CN112194737A - 一种高附加值的餐余克氏原螯虾废弃物综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高附加值的餐余克氏原螯虾废弃物综合利用方法，包括1)分选：将油炸和其他加工方式分开，将肝胰脏和其他分开；2)清洗：3)高温蒸汽灭菌；4)低温负压烘干；5)破碎：除肝胰脏外的部分，破碎，得原料1；6)肝胰脏脱脂：采用浸出法脱脂，得原料2；7)果酸钙：在原料中加入柠檬酸，苹果酸，加水，加热，辅助以搅拌，过滤得溶液A和残渣A，溶液A为果酸钙溶液，干燥后得果酸钙；8)氨基酸：将残渣A20份加水至100份，在55℃条件下，使用0.1％的木瓜蛋白酶水解，得溶液B和残渣B，溶液B经真空干燥后，固体物为蛋白质。本发明能对餐余废弃物中的有用物质综合利用，提高了餐余物的价值，减少垃圾处理的成本。

Description

一种高附加值的餐余克氏原螯虾废弃物综合利用方法
技术领域
本发明属于克氏原螯虾综合利用技术领域，更具体涉及一种高附加值的餐余克氏原螯虾废弃物综合利用方法。
背景技术
克氏原螯虾(Procambarus clarkii)，属于甲壳纲、十足目、蝲蛄科，是生活于淡水中一种的甲壳类动物，俗称小龙虾。因为肉味鲜美，营养丰富，受到国内外市场的热烈欢迎，经过数十年的发展，逐渐成为长江中下游乃至全国范围内的重要经济水产品，深受消费者的喜爱。
上市虾一般规格为25g～55g，腹部肉占总重的约16％，螯肢占总重的约25％，肝胰脏(虾黄)占总重的约5％。一般可食用部分为腹部肉、螯肢肉的一部分和一部分的虾黄，这部分仅占总重的20～25％，其余部分作为餐余垃圾丢弃，造成资源巨大浪费，餐余物(包括虾钳、虾壳、虾头和部分肝胰脏)，主要成分为蛋白质、壳聚糖、钙和少量脂肪等。
2017年，全国克氏原螯虾总产量近113万吨，如果按照产量的50％进入餐饮业中计算，每年浪费约45万吨，目前尚未见对餐余的综合加工技术进行利用，造成巨大的资源浪费。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高附加值的餐余克氏原螯虾废弃物综合利用方法，对克氏原螯虾的餐余废弃物进行利用，既能对餐余废弃物中的有用物质综合利用，提高了餐余物的价值，又可以减少垃圾处理的成本。
为进一步实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高附加值的餐余克氏原螯虾废弃物综合利用方法，其步骤是：
1.分选：将以油炸和其他加工方式分开，将肝胰脏和其他部分分开。
量大时第一步采用高压水冲洗机，将虾壳平铺至钢丝网夹层中，使用出水压力在100～200kg的冲洗机冲洗，可将肝胰脏部分与壳分离；
第二步置于水中，浮于水面或者悬浮水中为油炸，沉于水底为其他加工方式，可粗略的快速筛选。
2.清洗：虾壳(虾钳、虾壳、虾头等统一认作虾壳)和肝胰脏等分开清洗，
a、以含表面活性剂为主的去污剂(例如：直链烷基苯磺酸10份、乙氧基化烷基硫酸钠8份、烷基醇酰胺2份、氢氧化钠1份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、EDTA-2Na 0.1份，水加到100份)清洗，主要是清除由于餐饮业加工，表面携带的油、盐及调味料等。
b、5％浓度的柠檬酸清洗，洗净附着于虾壳表面的杂质；清洗时间20-30分钟。
c、清水清洗，清水清洗2-3次，洗净表面活性剂及柠檬酸。
其中非油炸的处理的只需要经过步骤b和步骤c。
3.高温蒸汽灭菌：虾壳和肝胰脏均采用高温蒸汽灭菌，灭菌条件为高温(120℃)高压(2MPa)蒸气灭菌25秒钟；虾壳和肝胰脏分开灭菌，方便后续处理步骤。
4.低温负压烘干：气压约为0.3～0.4MPa，温度不超过75℃，负压干燥，时间约为2-4小时，根据量多少时间适当延长或缩短，虾壳和肝胰脏分开烘干。
5.破碎：除肝胰脏外的部分，破碎至碎片(可过20目筛子)，可得原料1。
6.肝胰脏脱脂：采用浸出法脱脂，将肝胰脏制成与浸出脱脂法设备相应的规格后，浸入有机溶剂，如正己烷或六号轻汽油，充分溶解后，过滤，固体部分即为脱脂后的肝胰脏，可得原料2；将含有有机溶剂的溶液加热至260℃，将有机溶剂蒸发、冷凝后回收利用，未能蒸发的部分即为油脂，浸出时间为20～30分钟。
7.果酸钙：在7份原料1中加入柠檬酸5份，苹果酸5份，加水至100份，70℃加热16小时，辅助以搅拌。过滤可得溶液A和残渣A，溶液A即为果酸钙溶液，干燥后可得果酸钙。
8.氨基酸(蛋白质)：将残渣A20份加水至100份，在55℃条件下，使用0.1％的木瓜蛋白酶水解，可得溶液B和残渣B，溶液B经真空干燥后，固体物为蛋白质(小肽和氨基酸)。
9.甲壳素：将残渣B，加入pH为3的乙酸溶液，加热至温度55℃，进行洗脱，洗脱时间1-2小时，过滤后可得溶液C和残渣C。溶液C即为甲壳素的乙酸溶液，加入NaOH，调整至pH＝7，沉淀即为甲壳素，经脱色(例如双氧水氧化脱色)10-20分钟后，可得粗制甲壳素，可用于进一步提纯加工。
10.饲料原料：步骤9的残渣C约占总重的0.5～1％，主要为微量金属元素、磷及少量钙等，可作为矿物质元素添加至动物饲料。
11.原料2占总重量的1～2％，其中有5％的油脂，20％的蛋白质，水分和灰分等，可作为饲料原料。
12.原料2经浸出法得到的油脂，不可食用，经进一步加工后可做燃料，或作为废弃物进行垃圾处理，约占总重的0.3％。
由上，步骤1的分选，将不同加工方式分开，让后续的处理过程更有效率。步骤2的清洗，去除虾壳中的各种杂质，提高产物的品质。步骤3的灭菌，保证在后续加工过程中，不因细菌的繁殖等造成腐败变质，并进一步提高产物的品质。步骤4采用低温负压烘干，除去多于水分，进一步提高产物的品质。步骤5的破碎，可大大节约后续的反应时间，加快生产进程。步骤6的肝胰脏脂肪含量丰富，极易随时间氧化，只有经过脱脂后，方可进行利用。
步骤7、8和9为本发明关键步骤，顺序不可颠倒。通过7-9三个步骤，可有序的将虾壳中最主要的成分(钙、蛋白质和甲壳素)进行有效分离。步骤7中，采用的苹果酸和柠檬酸，在反应条件下，可有效溶解虾壳中的钙质，生成果酸钙，同时将蛋白质和甲壳素两种物质完好保存。步骤8中采用的方法，完全将蛋白质降解为小肽和氨基酸，而反应条件不对后续提取甲壳素造成影响。步骤9将虾壳中的甲壳素有效洗脱，为后续加工提供原料。
步骤10-12是将虾壳和虾壳中的主要成分提取，剩余的少量成分，与主成分分离后，组分相对简单，可作为相应产业的原料。
由上，本发明的高附加值的餐余克氏原螯虾废弃物综合利用方法至少具有如下效果：
1.利用度高，无用废弃物占比低，不超过总量的1％。
2.附加价值高，餐余废弃部分无价值，且需付费做垃圾处理，而果酸钙、氨基酸、甲壳素和饲料原料价值较高。例如壳聚糖价格在10万元/吨以上，果酸钙价格约为2.5万元/吨，作为饲料原料价格也可达到500-1000元/吨。
3.未使用对环境有污染的物质，在加工过程中也不产生对环境有污染的物质。
4.原料来源广泛易得，成本低廉，兼顾环保。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
实例1。克氏原螯虾餐余物1kg(非油炸)。
1.分选：将肝胰脏和其他部分分开。
量大时采用高压水冲洗机，将虾壳平铺至钢丝网夹层中，使用出水压力在100～200kg的冲洗机冲洗，可将肝胰脏部分与壳分离。
2.清洗：虾壳(虾钳、虾壳、虾头等统一认作虾壳)和肝胰脏等分开清洗，
a.5％浓度的柠檬酸清洗，洗净附着于虾壳表面的杂质，清洗时间20-30分钟。
b.清水清洗，清水清洗2-3次，洗净柠檬酸。
3.高温蒸汽灭菌：虾壳和肝胰脏分开采用高温蒸汽灭菌，灭菌条件为高温(120℃)高压(2MPa)蒸气灭菌25秒钟。
4.低温负压烘干：气压约为0.35MPa，温度不超过75℃，负压干燥2小时。
5.破碎：将除肝胰脏外的部分，破碎至碎片(可过20目筛子)，可得原料1(1)。
6.肝胰脏脱脂：采用浸出法脱脂，将肝胰脏制成与浸出脱脂法设备相应的规格后，浸入有机溶剂，如正己烷或六号轻汽油，充分溶解后，过滤，固体部分即为脱脂后的肝胰脏，可得原料2(1)；将溶液加热至260℃，将有机溶剂蒸发、冷凝后回收利用，未能蒸发的部分即为肝胰脏所含油脂，浸出时间为20分钟。
7.果酸钙：在7份原料1(1)中加入柠檬酸5份，苹果酸5份，加水至100份，70℃加热16小时，辅助以搅拌。过滤可得溶液A(1)和残渣A(1)，溶液A(1)即为果酸钙溶液，干燥后得果酸钙125g。
8.氨基酸(蛋白质)：将残渣A(1)20份加水至100份，在55℃条件下，使用0.1％的木瓜蛋白酶水解，可得溶液B(1)和残渣B(1)，溶液B(1)经真空干燥后，固体物为蛋白质(小肽和氨基酸)，50g。
9.甲壳素：将残渣B(1)，加入pH为3的乙酸溶液，加热至温度55℃，进行洗脱，洗脱时间1-2小时，过滤后可得溶液C(1)和残渣C(1)。溶液C(1)即为甲壳素的乙酸溶液，加入NaOH，调整至pH＝7，沉淀即为甲壳素，经脱色(例如双氧水氧化脱色)10-20分钟后，得粗制甲壳素，120g，可用于进一步提纯加工。
10.饲料原料：步骤9的残渣C(1)8g，可作为矿物质元素添加至动物饲料。
11.原料2(1)重12g，可作为饲料原料。
12.经浸出法得到的油脂，1g，不可食用，经进一步加工后可做燃料；或作为废弃物进行垃圾处理。
实例2。克氏原螯虾餐余物1kg(油炸)
1.分选：将肝胰脏和其他部分分开。
量大时采用高压水冲洗机，将虾壳平铺至钢丝网夹层中，食用出水压力在100～200kg的冲洗机冲洗，可将肝胰脏部分与壳分离。
2.清洗：虾壳(虾钳、虾壳、虾头等统一认作虾壳)和肝胰脏等分开清洗，
a.以含表面活性剂为主的洗洁精(如：直链烷基苯磺酸10份、乙氧基化烷基硫酸钠8份、烷基醇酰胺2份、氢氧化钠1份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、EDTA－2Na 0.1份，水加到100份)清洗，主要是清除由于餐饮业加工，表面携带的油、盐及调味料等。
b.5％浓度的柠檬酸清洗，洗净附着于虾壳表面的杂质，清洗时间20-30分钟。
c.清水清洗，清水清洗2-3次，洗净表面活性剂及柠檬酸。
3.高温蒸汽灭菌：虾壳和肝胰脏分开采用高温蒸汽灭菌，灭菌条件为高温(120℃)高压(2MPa)蒸气灭菌25秒钟。
4.低温负压烘干：气压约为0.35MPa，温度不超过75℃，负压干燥2小时。
5.破碎：将除肝胰脏外的部分，破碎至碎片(可过20目筛子)，可得原料1(2)。
6.肝胰脏脱脂：采用浸出法脱脂，将肝胰脏制成与浸出脱脂法设备相应的规格后，浸入有机溶剂，如正己烷或六号轻汽油，充分溶解后，过滤，固体部分即为脱脂后的肝胰脏，可得原料2(2)；将溶液加热至260℃，将有机溶剂蒸发、冷凝后回收利用，未能蒸发的部分即为肝胰脏所含油脂，浸出时间为20分钟。
7.果酸钙：在7份原料1(2)中加入柠檬酸5份，苹果酸5份，加水至100份，70℃加热16小时，辅助以搅拌。过滤可得溶液A(2)和残渣A(2)，溶液A(2)即为果酸钙溶液，干燥后得果酸钙120g。
8.氨基酸(蛋白质)：将残渣A(2)20份加水至100份，在55℃条件下，使用0.1％的木瓜蛋白酶水解，可得溶液B(2)和残渣B(2)，溶液B(2)经真空干燥后，固体物为蛋白质(小肽和氨基酸)，46g。
9.甲壳素：将残渣B(2)，加入pH为3的乙酸溶液，加热至温度55℃，进行洗脱，洗脱时间1-2小时，过滤后可得溶液C(2)和残渣C(2)。溶液C(2)即为甲壳素的乙酸溶液，加入NaOH，调整至pH＝7，沉淀即为甲壳素，经脱色(例如双氧水氧化脱色)10-20分钟后，得粗制甲壳素112g，可用于进一步提纯加工。
10.饲料原料：步骤9的残渣C(2)9g，可作为矿物质元素添加至动物饲料。
11.原料2(2)10g，可作为饲料原料。
12.经浸出法得到的油脂，3g，不可食用，经进一步加工后可做燃料；或作为废弃物进行垃圾处理。
实例3。克氏原螯虾餐余物1kg(混合，油炸500g，非油炸500g)
1.分选：将以油炸和其他加工方式分开，将肝胰脏和其他部分分开。
量大时第一步采用高压水冲洗机，将虾壳平铺至钢丝网夹层中，食用出水压力在100～200kg的冲洗机冲洗，可将肝胰脏部分与壳分离；第二步置于水中，浮于水面或者悬浮水中为油炸，沉于水底为其他加工方式，可粗略的快速筛选。
2.清洗：虾壳(虾钳、虾壳、虾头等统一认作虾壳)和肝胰脏等分开清洗，
a.以含表面活性剂为主的去污剂(例如：直链烷基苯磺酸10份；乙氧基化烷基硫酸钠8份；烷基醇酰胺2份；氢氧化钠1份；脂肪醇聚氧乙烯醚5份；EDTA-2Na 0.1份；水加到100份)清洗，主要是清除由于餐饮业加工，表面携带的油、盐及调味料等。
b.5％浓度的柠檬酸清洗，洗净附着于虾壳表面的杂质，清洗时间20-30分钟。
c.清水清洗，清水清洗2-3次，洗净表面活性剂及柠檬酸。(其中非油炸的处理的只需要经过步骤b和步骤c)
3.高温蒸汽灭菌：虾壳和肝胰脏分开采用高温蒸汽灭菌，灭菌条件为高温(120℃)高压(2MPa)蒸气灭菌25秒钟。
4.低温负压烘干：气压约为0.35MPa，温度不超过75℃，负压干燥2小时。
5.破碎：将除肝胰脏外的部分，破碎至碎片(可过20目筛子)，可得原料1(3)。
6.肝胰脏脱脂：采用浸出法脱脂，将肝胰脏制成与浸出脱脂法设备相应的规格后，浸入有机溶剂，如正己烷或六号轻汽油，充分溶解后，过滤，固体部分即为脱脂后的肝胰脏，可得原料2(3)；将溶液加热至260℃，将有机溶剂蒸发、冷凝后回收利用，未能蒸发的部分即为肝胰脏所含油脂，浸出时间为20分钟。
7.果酸钙：在7份原料1(3)中加入柠檬酸5份，苹果酸5份，加水至100份，70℃加热16小时，辅助以搅拌。过滤可得溶液A(3)和残渣A(3)，溶液A(3)即为果酸钙溶液，干燥后得果酸钙128g。
8.氨基酸：将残渣A(3)20份加水至100份，在55℃条件下，使用0.1％的木瓜蛋白酶水解，可得溶液B(3)和残渣B(3)，溶液B(3)经真空干燥后，固体物为蛋白质(小肽和氨基酸)，45g。
9.甲壳素：将残渣B(3)，加入pH为3的乙酸溶液，加热至温度55℃，进行洗脱，洗脱时间1-2小时，过滤后可得溶液C(3)和残渣C(3)。溶液C(3)即为甲壳素的乙酸溶液，加入NaOH，调整至pH＝7，沉淀即为甲壳素，经脱色(例如双氧水氧化脱色)10-20分钟后，得粗制甲壳素，119g，可用于进一步提纯加工。
10.饲料原料：步骤9的残渣C(3)8g，可作为矿物质元素添加至动物饲料。
11.原料2(3)9g，可作为饲料的原料。
12.经浸出法得到的油脂，2g，不可食用，经进一步加工后可做燃料；或作为废弃物进行垃圾处理。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种高附加值的餐余克氏原螯虾废弃物综合利用方法，其步骤是：
1)分选：将以油炸和其他加工方式分开，将肝胰脏和其他部分分开；
2)清洗：虾壳和肝胰脏分开清洗，
a、以含表面活性剂为主的去污剂清洗，清除由于餐饮业加工，表面携带的油、盐及调味料；
b、5％浓度的柠檬酸清洗，洗净附着于虾壳表面的杂质，清洗时间20-30分钟；
c、清水清洗2-3次，洗净表面活性剂及柠檬酸；
其中非油炸的处理的只需要经过步骤b和步骤c；
3)高温蒸汽灭菌：虾壳和肝胰脏均采用高温蒸汽灭菌，虾壳和肝胰脏分开灭菌，灭菌条件为120℃高温、2MPa高压蒸气灭菌25秒钟；
4)低温负压烘干：气压为0.3～0.4MPa，温度不超过75℃，负压干燥，时间为2-4小时；
5)破碎：除肝胰脏外的部分，破碎至碎片，得原料1；
6)肝胰脏脱脂：采用浸出法脱脂，将肝胰脏制成与浸出脱脂法设备相应的规格后，浸入有机溶剂，正己烷或六号轻汽油，充分溶解后，过滤，固体部分为脱脂后的肝胰脏，得原料2；将含有有机溶剂的溶液加热至260℃，将有机溶剂蒸发、冷凝后回收利用，未能蒸发的部分即为肝胰脏所含油脂，浸出时间为20～30分钟；
7)果酸钙：在7份原料1中加入柠檬酸5份，苹果酸5份，加水至100份，70℃加热16小时，辅助以搅拌，过滤得溶液A和残渣A，溶液A即为果酸钙溶液，干燥后得果酸钙；
8)氨基酸：将残渣A20份加水至100份，在55℃条件下，使用0.1％的木瓜蛋白酶水解，得溶液B和残渣B，溶液B经真空干燥后，固体物为蛋白质；
9)甲壳素：将残渣B，加入pH为3的乙酸溶液，加热至温度55℃，进行洗脱，洗脱时间1-2小时，过滤后得溶液C和残渣C；溶液C即为甲壳素的乙酸溶液，加入NaOH，调整至pH＝7，沉淀即为甲壳素，经脱色10-20分钟后，得粗制甲壳素，用于进一步提纯加工；
10)饲料原料：步骤9)的残渣C占总重的0.5～1％，为微量金属元素、磷及少量钙，作为矿物质元素添加至动物饲料；
11)原料2占总重量的1～2％，其中有5％的油脂，20％的蛋白质，水分和灰分，为饲料原料；
12)经浸出法得到的油脂，不食用，经进一步加工后做燃料，或作为废弃物进行垃圾处理，占总重的0.3％。
2.根据权利要求1所述的一种高附加值的餐余克氏原螯虾废弃物综合利用方法，其特征在于，所述步骤1)分选，量大时第一步采用高压水冲洗机，将虾壳平铺至钢丝网夹层中，使用出水压力在100～200kg的冲洗机冲洗，将肝胰脏部分与壳分离；第二步置于水中，浮于水面或者悬浮水中为油炸，沉于水底为其他加工方式，粗略的快速筛选。
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