CN108976113B - 一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，通过将虾蟹壳洗净压碎后，加入激活剂和蛋白酶酶解，再将酶解液分离所得上清液1干燥可得蛋白肽粉，将剩余物质进行加酸处理后，分离反应液所得上清液2干燥可得醋酸钙，再将剩余物质进行加碱处理后，过滤所得滤渣经漂洗干燥，可得甲壳素。本发明所提供的生产方法工艺简单合理，效果突出，具有低成本、高效率、酸碱消耗量小、清洁环保、综合性强的优点；所制醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的回收率高，得率高，纯度好，资源综合利用充分，产品附加价值增高。

Description

一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法

技术领域

本发明涉及水产品废弃物综合利用技术领域，尤其是涉及一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法。

背景技术

我国湖泊众多，海域辽阔，虾、蟹资源丰富。典型的经济虾蟹类包括罗氏沼虾、青虾、克氏原螯虾、梭子蟹和青蟹等。2015年，我国虾、蟹生产总量为686万吨，2016年，虾、蟹生产总量为712万吨，呈上升趋势。虾、蟹的养殖和捕捞具有明显的季节性，除鲜食外，发展虾、蟹加工产业可有效延长产品贮藏期、扩大消费区域以及提升产品附加值。目前，我国虾类的主要加工产品为虾仁、面包虾、蝴蝶虾和虾滑等，主要利用虾肉部分，同时会产生虾头、虾壳和内脏等加工副产物。蟹类的主要加工产品为蟹肉罐头和蟹黄酱等，蟹肉罐头主要利用体肉和肩肉，蟹黄酱则主要利用蟹黄、蟹膏以及挤压碎肉，也会同时产生蟹壳及粘附的部分蟹肉和内脏等加工副产物。

在虾、蟹加工过程中，会产生约30~40%的加工副产物(主要为虾、蟹壳)，如不能加以合理利用，会对生态环境造成一定污染，同时也会增加企业的负担。不同种类、不同产地的虾、蟹壳的化学组成存在一定差异，但其主要成分均为蛋白质、灰分和甲壳素。此外，虾、蟹壳还含有少量的脂肪、游离氨基酸和虾青素等。

甲壳素是由N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,4-糖苷键缩合而成的线性聚合物多糖，相对分子质量从几十万到几百万，甲壳素结构中糖基上的N-乙酰基大部分脱除后所得的产物为壳聚糖。甲壳素是一种天然高分子物质生物多糖，广泛存在于甲壳类动物如虾蟹的甲壳、昆虫如蚕蛹、果蝇幼蛆的甲壳、真菌如霉菌的细胞壁，以及植物的细胞壁中，其在自然界中存在的数量仅次于纤维素，通常用于辅助性治疗药剂及功能性保健品的添加剂。专家认为，甲壳素是继蛋白质、脂肪、维生素和微量元素之后的另一维持人体生命的要素。另外，甲壳素还可以应用于纺织印染、化工造纸、食品等多个领域。所以从低值海洋生物及下脚料中获取相对高价值的活性物质，作为功能性食品或者药品成分，安全性高，且具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。

以往，虾、蟹壳主要用来生产甲壳素，国内常用的加工方法是化学法，酸碱用量大，蛋白质通常不进行回收利用，造成资源浪费，且易引起严重的环境污染，另外由于强酸强碱的高温剧烈化学反应，使甲壳素产品质量不高、波动也较大，这种方法只能生产甲壳素，而虾蟹壳中的其他物质会被浪费掉。国内外以前主要采用碱法回收蛋白质，蛋白质得率低，且受到破坏，营养价值低，只能作为普通或低档饲料；近年来，国内外相继报道了采用生物酶法来回收蛋白质，其条件温和，对蛋白质及甲壳素的质量影响小，生产过程安全，对环境污染少。

现有技术如授权公告号为CN1184236C的中国发明专利，公开了一种用鲜虾壳生产甲壳素、虾青素和蛋白质的方法，其生产过程中在制备甲壳素的同时获得虾青素和蛋白质，但使用对象局限在鲜虾壳，与实际生产中大量干制虾壳的现状不一致，也未能有效利用虾壳中大量的钙；另有如授权公告号为CN103283930B的中国发明专利，公开了一种用鲜虾壳生产甲壳素、虾青素和蛋白质的方法，其中提供了一种综合利用南极磷虾高活力的内源蛋白酶和外源碱性蛋白酶水解虾壳回收蛋白质与虾青素，但未能有效利用甲壳素和钙质。此外，未见有对虾蟹壳进行综合利用，而同时生产甲壳素、蛋白肽和钙质的报道。

因此，充分利用虾蟹壳中钙质、蛋白质和甲壳素，开发设计高效率、低污染、低成本的综合利用工艺路线，生产醋酸钙、可溶性蛋白肽粉和甲壳素等高附加值产品，是虾蟹壳综合利用领域的重要发展方向，具有重要的经济、社会和环境效益，相关技术必将展现广阔的市场应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单合理、效果突出、低成本、高效率、酸碱消耗量小、清洁环保、综合性强的利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，该方法所得醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的回收率高，得率高，纯度好，资源综合利用充分，产品附加价值增高。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，包括预处理、酶解、蛋白肽回收、加酸处理、醋酸钙回收、加碱处理、甲壳素回收，其中酶解具体步骤为：将经过预处理的虾蟹壳按料液重量比1:3~6加水混匀后，加入激活剂和木瓜蛋白酶，加酶量为500~800U/g壳，在40~50℃下搅拌酶解2~3h后，再添加风味蛋白酶，其加酶量为400~500U/g壳，在40~50℃下搅拌酶解1~2h后，煮沸灭酶3~8min即可。虾蟹壳中含有大量的蛋白质，通常情况下，不能直接获取蛋白质，通过对虾、蟹壳中的蛋白质进行酶解，可以分离提取相关的多种活性肽，以增加产55品的附加值，木瓜蛋白酶属巯基蛋白酶，是一种低特异性的蛋白水解酶，可水解蛋白质和多肽中精氨酸和赖氨酸的羧基端，并能优先水解那些在肽键的N-端具有二个羧基的氨基酸或芳香L-氨基酸的肽键，同时木瓜蛋白酶中还含有一定的溶菌酶，因此也兼具溶菌的作用；而使用风味蛋白酶，可以将含有疏水氨基酸的苦肽中的风味前体物水解，从而释放出风味物质，使蛋白肽风味优化，去除苦味，改善口感，提高产品质量。

作为优选，上述激活剂为半胱氨酸和乳酸，激活剂的添加量为木瓜蛋白酶重量的0.6~0.8%。加入激活剂是为了提高木瓜蛋白酶的活性，保护酶分子中的巯基不被氧化，加快酶的反应速率，使酶解反应体系的反应速率增加，达到酶激活的作用。

进一步优选，上述激活剂中乳酸的含量占激活剂总量的0.4~0.6%，乳酸中D-乳酸和L-乳酸的比例为：3:65~75，加入该特殊配比的乳酸，可以将甲壳素与蛋白质结合时形成的共价键打破，而乳酸羧基上的氧原子与甲壳素中连接碳原子的糖环之间形成链式搭接，使得原本紧密结合的甲壳素和蛋白质及碳酸钙结构变得疏松，甚至完全打开，从而增加酶和酶切位点的接近机会，进而加速酶解进程，提高酶解效率，后续加入的酶、酸、碱都能很容易地与目标底物接触并发生相应反应，显著降低了能阀，降低了反应物消耗量，既可以提高蛋白质的回收率和得率，也可以减少后续碱用量，提高甲壳素的纯度，蛋白质与甲壳素分离的更加彻底。

作为优选，预处理具体步骤为：将虾蟹壳中肉眼可见的杂质除去，再用清水洗涤后过滤，干燥除去水分后，通过挤压将干燥的虾蟹壳压成小碎片。将虾蟹壳压碎的目的是增加虾蟹壳的比表面积，也有利于提高虾蟹壳在水中的分散性，有助于从虾蟹壳中提取各种有效成分。

作为优选，蛋白肽回收具体步骤为：将酶解液过30~40目的滤网，得到滤液1和滤渣1，再将滤液1经3500~4000r/min离心10~20min，得到上清液1和沉淀1，再将上清液1真空浓缩至固形物含量为20~25%后，取浓缩液进行喷雾干燥，设置进风口温度为150~155℃，出风口温度为70~80℃，即可得可溶性蛋白肽粉。将上清液真空浓缩可以出去上清液1中的大部分水分，降低了水分活度，之后再进行喷雾干燥，可以减少制备过程中的微生物污染，并增加产品的稳定性，可有效降低生产成本，也有利于产品质量的提高。

作为优选，加酸处理的具体步骤为：将滤渣1和沉淀1混合后，按料液重量比为1:8~10加水，边搅拌边加入浓度为2~3mol/L的醋酸溶液，醋酸和虾蟹壳的比例为2.5~3mL/g，在25~30℃下搅拌反应3~4h。选用醋酸浸泡滤渣和沉淀时，其中难溶于水的碳酸钙等与醋酸反应，转化成醋酸盐，从而溶解于水中，再通过分离、干燥等过程回收水中的醋酸钙，即可除去甲壳素中的碳酸钙、磷盐等无机盐，而选用醋酸是因为相同浓度的醋酸比盐酸的pH高，盐酸容易加速甲壳素中糖苷键的水解，转化成为氨基葡萄糖这样的小分子物质，而醋酸是弱酸，降解甲壳素的作用有限，很难破坏其分子链结构，能保持其高分子量，从而保证甲壳素的产品质量。

作为优选，醋酸钙回收具体步骤为：将加酸处理的反应液过80~100目的滤网，得到滤液2和滤渣2，再将滤液2经3500~4000r/min离心10~20min后，得到上清液2，将上清液2真空浓缩至固形物含量为20~30%后，对浓缩液进行喷雾干燥，设置进风口温度为170~180℃，出风口温度为80~90℃，即可制得醋酸钙粉末。将反应液先浓缩再干燥，可以避免上清液2在加热后发生醋酸钙水解，导致醋酸挥发，干燥所得变为氢氧化钙，因此将上清液2先进行真空浓缩，除去大部分水分，最终干燥所得即为醋酸钙，所得醋酸钙为微白色的松散粉末。

作为优选，加碱处理的具体步骤为：收集滤渣2，按料液重量比1:2~4加入2~4%氢氧化钠溶液，常温下浸泡24~48h。虾蟹壳中少量蛋白质会与其他物质紧密复合在一起，通过酶解难以全部分离，用稀碱溶液浸泡时，在碱性条件下，使滤渣中残存的非水溶性的蛋白质发生水解，转化为可溶性物质，再全部溶解萃取出来，从而使甲壳素的纯度得到进一步的提升。

作为优选，甲壳素回收步骤为：将加碱处理所得浸泡液过80~100目的滤网，得到滤渣3，再将滤渣3用纯净水漂洗至中性，干燥后即制得甲壳素。所得甲壳素外观为淡米黄色至白色无定形粉末，无臭，无味，且具有更好的溶解性，纯度更高，保持了高分子量，致使通过甲壳素进一步脱乙酰制备壳聚糖及壳寡糖变得容易高效，生产中同时降低了废弃污染物的排放，保护了环境。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）本发明中酶解制得蛋白肽时，先进行激活再分步酶解，可以加强生物脱蛋白的效果，能最大限度地提高蛋白酶的利用率的同时，也进一步增加了酶解液中多肽的浓度，提高了蛋白肽的得率和回收率，所得的可溶性蛋白肽为食品级高品质的水解蛋白，其中含有较多的必需氨基酸和鲜味氨基酸，具有营养价值高、鲜度好的优点，可用作调味品、保健品、水产饲料添加剂等原料；

2）本发明中通过酶解将甲壳素、蛋白质和碳酸钙的结晶区打开，去除了大部分蛋白的残壳，仅用少量烧碱就可以将残留的蛋白质完全的清除，大大减少了碱的用量，较干净且结构疏松的含钙残壳可以用醋酸将碳酸钙完全置换，且醋酸用量能大大减少，酸泡废水中的化学需氧量也大幅降低，保证工艺的清洁环保，并且残壳中甲壳素的溶解性得到提高，致使通过甲壳素进一步脱乙酰制备壳聚糖及壳寡糖变得容易，达到了无强酸强碱排放，保护了环境；

3）本发明所得的甲壳素得率和回收率高，溶解性更好，更易脱乙酰制备壳聚糖及壳寡糖，酶解制备的蛋白肽品质高，性能稳定，同时生产中充分回收了钙质，使得资源得到了充分地综合利用，产品附加价值增高，经济效益显著；

4）本发明中利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法所提供的工艺流程简单合理，效果突出，单元操作方便，生产成本低，生产过程中，能够大幅降低酸、碱的消耗量，以及废水中的化学需氧量，整个工艺清洁环保，工序短，操作方便，生产效率高，便于推广。

附图说明

图1是本发明的工艺流程框图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：

实施例1：

一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，包括预处理、酶解、蛋白肽回收、加酸处理、醋酸钙回收、加碱处理、甲壳素回收，其中酶解具体步骤为：将经过预处理的虾蟹壳按料液比1:3的比例加水混匀后，加入激活剂和木瓜蛋白酶，加酶量为500U/g壳，在40℃下搅拌酶解2h后，再添加风味蛋白酶，其加酶量为400U/g壳，在40℃下搅拌酶解1h后，煮沸灭酶3min即可。虾蟹壳中含有大量的蛋白质，通常情况下，不能直接获取蛋白质，通过对虾、蟹壳中的蛋白质进行酶解，可以分离提取相关的多种活性肽，以增加产品的附加值，木瓜蛋白酶属巯基蛋白酶，是一种低特异性的蛋白水解酶，可水解蛋白质和多肽中精氨酸和赖氨酸的羧基端，并能优先水解那些在肽键的N-端具有二个羧基的氨基酸或芳香L-氨基酸的肽键，同时木瓜蛋白酶中还含有一定的溶菌酶，因此也兼具溶菌的作用；而使用风味蛋白酶，可以将含有疏水氨基酸的苦肽中的风味前体物水解，从而释放出风味物质，使蛋白肽风味优化，去除苦味，改善口感，提高产品质量。

上述激活剂为半胱氨酸和乳酸，激活剂的添加量为木瓜蛋白酶重量的0.6%。加入激活剂是为了提高木瓜蛋白酶的活性，保护酶分子中的巯基不被氧化，加快酶的反应速率，使酶解反应体系的反应速率增加，达到酶激活的作用。

上述激活剂中乳酸的含量占激活剂总量的0.4%，乳酸中D-乳酸和L-乳酸的比例为：3:75，加入该特殊配比的乳酸，可以将甲壳素与蛋白质结合时形成的共价键打破，而乳酸羧基上的氧原子与甲壳素中连接碳原子的糖环之间形成链式搭接，使得原本紧密结合的甲壳素和蛋白质及碳酸钙结构变得疏松，甚至完全打开，从而增加酶和酶切位点的接近机会，进而加速酶解进程，提高酶解效率，后续加入的酶、酸、碱都能很容易地与目标底物接触并发生相应反应，显著降低了能阀，降低了反应物消耗量，既可以提高蛋白质的回收率和得率，也可以减少后续碱用量，提高甲壳素的纯度，蛋白质与甲壳素分离的更加彻底。

预处理具体步骤为：取100Kg虾蟹壳，将其中肉眼可见的杂质除去，再用清水洗涤后过滤，干燥除去水分后，通过挤压将干燥的虾蟹壳压成小碎片。将虾蟹壳压碎的目的是增加虾蟹壳的比表面积，也有利于提高虾蟹壳在水中的分散性，有助于从虾蟹壳中提取各种有效成分。

蛋白肽回收具体步骤为：将酶解液过30目的滤网，得到滤液1和滤渣1，再将滤液1经3500r/min离心10min，得到上清液1和沉淀1，再将上清液1真空浓缩至固形物含量为20%后，取浓缩液进行喷雾干燥，设置进风口温度为150℃，出风口温度为70℃，即可得可溶性蛋白肽粉。将上清液真空浓缩可以出去上清液1中的大部分水分，降低了水分活度，之后再进行喷雾干燥，可以减少制备过程中的微生物污染，并增加产品的稳定性，可有效降低生产成本，也有利于产品质量的提高。

加酸处理的具体步骤为：将滤渣1和沉淀1混合后，按料液重量比为1:8加水，边搅拌边加入浓度为2mol/L的醋酸溶液，醋酸和虾蟹壳的比例为2.5mL/g，在25℃下搅拌反应3h。选用醋酸浸泡滤渣和沉淀时，其中难溶于水的碳酸钙等与醋酸反应，转化成醋酸盐，从而溶解于水中，再通过分离、干燥等过程回收水中的醋酸钙，即可除去甲壳素中的碳酸钙、磷盐等无机盐，而选用醋酸是因为相同浓度的醋酸比盐酸的pH高，盐酸容易加速甲壳素中糖苷键的水解，转化成为氨基葡萄糖这样的小分子物质，而醋酸是弱酸，降解甲壳素的作用有限，很难破坏其分子链结构，能保持其高分子量，从而保证甲壳素的产品质量。

醋酸钙回收具体步骤为：将加酸处理的反应液过80目的滤网，得到滤液2和滤渣2，再将滤液2经3500r/min离心10min后，得到上清液2，将上清液2真空浓缩至固形物含量为20%后，对浓缩液进行喷雾干燥，设置进风口温度为170℃，出风口温度为80℃，即可制得醋酸钙粉末。将反应液先浓缩再干燥，可以避免上清液2在加热后发生醋酸钙水解，导致醋酸挥发，干燥所得变为氢氧化钙，因此将上清液2先进行真空浓缩，除去大部分水分，最终干燥所得即为醋酸钙，所得醋酸钙为微白色的松散粉末。

加碱处理的具体步骤为：收集滤渣2，按料液重量比为1:2加入2%氢氧化钠溶液，常温下浸泡24h。虾蟹壳中少量蛋白质会与其他物质紧密复合在一起，通过酶解难以全部分离，用稀碱溶液浸泡时，在碱性条件下，使滤渣中残存的非水溶性的蛋白质发生水解，转化为可溶性物质，再全部溶解萃取出来，从而使甲壳素的纯度得到进一步的提升。

甲壳素回收步骤为：将加碱处理所得浸泡液过80目的滤网，得到滤渣3，再将滤渣3用纯净水漂洗至中性，干燥后即制得甲壳素。所得甲壳素外观为淡黄色无定形粉末，无臭，无味，且具有更好的溶解性，纯度更高，保持了高分子量，致使通过甲壳素进一步脱乙酰制备壳聚糖及壳寡糖变得容易高效，生产中同时降低了废弃污染物的排放，保护了环境。

本实施例所得醋酸钙为4.23Kg，蛋白肽为26.53Kg，甲壳素为18.56Kg，所得甲壳素外观为淡黄色无定形粉末。

实施例2：

一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，包括预处理、酶解、蛋白肽回收、加酸处理、醋酸钙回收、加碱处理、甲壳素回收，其中酶解具体步骤为：将经过预处理的虾蟹壳按料液比1:5的比例加水混匀后，加入激活剂和木瓜蛋白酶，加酶量为600U/g壳，在48℃下搅拌酶解3h后，再添加风味蛋白酶，其加酶量为600U/g壳，在50℃下搅拌酶解2h后，煮沸灭酶7min即可。

上述激活剂为半胱氨酸和乳酸，激活剂的添加量为木瓜蛋白酶重量的0.7%。

上述激活剂中乳酸的含量占激活剂总量的0.6%，乳酸中D-乳酸和L-乳酸的比例为：3:65。

预处理具体步骤为：取100Kg虾蟹壳，将其中肉眼可见的杂质除去，再用清水洗涤后过滤，干燥除去水分后，通过挤压将干燥的虾蟹壳压成小碎片。

蛋白肽回收具体步骤为：将酶解液过30目的滤网，得到滤液1和滤渣1，再将滤液1经3500r/min离心20min，得到上清液1和沉淀1，再将上清液1真空浓缩至固形物含量为25%后，取浓缩液进行喷雾干燥，设置进风口温度为155℃，出风口温度为80℃，即可得可溶性蛋白肽粉。

加酸处理的具体步骤为：将滤渣1和沉淀1混合后，按料液重量比为1:10加水，边搅拌边加入浓度为2mol/L的醋酸溶液，醋酸和虾蟹壳的比例为2.5mL/g，在28℃下搅拌反应3.5h。

醋酸钙回收具体步骤为：将加酸处理的反应液过90目的滤网，得到滤液2和滤渣2，再将滤液2经3500r/min离心20min后，得到上清液2，将上清液2真空浓缩至固形物含量为30%后，对浓缩液进行喷雾干燥，设置进风口温度为180℃，出风口温度为90℃，即可制得醋酸钙粉末。

加碱处理的具体步骤为：收集滤渣2，按料液重量比为1:4加入3%氢氧化钠溶液，常温下浸泡45h。

甲壳素回收步骤为：将加碱处理所得浸泡液过90目的滤网，得到滤渣3，再将滤渣3用纯净水漂洗至中性，干燥后即制得甲壳素。

本实施例所得醋酸钙为4.85Kg，蛋白肽为27.21Kg，甲壳素为19.25Kg，所得甲壳素外观为淡黄色无定形粉末。

实施例3：

一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，包括预处理、酶解、蛋白肽回收、加酸处理、醋酸钙回收、加碱处理、甲壳素回收，其中酶解具体步骤为：将经过预处理的虾蟹壳按料液比1:4的比例加水混匀后，加入激活剂和木瓜蛋白酶，加酶量为800U/g壳，在45℃下搅拌酶解2.5h后，再添加风味蛋白酶，其加酶量为800U/g壳，在45℃下搅拌酶解1.5h后，煮沸灭酶5min即可。

上述激活剂为半胱氨酸和乳酸，激活剂的添加量为木瓜蛋白酶重量的0.8%。

上述激活剂中乳酸的含量占激活剂总量的0.5%，乳酸中D-乳酸和L-乳酸的比例为：3:70。

预处理具体步骤为：取100Kg虾蟹壳，将其中肉眼可见的杂质除去，再用清水洗涤后过滤，干燥除去水分后，通过挤压将干燥的虾蟹壳压成小碎片。

蛋白肽回收具体步骤为：将酶解液过40目的滤网，得到滤液1和滤渣1，再将滤液1经4000r/min离心15min，得到上清液1和沉淀1，再将上清液1真空浓缩至固形物含量为25%后，取浓缩液进行喷雾干燥，设置进风口温度为155℃，出风口温度为75℃，即可得可溶性蛋白肽粉。

加酸处理的具体步骤为：将滤渣1和沉淀1混合后，按料液重量比为1:9加水，边搅拌边加入浓度为3mol/L的醋酸溶液，醋酸和虾蟹壳的比例为3mL/g，在30℃下搅拌反应4h。

醋酸钙回收具体步骤为：将加酸处理的反应液过100目的滤网，得到滤液2和滤渣2，再将滤液2经4000r/min离心15min后，得到上清液2，将上清液2真空浓缩至固形物含量为25%后，对浓缩液进行喷雾干燥，设置进风口温度为175℃，出风口温度为85℃，即可制得醋酸钙粉末。

加碱处理的具体步骤为：收集滤渣2，按料液重量比为1:3加入4%氢氧化钠溶液，常温下浸泡35h。

甲壳素回收步骤为：将加碱处理所得浸泡液过100目的滤网，得到滤渣3，再将滤渣3用纯净水漂洗至中性，干燥后即制得甲壳素。

本实施例所得醋酸钙为5.12Kg，蛋白肽为28.14Kg，甲壳素为19.57Kg，所得甲壳素外观为淡黄色无定形粉末。

实施例4：

一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，包括预处理、酶解、蛋白肽回收、加酸处理、醋酸钙回收、加碱处理、甲壳素回收，其中加碱处理步骤可进一步优化为：收集滤渣2，按料液重量比为1:3加入4%氢氧化钠溶液，常温下浸泡30h后，再添加占滤渣重量分别为0.04%的乙酸酐和0.07%的松萝酸钠，继续浸泡5h即可，上述乙酸酐和松萝酸钠溶于水呈微酸性，能降低原分散体系中的表面能，而在碱性浸泡液中含有与残存蛋白质呈结合状态的虾青素，随着浸泡的进行，体系的pH值和能阀值发生改变，待体系中的蛋白质达到等电点时，乙酸酐和松萝酸钠两者协同作用，其在水解过程中形成的氢键与虾青素分子中的羟基形成链接键，联结在一起形成一个絮团，以达到电价平衡，且絮团会不断增长变大，最终形成沉淀被析出，而与虾青素呈结合状态的残存蛋白质也一起被析出，使得甲壳素中杂质减少，纯度得到进一步提高。

甲壳素回收步骤为：将加碱处理所得浸泡液过100目的滤网，得到滤渣3，再将滤渣3用纯净水漂洗至中性，干燥后即制得甲壳素。

本实施例所得醋酸钙为5.24Kg，蛋白肽为28.17Kg，甲壳素为20.04Kg，所得甲壳素为米白色无定形粉末。上述加碱处理步骤经过进一步优化后，回收的甲壳素的质量增加并不显著，但其外观颜色由淡黄色提升至米白色，纯度得到了显著提升，说明加碱处理步骤经优化后效果显著，对生产有增益效果。

对比例：

本对比例中一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，包括预处理、酶解、蛋白肽回收、加酸处理、醋酸钙回收、加碱处理、甲壳素回收，其中酶解步骤中添加的激活剂仅为半胱氨酸，其他与实施例3中的步骤一样，最终可得醋酸钙为4.12Kg，蛋白肽为27.12Kg，甲壳素为18.73Kg，所得甲壳素外观为淡黄色无定形粉末。该对比例所得醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的回收率皆明显低于实施例3所得，说明激活剂中的乳酸对生产过程有显著的增益效果。

本发明操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，包括预处理，酶解，蛋白肽回收，加酸处理，醋酸钙回收，加碱处理，甲壳素回收，其特征在于：所述酶解步骤为：将经过预处理的虾蟹壳加水混匀后，加入激活剂和木瓜蛋白酶，酶解后，再添加风味蛋白酶，酶解后，灭酶即可，所述激活剂为半胱氨酸和乳酸；

所述激活剂中乳酸含量占激活剂总量的0.4~0.6%，所述乳酸中D-乳酸和L-乳酸的比例为：3:65~75。

2.根据权利要求1所述的一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，其特征在于：所述激活剂为半胱氨酸和乳酸，所述激活剂的添加量为木瓜蛋白酶重量的0.6~0.8%。

3.根据权利要求1所述的一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，其特征在于：所述预处理是将虾蟹壳中杂质除去，再洗涤干净后过滤，干燥，再挤压成碎片。

4.根据权利要求1所述的一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，其特征在于：所述蛋白肽回收步骤为：将酶解液过30~40目的滤网，得到滤液1和滤渣1，再将滤液1经离心10~20min，得到上清液1和沉淀1，再将上清液1真空浓缩后，取浓缩液进行喷雾干燥，即可得可溶性蛋白肽粉。

5.根据权利要求4所述的一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，其特征在于：所述加酸处理的具体步骤为：将滤渣1和沉淀1混合后，按料液重量比为1:8~10加水，边搅拌边加入浓度为2~3mol/L的醋酸溶液，醋酸和虾蟹壳的比例为2.5~3mL/g，在25~30℃下搅拌反应3~4h。

6.根据权利要求1所述的一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，其特征在于：所述醋酸钙回收步骤为：将加酸处理的反应液过80~100目的滤网，得到滤液2和滤渣2，再将滤液2经离心10~20min后，得到上清液2，将上清液2真空浓缩后，对浓缩液进行喷雾干燥，即可制得醋酸钙粉末。

7.根据权利要求6所述的一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，其特征在于：所述加碱处理的具体步骤为：收集滤渣2，按料液重量比为1:2~4加入2~4%氢氧化钠溶液，常温下浸泡24~48h。

8.根据权利要求1所述的一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，其特征在于：所述甲壳素回收步骤为：将加碱处理所得浸泡液过80~100目的滤网，得到滤渣3，再将滤渣3用纯净水漂洗至中性，干燥后即制得甲壳素。

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