CN102924563A

CN102924563A - 一种作为微生物发酵氮源的虾蛋白及其制备与应用

Info

Publication number: CN102924563A
Application number: CN2012104240452A
Authority: CN
Inventors: 钱俊青
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明提供了一种可作为微生物发酵氮源的虾蛋白产品及其制备方法与应用。所述虾蛋白粉由如下方法制得：取虾加工为虾仁的副产物虾头，粉碎，压滤，滤渣加水搅拌，再次压滤，合并滤液，加水至固含量为8%~12%，过滤取滤液加入浓硫酸（98%）至硫酸浓度为15~25g/L，加热至100℃搅拌水解4~5小时，水解结束后用饱和氢氧化钠水溶液中和至pH为7，真空浓缩至固含量为18%~20%，喷雾干燥得到所述虾蛋白粉。本发明与现有虾蛋白产品作饲料添加剂相比，本发明制备虾蛋白作发酵氮源，经济附加值提高；与现有发酵用商品氮源比较，虾蛋白的效果与蛋白胨、牛肉浸膏相当，但生产成本较低，有明显的经济优势。

Description

一种作为微生物发酵氮源的虾蛋白及其制备与应用

（一）技术领域

本发明涉及一种可作为微生物发酵氮源的虾蛋白产品及其制备方法与应用。

（二）背景技术

微生物发酵的氮源是微生物发酵生产中必不可少的原料。目前，国内外发酵工业中作为氮源的物质有多种，动物蛋白胨，牛肉浸膏，酵母浸膏，大豆饼粉，鱼粉是主要的几种。其中动物蛋白胨，牛肉浸膏，酵母浸膏三种氮源微生物利用较好，是效果比较突出的品种。而虾蛋白目前主要来源于虾加工的副产物，有海虾加工的副产物，也有淡水虾加工的副产物。将虾加工副产物进行挤压，水淋洗，过滤可得虾蛋白液，浓缩干燥可得虾蛋白粉。现行虾蛋白的用途是作饲料营养强化剂，包括将虾蛋白酶解后添加于饲料，以及虾蛋白提取虾青素后用于饲料。将虾蛋白加工为微生物发酵氮源尚未开展。

（三）发明内容

本发明的目的是为了更好的利用虾蛋白资源。每年全国海虾与淡水虾加工的量均较大，加工企业有大量的虾蛋白资源，将虾蛋白加工为微生物发酵工业的氮源，是经济价值较高的做法，比现有技术作为饲料营养强化剂有更好的经济效益。

本发明采用的技术方案是：

一种作为微生物发酵氮源的虾蛋白，由如下方法制得：取虾加工为虾仁的副产物虾头，粉碎，压滤，滤渣加水搅拌，再次压滤，合并滤液，加水至固含量为8%~12%，过滤取滤液加入浓硫酸（98%）至硫酸浓度为15~25g/L，加热至100℃搅拌水解4~5小时，水解结束后用饱和氢氧化钠水溶液中和至pH为7，真空浓缩至固含量为18%~20%，喷雾干燥得到所述虾蛋白粉，干基蛋白质含量达80%以上。

本发明还包括制备所述虾蛋白的方法，所述方法如下：取虾加工为虾仁的副产物虾头，粉碎（约10目即可），压滤（可使用约20目筛网进行压滤），滤渣加水搅拌，再次压滤（20目筛网），合并滤液，加水至固含量为8%~12%，过滤（80目滤网）取滤液加入浓硫酸（98%）至硫酸浓度为15~25g/L，加热至100℃搅拌水解4~5小时，水解结束后用饱和氢氧化钠水溶液中和至pH为7，真空浓缩至固含量为18%~20%，喷雾干燥得到所述虾蛋白粉。

所述真空浓缩在真空度0.8~0.9大气压、温度80~100℃下进行。

本发明还涉及所述的虾蛋白作为微生物发酵用氮源的应用。

具体的，所述虾蛋白可作为氮源用于配制酵母的发酵培养基，所述发酵培养基组成如下：葡萄糖150g/L，虾蛋白粉30~40g/L（质量为葡萄糖质量20~25%为佳），硫酸胺2 g/L，KH₂PO₄5g/L，MgSO₄.7H₂O 0.4 g/L，CaCl₂0.1 g/L，溶剂为水，pH 4.0。

酵母发酵时种子液可按如下方法制备：K字活性干酵母（宜昌安琪酵母集团生产）1.00g加入60ml灭菌的含葡萄糖60g/L的糖液中，在38℃活化1.5小时，即为种子液。

酵母发酵方法：所配制培养基在500ml三角瓶装量300ml，每一试验条件平行配三瓶，115℃下灭菌30min，将种子液按10％接种量接到已灭菌培养基中，在恒温（32℃）培养箱中培养。间隔一段时间取样，每次取样1.0ml，测定发酵液中的酵母细胞数、糖度及pH值三个参数。发酵终止后发酵液蒸馏出100ml，用酒精度计测定其酒精度，试验结果取平均值。发酵48小时，糖度低于10g/L，酒精度可达10％（V/V）。

本发明的有益效果主要体现在：从两个方面来比较，一是与现有虾加工副产物蛋白利用技术比较，现有虾加工副产物中的蛋白利用主要是作饲料添加剂，作为饲料营养强化剂，与作饲料相比，本发明制备虾蛋白作发酵氮源，经济附加值提高。

另一方面与现有微生物发酵氮源比较，现有的微生物发酵用氮源，以动物资源为原料的产品主要有蛋白胨和牛肉浸膏，以植物资源为原料的产品主要有大豆饼粉。在微生物发酵生产中，动物资源为原料的氮源发酵效果明显优于植物资源为原料的氮源，但价格上动物资源为原料的氮源大大高于植物资源为原料的产品。与现有发酵用商品氮源比较，虾蛋白的效果与蛋白胨，牛肉浸膏相当，但生产成本较低，有明显的经济优势。

（四）具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

海虾加工为虾仁的副产物虾头100公斤（购自舟山市西峰水产有限公司），粉碎至10目，用20目孔径的筛网压滤，滤渣加水搅拌，再次用20目孔径筛网压滤，滤液合并，加水调节其中固形物含量为8%，用80目孔径的筛网再过滤一次，取滤液加入98%质量分数的浓硫酸（上海青析化工科技有限公司生产）至硫酸含量达到15 g/L，加热至100℃，搅拌水解蛋白4.5小时，用饱和氢氧化钠（上海青析化工科技有限公司生产）水溶液中和至中性。真空浓缩（真空度0.9大气压，温度90℃）至固形物浓度18%。喷雾干燥得到虾蛋白粉，干基蛋白质含量达81.2%。

将喷雾干燥所得的蛋白粉作为酵母发酵的氮源配入发酵培养基，配制900ml。具体为：葡萄糖（郑州金光食品配料有限公司生产）150g/L，虾蛋白粉按葡萄糖质量的25%配入（37.5 g/L），无机盐类（均为上海青析化工科技有限公司生产）：硫酸胺2 g/L，KH₂PO₄5 g/L，MgSO₄.7H₂O0.4 g/L，CaCl₂0.1 g/L，溶剂为水，调节pH值为4.0。以市售商品微生物发氮源蛋白胨（上海汇合生物科技有限公司生产）替代虾蛋白粉，按相同的配方也配制培养基900ml，作为对比，同时发酵。

酵母种子液的制备：K字活性干酵母（宜昌安琪酵母集团生产）1.00g加入60ml灭菌的含葡萄糖60 g/L的糖液中，在38℃活化1.5小时，即为种子液。

酵母发酵方法：所配制培养基在500ml三角瓶装量300ml，每个样平行配三瓶，115℃下灭菌30min，将种子液按10%（v/v）接种量接到已灭菌培养基中，在恒温（32℃）培养箱中培养。培养15小时后间隔6小时取样，每次取样1.0ml，测定发酵液中的酵母细胞数、糖度及pH值。培养48小时发酵终止，将发酵液蒸馏出100ml，用酒精度计测定其酒精度，试验结果取平均值。虾蛋白粉作氮源的发酵液糖度为8.3g/L，酵母细胞数为8.6*10⁶，pH值为4.2，酒精度为10.0%（v/v）。蛋白胨作氮源的发酵液糖度为13.3g/L，酵母细胞数为7.7*10⁶，pH值为4.7，酒精度为10.0%（v/v）。

实施例2：

海虾加工为虾仁的副产物虾头100公斤（购自舟山市西峰水产有限公司），粉碎至10目，用20目孔径的筛网压滤，滤渣加水搅拌，再次用20目孔径筛网压滤，滤液合并，加水调节其中固形物含量为12%，用80目孔径的筛网再过滤一次。滤液加入98%质量分数的浓硫酸（上海青析化工科技有限公司生产）至硫酸含量达到25 g/L，加热至100℃，搅拌水解蛋白4小时，用饱和氢氧化钠（上海青析化工科技有限公司生产）水溶液中和至中性。真空浓缩（真空度0.8大气压，温度100℃）至固形物浓度20%。喷雾干燥得到虾蛋白粉，干基蛋白质含量达80.7%。

将喷雾干燥所得的蛋白粉作为酵母发酵的氮源配入发酵培养基，配制900ml。具体为：葡萄糖（郑州金光食品配料有限公司生产）150g/L，虾蛋白粉按葡萄糖质量的20%配入（30g/L），无机盐类（均为上海青析化工科技有限公司生产）:硫酸胺3g/L，KH₂PO₄5g/L，MgSO₄.7H₂O0.4g/L，CaCl₂0.1g/L，溶剂为水，调节pH值为4.0。以市售商品微生物发氮源牛肉浸膏（上海源聚生物科技有限公司生产）替代虾蛋白粉，按相同的配方也配制培养基900ml，作为对比，同时发酵。

酵母种子液的制备：K字活性干酵母（宜昌安琪酵母集团生产）1.00g加入60ml灭菌的含葡萄糖60g/L的糖液中，在38℃活化1.5小时，即为种子液。

酵母发酵方法：所配制培养基在500ml三角瓶装量300ml，每个样平行配三瓶，115℃下灭菌30min，将种子液按10％接种量接到已灭菌培养基中，在恒温（32℃）培养箱中培养。培养15小时后间隔6小时取样，每次取样1.0ml，测定发酵液中的酵母细胞数、糖度及pH值。培养48小时发酵终止，将发酵液蒸馏出100ml，用酒精度计测定其酒精度，试验结果取平均值。虾蛋白粉作氮源的发酵液糖度为8.7 g/L，酵母细胞数为8.2*10⁶，pH值为4.3，酒精度为10.0%（v/v）。牛肉浸膏作氮源的发酵液糖度为7.8 g/L，酵母细胞数为9.9*10⁶，pH值为4.5，酒精度为10.0%（v/v）。

实施例3：

海虾加工为虾仁的副产物虾头100公斤（购自舟山市西峰水产有限公司），粉碎至10目，用20目孔径的筛网压滤，滤渣加水搅拌，再次用20目孔径筛网压滤，滤液合并，加水调节其中固形物含量为10%，用80目孔径的筛网再过滤一次。滤液加入98%质量分数的浓硫酸（上海青析化工科技有限公司生产）至硫酸含量达到20 g/L，加热至100℃，搅拌水解蛋白5小时，用饱和氢氧化钠（上海青析化工科技有限公司生产）水溶液中和至中性。真空浓缩（真空度0.9大气压，温度80℃）至固形物浓度19%。喷雾干燥得到虾蛋白粉，干基蛋白质含量达81.0%。

将喷雾干燥所得的蛋白粉作为酵母发酵的氮源配入发酵培养基，配制900ml。具体为：葡萄糖（郑州金光食品配料有限公司生产）150g/L，虾蛋白粉按葡萄糖质量的23%配入（34.5g/L），无机盐类（均为上海青析化工科技有限公司生产）:硫酸胺2g/L，KH₂PO₄5g/L，MgSO₄.7H₂O0.4g/L，CaCl₂0.1g/L，溶剂为水，调节pH值为4.0。以市售商品微生物发氮源蛋白胨（上海汇合生物科技有限公司生产）替代虾蛋白粉，按相同的配方也配制培养基900ml，作为对比，同时发酵。

酵母发酵方法：所配制培养基在500ml三角瓶装量300ml，每个样平行配三瓶，115℃下灭菌30min，将种子液按10％接种量接到已灭菌培养基中，在恒温（32℃）培养箱中培养。培养15小时后间隔6小时取样，每次取样1.0ml，测定发酵液中的酵母细胞数、糖度及pH值。培养48小时发酵终止，将发酵液蒸馏出100ml，用酒精度计测定其酒精度，试验结果取平均值。虾蛋白粉作氮源的发酵液糖度为8.1g/L，酵母细胞数为8.5*10⁶，pH值为4.2，酒精度为10.0%（v/v）。蛋白胨作氮源的发酵液糖度为12.8g/L，酵母细胞数为7.9*10⁶，pH值为4.6，酒精度为10.0%（v/v）。

实施例4：

海虾加工为虾仁的副产物虾头100公斤（购自舟山市西峰水产有限公司），粉碎至10目，用20目孔径的筛网压滤，滤渣加水搅拌，再次用20目孔径筛网压滤，滤液合并，加水调节其中固形物含量为9%，用80目孔径的筛网再过滤一次。滤液加入98%质量分数的浓硫酸（上海青析化工科技有限公司生产）至硫酸含量达到22g/L，加热至100℃，搅拌水解蛋白4小时，用饱和氢氧化钠（上海青析化工科技有限公司生产）水溶液中和至中性。真空浓缩（真空度0.9大气压，温度100℃）至固形物浓度18%。喷雾干燥得到虾蛋白粉，干基蛋白质含量达80.9%。

将喷雾干燥所得的蛋白粉作为酵母发酵的氮源配入发酵培养基，配制900ml。具体为：葡萄糖（郑州金光食品配料有限公司生产）150g/L，虾蛋白粉按葡萄糖质量的22%配入（33g/L），无机盐类（均为上海青析化工科技有限公司生产）:硫酸胺2g/L，KH₂PO₄5g/L，MgSO₄.7H₂O0.4g/L，CaCl₂0.1g/L，溶剂为水，调节pH值为4.0。以市售商品微生物发氮源牛肉浸膏（上海源聚生物科技有限公司生产）替代虾蛋白粉，按相同的配方也配制培养基900ml，作为对比，同时发酵。

酵母发酵方法：所配制培养基在500ml三角瓶装量300ml，每个样平行配三瓶，115℃下灭菌30min，将种子液按10％接种量接到已灭菌培养基中，在恒温（32℃）培养箱中培养。培养15小时后间隔6小时取样，每次取样1.0ml，测定发酵液中的酵母细胞数、糖度及pH值。培养48小时发酵终止，将发酵液蒸馏出100ml，用酒精度计测定其酒精度，试验结果取平均值。虾蛋白粉作氮源的发酵液糖度为8.4g/L，酵母细胞数为8.3*10⁶，pH值为4.2，酒精度为10.0%（v/v）。牛肉浸膏作氮源的发酵液糖度为7.5g/L，酵母细胞数为9.7*10⁶，pH值为4.4，酒精度为10.0%（v/v）。

由此可见，本发明虾蛋白粉与市售商品微生物发氮源蛋白胨和牛肉浸膏相比，用于酵母发酵48小时时，糖度低于蛋白胨，高于牛肉浸膏；酵母细胞数低于牛肉浸膏，高于蛋白胨；发酵液pH偏低两者0.3~0.5个单位，但产酒精量相同，因此本发明虾蛋白的效果与蛋白胨、牛肉浸膏相当，但生产成本较低，有明显的经济优势。

Claims

1.一种作为微生物发酵氮源的虾蛋白，由如下方法制得：取虾加工为虾仁的副产物虾头，粉碎，压滤，滤渣加水搅拌，再次压滤，合并滤液，加水至固含量为8%~12%，过滤取滤液加入浓硫酸至硫酸浓度为15~25g/L，加热至100℃搅拌水解4~5小时，水解结束后用饱和氢氧化钠水溶液中和至pH为7，真空浓缩至固含量为18%~20%，喷雾干燥得到所述虾蛋白粉。

2.制备权利要求1所述虾蛋白的方法，所述方法如下：取虾加工为虾仁的副产物虾头，粉碎，压滤，滤渣加水搅拌，再次压滤，合并滤液，加水至固含量为8%~12%，过滤取滤液加入浓硫酸至硫酸浓度为15~25g/L，加热至100℃搅拌水解4~5小时，水解结束后用饱和氢氧化钠水溶液中和至pH为7，真空浓缩至固含量为18%~20%，喷雾干燥得到所述虾蛋白粉。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述真空浓缩在真空度0.8~0.9大气压，温度80~100℃下进行。

4.如权利要求1所述的虾蛋白作为微生物发酵用氮源的应用。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于所述虾蛋白作为氮源用于配制酵母的发酵培养基，所述发酵培养基组成如下：葡萄糖150g/L，虾蛋白粉30~40g/L，硫酸胺2 g/L，KH₂PO₄5g/L，MgSO₄.7H₂O 0.4 g/L，CaCl₂0.1 g/L，溶剂为水，pH 4.0。