CN106010783A - 一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其步骤包括：1、磷虾油的提取：南极磷虾粉采用有机溶剂浸提，提取液低温减压脱溶、萃取浓缩，所得磷虾油磷脂和虾青素含量高；2、蛋白肽粉的制备：脱脂虾粉采用复合酶解法得酶解液，再经精制后喷雾干燥得蛋白肽粉，所得蛋白肽粉肽含量≥85%；3、壳聚糖的制备：有机溶剂脱脂、酶解法脱蛋白后的虾壳粉采用微生物发酵法脱钙并进一步脱蛋白，氧化脱色，再经脱乙酰制得壳聚糖，同时可得副产物有机钙。该方法真正实现了对南极磷虾粉的高值化全利用，可最大限度的提取南极磷虾粉中的营养成分，提高资源利用率，不产生废渣，可保证企业的利益最大化。

Description

一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚 糖的方法

技术领域

本发明涉及一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，该方法可实现南极磷虾资源的高值化全利用，生产过程无废渣排放，少量的生产废水经处理可达标排放，产品纯度高，最大限度的降低有害因子的影响，真正实现南极磷虾粉的高值化综合利用。

背景技术

南极磷虾体内含有人体所需的多种营养成分，如磷脂、虾青素、DHA、EPA和多种矿物质元素，另外，南极磷虾是人们迄今发现的含蛋白质最高的生物，蛋白质含量达百分之五十以上，而且还富含人体组织所必需的氨基酸和维生素，磷虾外壳内含有丰富的甲壳质，壳聚糖作为甲壳质的一种衍生物，磷虾也是重要的来源之一。目前国内对南极磷虾的利用主要集中在单一的提取磷虾油或磷脂等产品，而对后续的蛋白肽粉和甲壳素提取很少，副产品主要作为饲料级应用，资源利用率不高。

青岛福创环境科技有限公司公开申请的专利《一种从南极磷虾粉提取磷虾油联产蛋白质、甲壳素的工艺》(申请号：201310607460.6)中虽然对后续的蛋白质和甲壳素的提取工艺也涉及到了，但是由于工艺落后，产品纯度并不高，生产过程中大量的用到酸碱，存在一定的危险性，能源和资源消耗较大，加工过程中产生了大量的酸碱废液，对环境污染严重，处理费用也相当高。

本发明先将南极磷虾粉采用有机溶剂浸提，提取液再低温减压脱溶、萃取浓缩，所得磷虾油纯度更高，磷脂含量41～50％，虾青素含量≥500mg/kg；蛋白肽粉的提取采用复合酶解法，酶解法制得的蛋白肽粉分子量小，水溶性更好，更有利于人体吸收，本发明通过酶解法所得的酶解液进一步通过氧化钙脱氟，物理吸附法、酸碱处理法、萃取法将酶解液脱色脱腥，提高其纯度，所得蛋白肽粉含氟量少，蛋白回收率达80％以上，蛋白肽粉肽含量≥85％；微生物发酵法制备壳聚糖，利用微生物在其生长繁殖过程中产生酸去除矿物质，产生蛋白酶去除残留蛋白质，相比传统的酸碱法，微生物发酵法不仅反应条件温和，耗能少，而且其生产过程中产生的副产物也可被有效回收利用，真正实现南极磷虾粉的高值化综合利用。

发明内容

本发明提供了一种南极磷虾粉全利用磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，是一种南极磷虾粉的高值化综合利用方法，该方法可最大限度的提取南极磷虾粉中的营养成分，提高资源利用率，不产生废渣，通过产品精制等操作步骤，加大产品纯度，去除有害因子的影响。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，包括如下步骤：

(1)磷虾油的提取：南极磷虾粉采用有机溶剂浸提，提取液低温减压脱溶、萃取浓缩；(2)蛋白肽粉的制备：脱脂虾粉采用复合酶解法得酶解液，再经精制后喷雾干燥得蛋白肽粉；(3)壳聚糖的制备：有机溶剂脱脂、酶解法脱蛋白后的虾壳粉采用微生物发酵法脱钙并进一步脱蛋白，氧化脱色，再经脱乙酰制得壳聚糖，同时可得副产物有机钙；

(1)磷虾油的提取：南极磷虾粉采用有机溶剂浸提，料液体积比1:3～1:20，温度45～65℃，浸提时间90～360min，用氮气或二氧化碳压滤得残渣和提取液，残渣中加入有机溶剂进行二次提取，提取液减压蒸发至适量体积时，离心除杂，再低温减压脱溶得到磷虾油，然后再加入60～100％酒精萃取分层，上层回收作为下次提取的溶剂，下层脱溶浓缩，萃取分层步骤可重复1～4次，所得磷虾油磷脂含量41～50％，同时用回收塔回收有机溶剂再利用；

所述的低温减压条件，温度控制在45～65℃，真空度控制在-0.05～-0.10MPa；

(2)蛋白肽粉的制备：脱脂虾粉采用复合酶解法，料液体积比1:3～1:20，加入0.1～0.8％蛋白酶酶解1～7h，酶解温度30～60℃，升温至85～100℃灭酶，加入2～7％氧化钙反应脱氟，离心分离得酶解液，酶解液经精制，单效浓缩，喷雾干燥得蛋白肽粉，所得蛋白肽粉肽含量≥85％；

(3)壳聚糖的制备：脱脂脱蛋白的虾壳粉采用微生物发酵产生的有机酸和蛋白酶去除钙和残留蛋白质，微生物的接种量为5～12％，料液体积比1:3～1:20，温度20～50℃，发酵1～7d，过滤得滤液和沉淀，滤液浓缩处理可得副产物有机钙，将沉淀进行氧化脱色，然后置于45～50％的碱液中，80～100℃保温4～10h，再过滤所得沉淀，反复水洗至中性，干燥得壳聚糖。

进一步的，所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇、丁醇、乙酸乙酯、石油醚、6号溶剂、正己烷或环己烷中的一种或几种。

进一步的，所述的磷虾油可通过充氮气或二氧化碳，去除残留有机溶剂，得到高磷脂含量南极磷虾油。

进一步的，所述的蛋白酶包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、复合蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶中的一种或几种联用。

进一步的，所述的酶解液精制方法包括物理吸附法、酸碱处理法、萃取法将酶解液脱色脱腥，提高其纯度。

进一步的，所述的微生物包括嗜热链球菌、乳酸菌、双歧杆菌、芽孢杆菌、片球菌中的一种或几种联用。

进一步的，所述的氧化脱色所用的氧化剂为臭氧、过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾中的一种或几种。

进一步的，所得壳聚糖可经微波降解为低聚多糖。

本发明的优点在于：本发明提供了一种南极磷虾粉的高值化综合利用方法，南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖，生产过程中无废渣排放，最大限度的开发南极磷虾的营养成分，通过产品精制工艺，可以去除危害因子的影响，提高产品纯度，而且其生产过程中产生的副产物也可被有效回收利用。

具体实施方式

实施例1

南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其步骤包括：

(1)磷虾油的提取：虾粉50kg加入250L95％酒精浸提，温度45～65℃，搅拌提取90min，氮气或二氧化碳压滤得残渣和提取液，残渣中加入95％酒精150L进行二次提取，提取液减压蒸发至适量体积时，离心除杂，低温减压(45～65℃、-0.05～-0.10mPa)蒸发脱溶得到磷虾油，然后再加入75％酒精萃取分层，上层回收作为下次提取的溶剂，下层脱溶浓缩，同时用回收塔回收有机溶剂再利用；

(2)蛋白肽粉的制备：脱脂虾粉36.5kg采用复合酶解法，加入净化水300L，加入0.3％胰蛋白酶和0.1％风味蛋白酶酶解2h，酶解温度30～60℃，升温至85℃灭酶，加入2％氧化钙反应脱氟，离心分离得酶解液，酶解液过滤除杂，经物理吸附脱色脱腥，单效浓缩，喷雾干燥得蛋白肽粉；

(3)壳聚糖的制备：脱脂脱蛋白后的虾壳粉22kg采用嗜热链球菌和乳酸菌的共生体系发酵，产生的有机酸和蛋白酶去除钙和残留蛋白质，微生物的接种量为5％，料液体积比1:3，温度30～60℃，发酵2d，过滤得滤液和沉淀，滤液浓缩处理可得副产物有机钙，将沉淀利用臭氧发生器产生的臭氧脱色，然后置于45～50％的碱液中，80℃保温4h，再过滤所得沉淀，反复水洗至中性，干燥得壳聚糖。

制备产品部分理化指标如下：

实施例2

南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其步骤包括：

(1)磷虾油的提取：虾粉80kg加入800L95％酒精浸提，温度45～65℃，提取时间180min，氮气或二氧化碳压滤得残渣和提取液，残渣加入95％酒精200L进行二次提取，提取液减压蒸发至适量体积时，离心除杂，低温减压(45～65℃、-0.05～-0.10mPa)蒸发脱溶得到磷虾油，然后再加入95％酒精萃取分层，上层回收作为下次提取的溶剂，下层脱溶浓缩，萃取分层步骤重复2次，同时用回收塔回收有机溶剂再利用；

(2)蛋白肽粉的制备：脱脂虾粉57.5kg采用复合酶解法，加入净化水500L，加入0.5％糜蛋白酶和0.3％风味蛋白酶酶解4h，酶解温度30～60℃，升温至90℃灭酶，加入4％氧化钙反应脱氟，离心分离得酶解液，酶解液过滤除杂，经酸碱处理脱色脱腥，单效浓缩，喷雾干燥得蛋白肽粉；

(3)壳聚糖的制备：脱脂脱蛋白后的虾壳粉33.8kg采用乳酸菌和双歧杆菌的共生体系发酵，产生的有机酸和蛋白酶去除钙和残留蛋白质，微生物的接种量为8％，料液体积比1:10，温度30～60℃，发酵4d，过滤得滤液和沉淀，滤液浓缩处理可得副产物有机钙，将沉淀用过氧化氢氧化脱色，然后置于45～50％的碱液中，90℃保温7h，再过滤所得沉淀，反复水洗至中性，干燥得壳聚糖。

制备产品部分理化指标如下：

实施例3

南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其步骤包括：

(1)磷虾油的提取：虾粉100kg加入1500L无水乙醇浸提，温度45～65℃，搅拌提取360min，氮气或二氧化碳压滤得残渣和提取液，残渣加入无水酒精225L进行二次提取，提取液减压蒸发至适量体积时，离心除杂，低温减压(45～65℃、-0.05～-0.10mPa)蒸发脱溶得到磷虾油，然后再加入无水酒精萃取分层，上层回收作为下次提取的溶剂，下层脱溶浓缩，萃取分层步骤重复4次，同时用回收塔回收有机溶剂再利用；

(2)蛋白肽粉的制备：脱脂虾粉70kg采用复合酶解法，加入纯净水1000L，加入0.8％复合蛋白酶和0.5％风味蛋白酶酶解6h，酶解温度30～60℃，升温至95℃灭酶，加入7％氧化钙反应脱氟，离心分离得酶解液，酶解液过滤除杂，经萃取精制，单效浓缩，喷雾干燥得蛋白肽粉；

(3)壳聚糖的制备：脱脂脱蛋白的虾壳粉39.8kg采用乳酸菌和芽孢杆菌的共生体系发酵，产生的有机酸和蛋白酶去除钙和残留蛋白质，微生物的接种量为12％，料液体积比1:20，温度30～60℃，发酵7d，过滤得滤液和沉淀，滤液浓缩处理可得副产物有机钙，将沉淀用高锰酸钾氧化脱色，然后置于45～50％的碱液中，100℃保温10h，再过滤所得沉淀，反复水洗至中性，干燥得壳聚糖。

制备产品部分理化指标如下：

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改和替换，并不使相应的技术方案本质脱离本发明所要求保护的技术方案精神和范围。

Claims (8)

1.一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）磷虾油的提取：南极磷虾粉采用有机溶剂浸提，提取液低温减压脱溶、萃取浓缩；（2）蛋白肽粉的制备：脱脂虾粉采用复合酶解法得酶解液，再经精制后喷雾干燥得蛋白肽粉；（3）壳聚糖的制备：有机溶剂脱脂、酶解法脱蛋白后的虾壳粉采用微生物发酵法脱钙并进一步脱蛋白，氧化脱色，再经脱乙酰制得壳聚糖，同时可得副产物有机钙；

（1）磷虾油的提取：南极磷虾粉采用有机溶剂浸提，料液体积比1:3~1:20，温度45~65℃，浸提时间90~360min，用氮气或二氧化碳压滤得残渣和提取液，残渣中加入有机溶剂进行二次提取，提取液减压蒸发至适量体积时，离心除杂，再低温减压脱溶得到磷虾油，然后再加入60~100%酒精萃取分层，上层回收作为下次提取的溶剂，下层脱溶浓缩，萃取分层步骤可重复1~4次，所得磷虾油磷脂含量41~50%，同时用回收塔回收有机溶剂再利用；

所述的低温减压条件，温度控制在45~65℃，真空度控制在-0.05~-0.10MPa；

（2）蛋白肽粉的制备：脱脂虾粉采用复合酶解法，料液体积比1:3~1:20，加入0.1~0.8%蛋白酶酶解1~7h，酶解温度30~60℃，升温至85~100℃灭酶，加入2~7%氧化钙反应脱氟，离心分离得酶解液，酶解液经精制，单效浓缩，喷雾干燥得蛋白肽粉，所得蛋白肽粉肽含量≥85%；

（3）壳聚糖的制备：脱脂脱蛋白的虾壳粉采用微生物发酵产生的有机酸和蛋白酶去除钙和残留蛋白质，微生物的接种量为5~12%，料液体积比1:3~1:20，温度20~50℃，发酵1~7d，过滤得滤液和沉淀，滤液浓缩处理可得副产物有机钙，将沉淀进行氧化脱色，然后置于45~50%的碱液中，80~100℃保温4~10h，再过滤所得沉淀，反复水洗至中性，干燥得壳聚糖。

2.根据权利要求1所述的一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其特征在于：所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇、丁醇、乙酸乙酯、石油醚、6号溶剂、正己烷或环己烷中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其特征在于：所得磷虾油可进一步通氮气或二氧化碳，去除残留有机溶剂，得高磷脂含量南极磷虾油。

4.根据权利要求1所述的一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其特征在于：所述的蛋白酶包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、复合蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶中的一种或几种联用。

5.根据权利要求1所述的一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其特征在于：所述的酶解液精制方法包括物理吸附法、酸碱处理法、萃取法将酶解液脱色脱腥，提高其纯度。

6.根据权利要求1所述的一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其特征在于：所述的微生物包括嗜热链球菌、乳酸菌、双歧杆菌、芽孢杆菌、片球菌中的一种或几种联用。

7.根据权利要求1所述的一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其特征在于：所述的氧化脱色所用的氧化剂为臭氧、过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种南极磷虾粉全利用生产磷虾油、蛋白肽粉和壳聚糖的方法，其特征在于：所得的壳聚糖可进一步微波降解为低聚多糖。