CN109280096A - 一种虾蟹壳的综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种虾蟹壳的综合利用方法，其包括：干燥、粉碎；采用乙酸乙酯提取脂肪；采用碱性蛋白酶提取蛋白质；提取甲壳素并制备柠檬酸钙。本发明提供的一种虾蟹壳的综合利用方法，利用废弃的虾蟹壳提取脂肪、蛋白质和甲壳素，并制得柠檬酸钙，实现废弃的虾蟹壳高值化利用；同时，通过本方法所提取脂肪、蛋白质、甲壳素和柠檬酸钙的得率高，甲壳素和柠檬酸钙的纯度高，工艺简单、连续性好，无污染，适合工业化生产。

Description

一种虾蟹壳的综合利用方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种虾蟹壳的综合利用方法。
背景技术
我国是虾蟹生产、消费和出口大国，而舟山市是虾蟹捕捞和加工的重要地区，在虾蟹加工过程中，会产生大约30～40％的虾蟹壳下脚料(主要为虾蟹壳)，如何合理利用这部分材料，对于变废为宝、减少环境污染和提高企业利润均具有重要意义。在虾蟹壳中含有多种成分，主要为蛋白质、灰分和甲壳素，此外，虾蟹壳还含有少量的脂肪。目前，虾蟹壳的有效利用主要集中在甲壳素，对其他成分如：蛋白质、脂肪和钙质等的利用还不充分。如何高效综合利用虾蟹壳，对于虾蟹产业良性发展具有重要意义。
发明内容
本发明目的是：提供一种虾蟹壳的综合利用方法，利用虾蟹壳提取脂肪、蛋白质、甲壳素和柠檬酸钙等，以解决上述问题。
本发明的技术方案是：
一种虾蟹壳的综合利用方法，该方法包括如下步骤：
(1)干燥、粉碎：将虾蟹壳原料铺于干净的陶瓷托盘中，放入干燥箱中干燥，再用超微粉碎机进行粉碎，获得虾蟹壳粉末；
(2)采用乙酸乙酯提取脂肪：将所述虾蟹壳粉末置于乙酸乙酯中，在水浴条件下搅拌，获得第一滤液，将所述第一滤液过滤、离心，获得第一滤渣和第一上清液，收集所述第一滤渣待用，取所述第一上清液旋转蒸发，获得油脂，蒸出的乙酸乙酯溶剂回收再利用；
(3)采用碱性蛋白酶提取蛋白质：将所述第一滤渣与水混合，加入碱性蛋白酶保温酶解，然后灭酶、过滤，获得第二滤液，将所述第二滤液离心，获得第二滤渣和第二上清液，收集所述第二滤渣待用，所述第二上清液旋转蒸馏获得浓缩液，所述浓缩液经过喷雾干燥获得蛋白粉；
(4)提取甲壳素并制备柠檬酸钙：在所述第二滤渣中，加入柠檬酸溶液，获得第三滤液，将所述第三滤液浸提、过滤，获得第三滤渣和第三上清液，所述第三滤渣即为除去钙的甲壳素，再在所述第三上清液中继续加入0.1mol/L的氢氧化钙溶液，调节至中性，柠檬酸钙沉淀析出，过滤干燥，即得柠檬酸钙产品。
进一步的，步骤(1)中所述干燥箱为电热鼓风干燥箱，干燥温度70～90℃，干燥时间为11～13h。
进一步的，步骤(1)中所述粉碎的粒度通过200目筛。
进一步的，步骤(2)中所述乙酸乙酯与虾蟹壳粉末的液料比为4:1。
进一步的，步骤(2)中所述水浴的温度为30～40℃，所述搅拌时间为1.5～2.5h。
进一步的，步骤(2)和(3)中所述离心的转速为3500～4500r/min，时间为8～12min。
进一步的，步骤(3)中所述第一滤渣与水的料液质量比为1:4。
进一步的，步骤(3)中所述碱性蛋白酶的加酶量为500～600U/g，保温酶解的温度为40℃，时间为2.5～3h，灭酶的温度为90～100℃，灭酶时间为10～20min。
进一步的，步骤(4)中所述柠檬酸溶液的浓度为9～12％，所述柠檬酸溶液与第二滤渣的液料比为4:1。
进一步的，步骤(4)中所述浸提的温度为35～45℃，时间为6～9h。
本发明提供了一种虾蟹壳的综合利用方法，利用废弃的虾蟹壳提取脂肪、蛋白质和甲壳素，并制得柠檬酸钙，实现废弃的虾蟹壳高值化利用；同时，通过本方法所提取脂肪、蛋白质、甲壳素和柠檬酸钙的得率高，甲壳素和柠檬酸钙的纯度高，工艺简单、连续性好，无污染，适合工业化生产。
具体实施方式
本发明提供一种虾蟹壳的综合利用方法，包括以下步骤：
干燥、粉碎；
采用乙酸乙酯提取脂肪；
采用碱性蛋白酶提取蛋白质；
提取甲壳素并制备柠檬酸钙。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种虾蟹壳的综合利用方法，包括：
步骤一：干燥、粉碎；
该步骤可以具体如下执行：将虾蟹壳原料铺于干净的陶瓷托盘中，放入干燥箱中干燥，再用超微粉碎机进行粉碎，获得虾蟹壳粉末。
步骤二：采用乙酸乙酯提取脂肪；
该步骤可以具体如下执行：将所述虾蟹壳粉末置于乙酸乙酯中，在水浴条件下搅拌，获得第一滤液，将所述第一滤液过滤、离心，获得第一滤渣和第一上清液，收集所述第一滤渣待用，取所述第一上清液旋转蒸发，获得油脂，蒸出的乙酸乙酯溶剂回收再利用。
步骤三：采用碱性蛋白酶提取蛋白质；
该步骤可以具体如下执行：将所述第一滤渣与水混合，加入碱性蛋白酶保温酶解，然后灭酶、过滤，获得第二滤液，将所述第二滤液离心，获得第二滤渣和第二上清液，收集所述第二滤渣待用，所述第二上清液旋转蒸馏获得浓缩液，所述浓缩液经过喷雾干燥获得蛋白粉。
步骤四：提取甲壳素并制备柠檬酸钙。
该步骤可以具体如下执行：在所述第二滤渣中，加入柠檬酸溶液，获得第三滤液，将所述第三滤液浸提、过滤，获得第三滤渣和第三上清液，所述第三滤渣即为除去钙的甲壳素，再在所述第三上清液中继续加入氢氧化钙溶液，调节至中性，柠檬酸钙沉淀析出，过滤干燥，即得柠檬酸钙产品。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。但是本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。
首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
本实施案例按如下步骤展示一种虾蟹壳的综合利用方法：
1、干燥、粉碎：原料铺于干净的陶瓷托盘中，放入80℃电热鼓风干燥箱中，维持12h，采用超微粉碎机进行粉碎；
2、提取脂肪：采用乙酸乙酯提取脂肪，将1中粉碎的原料置于溶剂中，液料比为4:1，置于35℃的水浴中搅拌2h，过滤，滤液经4000r/min离心10min，过滤和离心后的滤渣收集待用，上清液旋转蒸发，获得油脂，蒸出的溶剂回收再利用；
3、提取蛋白：采用碱性蛋白酶提取蛋白质，将2中的滤渣与水按1:4混合，加入一定量的碱性蛋白酶，加酶量为500U/g，保温酶解3h，95℃灭酶15min，过滤，滤液经4000r/min离心10min，过滤和离心后的滤渣收集待用，上清液旋转蒸馏除去部分水，浓缩液经过喷雾干燥得蛋白粉；
4、提取甲壳素并制备柠檬酸钙：过滤后的虾蟹壳，加入浓度为9％的柠檬酸溶液，液料比为4:1，在40℃下浸提9h，过滤，得到除去钙的甲壳素，滤液中继续加入氢氧化钙溶液，调节至中性，柠檬酸钙沉淀析出，过滤干燥即得柠檬酸钙产品。
通过上述工艺，1000克虾蟹壳可以提取22.8克脂肪、178.9克蛋白，2275克柠檬酸钙，214.4克甲壳素，而且甲壳素的灰分含量为0.58％和柠檬酸钙的纯度为98.74％。
实施例2
本实施案例按如下步骤展示一种虾蟹壳的综合利用方法：
1、干燥、粉碎：原料铺于干净的陶瓷托盘中，放入70℃电热鼓风干燥箱中，维持11h，采用超微粉碎机进行粉碎；
2、提取脂肪：采用乙酸乙酯提取脂肪，将1中粉碎的原料置于溶剂中，液料比为4:1，置于30℃的水浴中搅拌1.5h，过滤，滤液经3500r/min离心8min，过滤和离心后的滤渣收集待用，上清液旋转蒸发，获得油脂，蒸出的溶剂回收再利用；
3、提取蛋白：采用碱性蛋白酶提取蛋白质，将2中的滤渣与水按1:4混合，加入一定量的碱性蛋白酶，加酶量为500U/g，保温酶解2.5h，90℃灭酶10min，过滤，滤液经3500r/min离心8min，过滤和离心后的滤渣收集待用，上清液旋转蒸馏除去部分水，浓缩液经过喷雾干燥得蛋白粉；
4、提取甲壳素并制备柠檬酸钙：过滤后的虾蟹壳，加入浓度为10％的柠檬酸溶液，液料比为4:1，在35℃下浸提6h，过滤，得到除去钙的甲壳素，滤液中继续加入氢氧化钙溶液，调节至中性，柠檬酸钙沉淀析出，过滤干燥即得柠檬酸钙产品。
通过上述工艺，1000克虾蟹壳可以提取20.3克脂肪、164.4克蛋白，2508克柠檬酸钙，200.9克甲壳素，而且甲壳素的灰分含量为0.76％和柠檬酸钙的纯度为97.31％。
实施例3
本实施案例按如下步骤展示一种虾蟹壳的综合利用方法：
1、干燥、粉碎：原料铺于干净的陶瓷托盘中，放入90℃电热鼓风干燥箱中，维持13h，采用超微粉碎机进行粉碎；
2、提取脂肪：采用乙酸乙酯提取脂肪，将1中粉碎的原料置于溶剂中，液料比为4:1，置于40℃的水浴中搅拌2.5h，过滤，滤液经4500r/min离心12min，过滤和离心后的滤渣收集待用，上清液旋转蒸发，获得油脂，蒸出的溶剂回收再利用；
3、提取蛋白：采用碱性蛋白酶提取蛋白质，将2中的滤渣与水按1:4混合，加入一定量的碱性蛋白酶，加酶量为600U/g，保温酶解3h，100℃灭酶20min，过滤，滤液经4500r/min离心12min，过滤和离心后的滤渣收集待用，上清液旋转蒸馏除去部分水，浓缩液经过喷雾干燥得蛋白粉；
4、提取甲壳素并制备柠檬酸钙：过滤后的虾蟹壳，加入浓度为12％的柠檬酸溶液，液料比为4:1，在45℃下浸提9h，过滤，得到除去钙的甲壳素，滤液中继续加入氢氧化钙溶液，调节至中性，柠檬酸钙沉淀析出，过滤干燥即得柠檬酸钙产品。
通过上述工艺，1000克虾蟹壳可以提取23.9克脂肪、184.4克蛋白，2902克柠檬酸钙，238.7克甲壳素，而且甲壳素的灰分含量为0.59％和柠檬酸钙的纯度为98.82％。
下述表1为三个实施例与现在技术的对比，具体如下：
表1不同方案处理1000g虾蟹壳的效果比较
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用废弃的虾蟹壳提取脂肪、蛋白质和甲壳素，并制得柠檬酸钙，实现废弃的虾蟹壳高值化利用；同时，通过本方法所提取的脂肪、蛋白质、甲壳素、柠檬酸钙的得率高，甲壳素和柠檬酸钙纯度高，工艺简单、连续性好，无污染，适合工业化生产。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种虾蟹壳的综合利用方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)干燥、粉碎：将虾蟹壳原料铺于干净的陶瓷托盘中，放入干燥箱中干燥，再用超微粉碎机进行粉碎，获得虾蟹壳粉末；
(2)采用乙酸乙酯提取脂肪：将所述虾蟹壳粉末置于乙酸乙酯中，在水浴条件下搅拌，获得第一滤液，将所述第一滤液过滤、离心，获得第一滤渣和第一上清液，收集所述第一滤渣待用，取所述第一上清液旋转蒸发，获得油脂，蒸出的乙酸乙酯溶剂回收再利用；
(3)采用碱性蛋白酶提取蛋白质：将所述第一滤渣与水混合，加入碱性蛋白酶保温酶解，然后灭酶、过滤，获得第二滤液，将所述第二滤液离心，获得第二滤渣和第二上清液，收集所述第二滤渣待用，所述第二上清液旋转蒸馏获得浓缩液，所述浓缩液经过喷雾干燥获得蛋白粉；
(4)提取甲壳素并制备柠檬酸钙：在所述第二滤渣中，加入柠檬酸溶液，获得第三滤液，将所述第三滤液浸提、过滤，获得第三滤渣和第三上清液，所述第三滤渣即为除去钙的甲壳素，再在所述第三上清液中继续加入0.1mol/L的氢氧化钙溶液，调节至中性，柠檬酸钙沉淀析出，过滤干燥，即得柠檬酸钙产品。
2.根据权利要求1所述的一种虾蟹壳的综合利用方法，其特征在于：步骤(1)中所述干燥箱为电热鼓风干燥箱，干燥温度70～90℃，干燥时间为11～13h。
3.根据权利要求1所述的一种虾蟹壳的综合利用方法，其特征在于：步骤(1)中所述粉碎的粒度通过200目筛。
4.根据权利要求1所述的一种虾蟹壳的综合利用方法，其特征在于:步骤(2)中所述乙酸乙酯与虾蟹壳粉末的液料比为4:1。
5.根据权利要求1所述的一种虾蟹壳的综合利用方法，其特征在于：步骤(2)中所述水浴的温度为30～40℃，所述搅拌时间为1.5～2.5h。
6.根据权利要求1所述的一种虾蟹壳的综合利用方法，其特征在于：步骤(2)和(3)中所述离心的转速为3500～4500r/min，时间为8～12min。
7.根据权利要求1所述的一种虾蟹壳的综合利用方法，其特征在于：步骤(3)中所述第一滤渣与水的料液质量比为1:4。
8.根据权利要求1所述的一种虾蟹壳的综合利用方法，其特征在于：步骤(3)中所述碱性蛋白酶的加酶量为500～600U/g，保温酶解的温度为40℃，时间为2.5～3h，灭酶的温度为90～100℃，灭酶时间为10～20min。
9.根据权利要求1所述的一种虾蟹壳的综合利用方法，其特征在于：步骤(4)中所述柠檬酸溶液的浓度为9～12％，所述柠檬酸溶液与第二滤渣的液料比为4:1。
10.根据权利要求1所述的一种虾蟹壳的综合利用方法，其特征在于，步骤(4)中所述浸提的温度为35～45℃，时间为6～9h。
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