能够为人们提供更多的食品营养强化剂，大大提高虾仁加工企业的经济效益, 并且可以形成龙虾养殖业的产业链, 带动虾业及相关产业的发展, 促进农村经济建设，不仅解决虾企业的环境污染问题，又能最大程度的节约资源。
具体实施方式
实施例1：将克氏原螯虾虾头和虾壳洗净，在电热鼓风干燥箱中45℃干燥30h，用高速中药粉碎机粉碎，过60目筛，在-18℃下保存，制成虾粉；将质量百分比浓度为22%柠檬酸溶液与质量百分比浓度为28%苹果酸溶液按体积比等于1：1.5的比例配制成混合酸，按虾粉(g) :混合酸(mL) :蒸馏水(mL)= 1:3.2:54的比例混合，浸提，得浸提液；超声波辅助提取：在超声功率250W、超声温度55℃的条件下，对得到的浸提液超声处理55min，过滤，得到浸提滤渣和浸提滤液，浸提滤液经真空浓缩干燥得到柠檬酸-苹果酸钙粉末；浸提滤渣用水洗涤至中性，在电热鼓风干燥箱中于50℃干燥，过60目筛，-18℃保藏，用于提取蛋白质；蛋白质提取：将木瓜蛋白酶与风味蛋白酶按质量比1:1.5混合成为复合蛋白酶，根据洗涤干燥后的浸提滤渣的质量加入1.1%的复合蛋白酶，再加入蒸馏水，控制浸提滤渣与水的质量比为1:10.5，调节pH6.5，在温度为50℃的水浴条件下酶解3.2h，酶解结束后置于沸水浴中灭酶5min，离心（4000r/min，15min），得上清液和沉淀物，将上清液浓缩，冷冻干燥得到蛋白质粉末，蛋白质的提取率为54.22%；虾青素提取：以沉淀物为原料，将乙酸乙酯（AR）和无水乙醇按体积比5:1混合成为提取济，将沉淀物和提取剂按质量比1:53混合，并于温度73℃，提取23min，过滤，将滤液真空浓缩，冷冻干燥得到虾青素粉末。本实施例钙离子提取率为95.12%，所得柠檬酸-苹果酸钙粉末钙含量为20.86%，溶解度为0.8215g/100mL；蛋白质的提取率为54.22%，虾青素粉末的虾青素含量为92.55μg/g。
实施例2：将克氏原螯虾的虾头和虾壳洗净，在电热鼓风干燥箱50℃干燥28h，用高速中药粉碎机粉碎，过60目筛，在-18℃下保存，制成虾粉；将质量百分比浓度为20%柠檬酸溶液与质量百分比浓度为30%苹果酸溶液按体积比等于1：2的比例配制成混合酸，按虾粉(g)：混合酸(mL)：蒸馏水(mL)=1：3：50的比例混合进行浸提，得到浸提液；对得到的浸提液进行超声波辅助提取：在超声功率200W、超声温度50℃的条件下，超声处理55min，过滤，得到浸提滤渣和浸提滤液，浸提滤渣用于提取蛋白质和虾青素，浸提滤液经真空浓缩干燥得到柠檬酸-苹果酸钙粉末；浸提滤渣用水洗涤至中性，在电热鼓风干燥箱中于60℃干燥，过60目筛，-18℃保藏，用于提取蛋白质；将木瓜蛋白酶与风味蛋白酶按质量比1:1.5混合成为复合蛋白酶，根据洗涤干燥后的浸提滤渣的质量加入1.2%的复合蛋白酶，再加入蒸馏水，控制浸提滤渣与水的质量比为1:11，调节pH6.5，在温度为50℃的水浴条件下酶解3h，酶解结束后置于沸水浴中灭酶5min，离心（4000r/min，15min），得上清液和沉淀物，将上清液浓缩，冷冻干燥得到蛋白质粉末，蛋白质的提取率为54.12%；虾青素提取：以沉淀物为原料，将乙酸乙酯（AR）和无水乙醇按体积比5:1混合成为提取济，将沉淀物和提取剂按质量比1:55混合，并于温度73℃，提取20min，过滤，将滤液真空浓缩，冷冻干燥得到虾青素粉末。本实施例钙离子提取率为95.22%，所得柠檬酸-苹果酸钙粉末钙含量为20.96%，溶解度为0.8145g/100mL；蛋白质的提取率为54.13%，虾青素粉末的虾青素含量为92.67μg/g。

Claims (3)

1.克氏原螯虾副产物综合利用方法，其特征在于包括如下方法：
a、虾粉的制备：将克氏原螯虾虾头和虾壳洗净，并于45℃-55℃干燥25-30h后，粉碎，过60目筛，制成虾粉；
b、酸浸提：将质量百分比浓度为20%-22%柠檬酸溶液与质量百分比浓度为28%-32%苹果酸溶液按体积比等于1:1.5~2的比例配制成混合酸，将虾粉(g):混合酸(mL):蒸馏水(mL)= 1:3~3.5:50~55的比例混合，浸提，得浸提液；
c、超声波辅助提取：对上一步得到的浸提液在超声功率200-300W、超声温度45-55℃的条件下，超声处理55-65min；
d、过滤，得浸提滤液和浸提滤渣，将浸提滤液真空干燥，即得柠檬酸-苹果酸钙；
e、将浸提滤渣用水洗涤至中性，于50-60℃干燥，过60目筛，在-18℃下保存；
f、蛋白质提取：将木瓜蛋白酶与风味蛋白酶按质量比为1:1.5混合成为复合蛋白酶，根据洗涤干燥后的浸提滤渣的质量加入1.0-1.2%复合蛋白酶，再加入蒸馏水，控制浸提滤渣与水的质量比为1:10~11，调节pH6.5-7.0，在温度为50-52℃的水浴条件下酶解3-3.5h，酶解结束后置于沸水浴中灭酶，离心，得上清液和沉淀物，将上清液浓缩，冷冻干燥得到蛋白质粉末；
g、虾青素提取：将分析纯乙酸乙酯和无水乙醇按体积比5:1混合成为提取剂，将沉淀物和提取剂按质量比1: 50~55混合，并于温度70-75℃，提取20-25min，过滤，将滤液真空浓缩，冷冻干燥得到虾青素粉末。
2.按照权利要求1所述的克氏原螯虾副产物综合利用方法，其特征在于，步骤a中将克氏原螯虾头和虾壳置于电热鼓风干燥箱中干燥，并用高速中药粉碎机粉碎，制成虾粉后在等于或低于-18℃保存。
3.按照权利要求1所述的克氏原螯虾副产物综合利用方法，其特征在于，步骤d中所得柠檬酸-苹果酸钙钙含量大于等于20.84%，溶解度为大于等于0.8015g/100mL。
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