CN104872370B - 一种黄粉虫幼虫蛋白粉规模化生产的方法 - Google Patents
一种黄粉虫幼虫蛋白粉规模化生产的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属昆虫蛋白粉制备技术领域，为解决现有无法将高蛋白的黄粉虫规模化深加工为油脂蛋白粉资源的问题，提供一种黄粉虫幼虫蛋白粉规模化生产的方法。黄粉虫幼虫清理除杂后，烘干粉碎，加入溶剂脱脂，然后过滤，滤液经蒸馏后回收溶剂；滤渣中加入蒸馏水利用胶体磨充分粉碎，然后用卧螺离心机去壳得到蛋白粉水溶液，最后利用喷雾干燥得到黄粉虫蛋白粉。本发明得到的蛋白粉蛋白质含量为88.2%～92.6%，油脂残留量小于4%，干燥失重小于9%，灼烧残留物小于3%。本发明将黄粉虫深加工后得到蛋白粉，进一步拓展了黄粉虫的开发利用价值。可以作为食品级蛋白粉直接使用，也可作为添加剂。设备简易，操作简单，制备条件易于控制，且适于大规模生产等优点。
Description
技术领域
本发明属于昆虫蛋白粉制备技术领域，具体涉及一种黄粉虫幼虫蛋白粉规模化生产的方法。
背景技术
黄粉虫(Tenebrio molitor,Linnaeus)，又名：大黄粉虫、黄粉甲，俗称面包虫。隶属于节肢动物门，昆虫纲，鞘翅目，拟步甲科，粉甲属，属于完全变态昆虫，原是一种仓储害虫。多年来，国内外广大科技工作者对黄粉虫在食品、保健等领域中的应用进行了深入探究。普遍认为黄粉虫是一种具有饲用、食用、药用等多种利用价值的昆虫资源，具有广阔的开发和利用前景（赵大军，马勇，李长鑫等，黄粉虫系列食品的开发应用研究[J].食品工业科技，2006，27(9)：167-170）。黄粉虫的虫体粗蛋白含量高达50%左右，氨基酸种类达18种，且含人体所需的8种必需氨基酸，必需氨基酸含量占氨基酸总量的40%左右，其营养价值远高于其它动物蛋白，是一种优质的蛋白资源。
蛋白质是生命组成的基本物质，是人类的主要食物成分，高蛋白膳食是人民生活水平提高的重要标志之一。随着世界人口的增长，蛋白的需求量越来越大。常规的牛奶、鸡蛋、肉类蛋白食品将越来越不能满足人们对蛋白的需求。因此，开发新的蛋白质资源或食品是目前人类的一项重要任务。黄粉虫作为一种优质的蛋白资源，目前国内黄粉虫的养殖已具有一定的规模，原料充足，因此规模化开发黄粉虫蛋白粉具有良好的前景。
发明内容
本发明为了解决现有无法将高蛋白的黄粉虫规模化深加工为油脂蛋白粉资源的问题，提供了一种黄粉虫幼虫蛋白粉规模化生产的方法。
本发明由如下技术方案实现的：一种黄粉虫幼虫蛋白粉规模化生产的方法，包括以下步骤：
（1）将黄粉虫幼虫清理除杂，10～15kg/KW·h微波烘干，粉碎机粉碎成黄粉虫幼虫粉，将黄粉虫幼虫粉与3倍黄粉虫幼虫粉质量的溶剂正丁烷加入亚临界萃取罐中，40～50℃，1.6～1.8MPa萃取搅拌脱脂40～60min得脱脂虫粉；
（2）将步骤（1）得到的脱脂虫粉，加入浓度为36mmol/L氢氧化钠溶液，用胶体磨30℃研磨20～30min，再将研磨好的悬浮液通过聚能超声循环萃取一体机30～40℃、20～22kHz超声循环萃取30～40min；
（3）将步骤（2）萃取后所得悬浊液经卧螺离心机25～30℃、3800g离心去除虫壳残渣，得到富钙蛋白质胶体溶液；
（4）将步骤（3）得到的富钙蛋白质胶体溶液10～15℃膜超滤脱水、脱钙：超滤系统过滤压力为10～16Bar，膜截留分子量2500 Dal；浓缩液进一步膜超滤脱水，截留分子量250Dal，膜超滤过程温度为25～30℃，所得高分子量的物质即为脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液；
（5）将步骤（4）得到脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液，经过高速旋转喷雾干燥得到蛋白粉；喷雾干燥的进液速度为50～100mL/min，干燥温度为150～200℃。
步骤（1）中所述粉碎后黄粉虫幼虫粉为50目，容重为0.68kg/L；步骤（1）中黄粉虫幼虫粉脱脂率≥97.5%。步骤（2）中氢氧化钠溶液的重量为脱脂虫粉的5-6倍；聚能超声循环萃取一体机料液每分钟循环一周。步骤（5）得到蛋白粉得率为86.8%～95.6%。，
本发明所述方法制备的蛋白粉中蛋白质含量为88.2%～92.6%，油脂残留量小于4%，干燥失重小于9%，灼烧残留物小于3%。
本发明具有以下特点：将黄粉虫深加工后得到蛋白粉，进一步拓展了黄粉虫的开发利用价值。首先采用亚临界萃取技术不仅使得脱油脂率高，同时使得到的黄粉虫蛋白粉蛋白质含量高，油脂残留量少，所含氨基酸种类多，人体必需氨基酸含量高。可以作为食品级蛋白粉直接使用，也可作为添加剂。在促使细胞、亚细胞及蛋白质包涵体破碎过程中，积极采用胶体磨、高速均质器，尤其采用了聚能超声循环萃取技术，大大提高了蛋白质萃取效率和提取率。此外，在旋转喷雾干燥之前，采用膜超滤浓缩技术，使得蛋白质溶液浓度提高，大大节省了旋转喷雾干燥过程中的能源损耗。本发明采用了亚临界萃取技术脱油脂，一改传统压榨脱油脂技术方法。由于亚临界萃取使用正丁烷作为萃取剂，萃取过程基本是在常温条件下进行的，因而使得脱油脂过程大大节省了能源，并避免了传统压榨技术脱油脂过程中采用燃煤燃烧加热方法所造成的环境污染问题。其次，正丁烷在生产过程中完全可以回收，并重复使用。因此本套蛋白粉生产技术路线又具有节省生产成本之优点。
本发明具有设备及操作简单，制备条件易于控制，尤其适于黄粉虫幼虫油脂及蛋白粉的大规模生产。
具体实施方式
实施例1：一种黄粉虫幼虫蛋白粉规模化生产的方法，包括以下步骤：
（1）将黄粉虫幼虫清理除杂，10kg/KW·h微波烘干，粉碎机粉碎成黄粉虫幼虫粉，将黄粉虫幼虫粉与3倍黄粉虫幼虫粉质量的溶剂正丁烷加入亚临界萃取罐中，40℃，1.6MPa萃取搅拌脱脂40min得脱脂虫粉；
（2）将步骤（1）得到的脱脂虫粉，加入浓度为36mmol/L氢氧化钠溶液，用胶体磨30℃研磨20min，再将研磨好的悬浮液通过聚能超声循环萃取一体机30℃、20kHz超声循环萃取30min；
（3）将步骤（2）萃取后所得悬浊液经卧螺离心机25℃、3800g离心去除虫壳残渣，得到富钙蛋白质胶体溶液；
（4）将步骤（3）得到的富钙蛋白质胶体溶液10℃膜超滤脱水、脱钙：超滤系统过滤压力为10Bar，膜截留分子量2500 Dal；浓缩液进一步膜超滤脱水，截留分子量250 Dal，膜超滤过程温度为25℃；膜超滤后分子量低于250 Dal的物质除去，保留分子量高于250 Dal的物质即为脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液；
（5）将步骤（4）得到脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液，经过高速旋转喷雾干燥得到蛋白粉；喷雾干燥的进液速度为50ml/min，干燥温度为150℃。
步骤（1）中所述粉碎后黄粉虫幼虫粉为50目，容重为0.68kg/L；步骤（1）中黄粉虫幼虫粉脱脂率≥97.5%。步骤（2）中氢氧化钠溶液的重量为脱脂虫粉的5倍；聚能超声循环萃取一体机料液每分钟循环一周。
本发明所述方法制备的蛋白粉中蛋白质含量为88.2%，油脂残留量小于4%，干燥失重小于9%，灼烧残留物小于3%。
实施例2：一种黄粉虫幼虫蛋白粉规模化生产的方法，包括以下步骤：
（1）将黄粉虫幼虫清理除杂，15kg/KW·h微波烘干，粉碎机粉碎成黄粉虫幼虫粉，将黄粉虫幼虫粉与3倍黄粉虫幼虫粉质量的溶剂正丁烷加入亚临界萃取罐中，50℃，1.8MPa萃取搅拌脱脂60min得脱脂虫粉；
（2）将步骤（1）得到的脱脂虫粉，加入浓度为36mmol/L氢氧化钠溶液，用胶体磨30℃研磨30min，再将研磨好的悬浮液通过聚能超声循环萃取一体机40℃、22kHz超声循环萃取40min；
（3）将步骤（2）萃取后所得悬浊液经卧螺离心机30℃、3800g离心去除虫壳残渣，得到富钙蛋白质胶体溶液；
（4）将步骤（3）得到的富钙蛋白质胶体溶液15℃膜超滤脱水、脱钙：超滤系统过滤压力为16Bar，膜截留分子量2500 Dal；浓缩液进一步膜超滤脱水，截留分子量250 Dal，膜超滤过程温度为30℃；膜超滤后分子量低于250 Dal的物质除去，保留分子量高于250 Dal的物质即为脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液；
（5）将步骤（4）得到脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液，经过高速旋转喷雾干燥得到蛋白粉；喷雾干燥的进液速度为100ml/min，干燥温度为200℃。
步骤（1）中所述粉碎后黄粉虫幼虫粉为50目，容重为0.68kg/L；步骤（1）中黄粉虫幼虫粉脱脂率≥97.5%。步骤（2）中氢氧化钠溶液的重量为脱脂虫粉的6倍；聚能超声循环萃取一体机料液每分钟循环一周。
本发明所述方法制备的蛋白粉中蛋白质含量为92.6%，油脂残留量小于4%，干燥失重小于9%，灼烧残留物小于3%。
实施例3：一种黄粉虫幼虫蛋白粉规模化生产的方法，包括以下步骤：
（1）将黄粉虫幼虫清理除杂，12kg/KW·h微波烘干，粉碎机粉碎成黄粉虫幼虫粉，将黄粉虫幼虫粉与3倍黄粉虫幼虫粉质量的溶剂正丁烷加入亚临界萃取罐中，45℃，1.7MPa萃取搅拌脱脂50min得脱脂虫粉；
（2）将步骤（1）得到的脱脂虫粉，加入浓度为36mmol/L氢氧化钠溶液，用胶体磨30℃研磨25min，再将研磨好的悬浮液通过聚能超声循环萃取一体机35℃、21kHz超声循环萃取35min；
（3）将步骤（2）萃取后所得悬浊液经卧螺离心机28℃、3800g离心去除虫壳残渣，得到富钙蛋白质胶体溶液；
（4）将步骤（3）得到的富钙蛋白质胶体溶液13℃膜超滤脱水、脱钙：超滤系统过滤压力为13Bar，膜截留分子量2500 Dal；浓缩液进一步膜超滤脱水，截留分子量250 Dal，膜超滤过程温度为28℃；膜超滤后分子量低于250 Dal的物质除去，保留分子量高于250 Dal的物质即为脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液；
（5）将步骤（4）得到脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液，经过高速旋转喷雾干燥得到蛋白粉；喷雾干燥的进液速度为80ml/min，干燥温度为180℃。
步骤（1）中所述粉碎后黄粉虫幼虫粉为50目，容重为0.68kg/L；步骤（1）中黄粉虫幼虫粉脱脂率≥97.5%。步骤（2）中氢氧化钠溶液的重量为脱脂虫粉的5.5倍；聚能超声循环萃取一体机料液每分钟循环一周。
本发明所述方法制备的蛋白粉中蛋白质含量为91.6%，油脂残留量小于4%，干燥失重小于9%，灼烧残留物小于3%。
实施例4：一种黄粉虫幼虫蛋白粉规模化生产的方法，包括以下步骤：
（1）将黄粉虫幼虫清理除杂，10kg/KW·h微波烘干，粉碎机粉碎成黄粉虫幼虫粉，将黄粉虫幼虫粉与3倍黄粉虫幼虫粉质量的溶剂正丁烷加入亚临界萃取罐中，50℃，1.6MPa萃取搅拌脱脂55min得脱脂虫粉；
（2）将步骤（1）得到的脱脂虫粉，加入浓度为36mmol/L氢氧化钠溶液，用胶体磨30℃研磨28min，再将研磨好的悬浮液通过聚能超声循环萃取一体机38℃、20kHz超声循环萃取36min；
（3）将步骤（2）萃取后所得悬浊液经卧螺离心机36℃、3800g离心去除虫壳残渣，得到富钙蛋白质胶体溶液；
（4）将步骤（3）得到的富钙蛋白质胶体溶液10℃膜超滤脱水、脱钙：超滤系统过滤压力为16Bar，膜截留分子量2500 Dal；浓缩液进一步膜超滤脱水，截留分子量250 Dal，膜超滤过程温度为30℃；膜超滤后分子量低于250 Dal的物质除去，保留分子量高于250 Dal的物质即为脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液；
（5）将步骤（4）得到脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液，经过高速旋转喷雾干燥得到蛋白粉；喷雾干燥的进液速度为100mL/min，干燥温度为150℃。
步骤（1）中所述粉碎后黄粉虫幼虫粉为50目，容重为0.68kg/L；步骤（1）中黄粉虫幼虫粉脱脂率≥97.5%。步骤（2）中氢氧化钠溶液的重量为脱脂虫粉的5.5倍；聚能超声循环萃取一体机料液每分钟循环一周。
本发明所述方法制备的蛋白粉中蛋白质含量为92.6%，油脂残留量小于4%，干燥失重小于9%，灼烧残留物小于3%。
Claims (4)
1.一种黄粉虫蛋白粉规模化生产的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将黄粉虫幼虫清理除杂，10～15kg/KW·h微波烘干，粉碎机粉碎成黄粉虫幼虫粉，将黄粉虫幼虫粉与3倍黄粉虫幼虫粉质量的溶剂正丁烷加入亚临界萃取罐中，40～50℃，1.6～1.8MPa萃取搅拌脱脂40～60min得脱脂虫粉；
（2）将步骤（1）得到的脱脂虫粉，加入浓度为36mmol/L氢氧化钠溶液，用胶体磨30℃研磨20～30min，再将研磨好的悬浮液通过聚能超声循环萃取一体机30～40℃、20～22kHz超声循环萃取30～40min；
（3）将步骤（2）萃取后所得悬浊液经卧螺离心机25～30℃、3800g离心去除虫壳残渣，得到富钙蛋白质胶体溶液；
（4）将步骤（3）得到的富钙蛋白质胶体溶液10～15℃膜超滤脱水、脱钙：超滤系统过滤压力为10～16Bar，膜截留分子量2500 Dal；浓缩液进一步膜超滤脱水，截留分子量250Dal，膜超滤过程温度为25～30℃，所得高分子量的物质即为脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液；
（5）将步骤（4）得到脱水、脱钙的蛋白质胶体溶液，经过高速旋转喷雾干燥得到蛋白粉；喷雾干燥的进液速度为50～100mL/min，干燥温度为150～200℃。
2.根据权利要求1所述的一种黄粉虫蛋白粉规模化生产的方法，其特征在于：步骤（1）中所述粉碎后黄粉虫幼虫粉为50目，容重为0.68kg/L；步骤（1）中黄粉虫幼虫粉脱脂率≥97.5%。
3.根据权利要求1所述的一种黄粉虫蛋白粉规模化生产的方法，其特征在于：步骤（2）中氢氧化钠溶液的重量为脱脂虫粉的5-6倍；聚能超声循环萃取一体机中料液每分钟循环一周。
4.根据权利要求1所述的一种黄粉虫蛋白粉规模化生产的方法，其特征在于：步骤（5）得到蛋白粉得率为86.8%～95.6%。
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