CN1297691A - 一种资源昆虫有效成分的分离、提取工艺 - Google Patents

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本发明涉及资源昆虫有效成分的分离、提取工艺,特别涉及家蝇蝇蛆有效成分蝇蛆水解蛋白、蝇蛆油和几丁质的分离、提取工艺,通过壳/液分离、酶解、油/水分离和化学提取等工艺分别制得了家蝇蛆水解蛋白、蝇蛆油和几丁质。本发明生产工艺合理,生产流程简单、紧凑,操作安全,产品质量优良。为使家蝇蝇蛆资源得到充分利用,且无三废排出。

Description

一种资源昆虫有效成份的分离、提取工艺
本发明涉及一种资源昆虫的综合加工工艺，特别涉及一种对家蝇幼虫(蝇蛆)有效成份的分离、提取工艺。
家蝇是我国大部分地区最常见、数量最多的一种昆虫。作为养殖开发对象，生产优势较大：其生长周期短，繁殖能力强，在适宜的温度条件下每隔14～18天即可完成一个世代；每对家蝇一生产卵近千粒。目前国内已能规模化、机械化大量生产家蝇幼虫(蝇蛆)。同时，家蝇的营养优势亦较大，其幼虫干物质中含有粗蛋白59～65％，脂肪2.6～12％，其蛋白中含有动物所需要的多种氨基酸，蝇蛆干粉的必需氨基酸总量为43.83％，超过世界粮食与农业/卫生组织(FAO/WHO)提出的参考值40％，其必需氨基酸总量/非必需氨基酸总量值(E/N)为0.78，超过FAO/WHO提出的参考值0.6。
目前国内外对蝇蛆的开发利用大多集中于开发蝇蛆作饲料原料来替代鱼粉，虽然产品市场较大，但利用的附加值较低。专利公开号为CN1141130的发明专利利用蝇蛆开发生产供人类食用的营养活性干粉，为蝇蛆资源的开发利用提供了一个高层次的应用途径。但该发明仅是将蝇蛆进行简单处理而制成烘干粉，此烘干粉与蝇蛆没有质的区别，并非真正意义上的蛋白粉，其作为食品或食品添加剂的推广应用难度较大。再者，此发明没有将所离心出的残渣或油脂进行再开发利用，较大地浪费了资源。
动物水解蛋白是新型食品添加剂，主要用于生产高级调味品和食品的营养强化，以及作为功能食品的基料。动物水解蛋白为无限量食品添加剂，可根据所需风味及氨基酸含量及比例决定。近年来，在发达国家，高档调味品和汤料中均使用了大量动物水解蛋白。目前生产动物水解蛋白的原料主要是畜禽及水产动物的碎肉，也有利用畜禽及水产动物下脚料(如血液等)的。利用昆虫作为原料来生产水解蛋白的报道仅见于利用蚕蛹或黄粉虫，利用家蝇或其它昆虫作为原料来生产水解蛋白尚未见任何报道。
蝇蛆油中所含的脂肪酸中不饱和脂肪酸和必需脂肪酸含量较高，其组成接近鱼油。药效实验证实，蝇蛆油对皮肤创伤的愈合有较好的促进作用。蝇蛆油对人体亦有较好的保健作用。如何有效地提取蝇蛆油尚未见任何报道。
几丁质是一种天然高分子聚合物，它天然、无毒，且具有良好的生物相溶性、可降解性以及独特的分子结构和物理、化学、生物性质。它在医学、材料科学、化工、食品、化妆品、印染、纺织、造纸、农业以及环保等领域具有广泛的用途。利用蝇蛆提取几丁质具有原料低廉易得，生产工艺简单，产品质量优良等优点。
本发明的目的在于提供一种充分开发利用蝇蛆的新工艺，即将人工大规模生产的蝇蛆通过两步酶解、分离及提取而生产蝇蛆水解动物蛋白、几丁质和蝇蛆油，此工艺可使蝇蛆资源得到充分利用，且无三废排出。
本发明实施方案如下：
本发明提供的资源昆虫有效成份的分离、提取工艺，其特征在于，有效成份包括蝇蛆水解蛋白、蝇蛆油和蝇蛆几丁质，其工艺步骤如下：
1．蝇蛆壳/液分离
1．1将清洗干净的蝇蛆置于蝇蛆4-5倍体积的0.08-0.1mol/L氢氧化钠溶液中，在胶体磨中，进行研磨粉碎；
1．2收集经研磨的蛆浆，放入尼龙筛装置中，进行离心、分离，并分别收集其滤渣和滤液；
2、蝇蛆水解蛋白和蝇蛆油的制备
2．1将上述滤液泵入搅拌反应釜，升温至40-45℃，进行搅拌，然后按碱性蛋白酶与鲜蛆量的重量比为1∶180-250(酶活10万单位/毫升)的比例加入碱性蛋白酶，在40-45℃恒温下进行酶解，在酶解后2-3小时，pH下降到8.2-8.6时，按中性蛋白酶与鲜蛆量的重量比为1∶40-50(酶活5万单位/克)加入中性蛋白酶，在40-45℃下继续酶解4-5小时，pH降至7.0-7.5时，升温煮沸，进行灭酶处理；
2．2将经灭酶处理后的酶解蛋白液冷却到室温，然后离心，收集上层蝇蛆油，并将剩余滤液经减压浓缩、喷雾干燥、灭菌，即制得蝇蛆水解蛋白粉；
3、几丁质的提取
3．1将上述第1.2步工序所得的蝇蛆滤渣倒入搅拌反应锅中，加入滤渣总重2-3倍的3％盐酸，不断搅拌，在室温条件下，浸泡24小时，然后进行抽滤，用水洗滤渣至pH值为中性。
3．2将洗至中性的滤渣放入加温搅拌缸中，加入滤渣总重2-3倍的10％氢氧化钠溶液，加热至70-80℃保持3小时，不断搅拌，进行碱煮，除去滤渣中的蛋白。
3．3收集以上碱煮物洗至中性，放入搅拌漂白锅中，加入碱煮物重量3-5倍的2-3％高锰酸钾溶液，浸泡1小时，过滤洗净，连续真空干燥，即制得白色固体产品几丁质。
所述的碱性蛋白酶为2709碱性蛋白酶，为加速水解也可为2709碱性蛋白酶与H2NCONH2、(NH4)SO4的混合物；所述的中性蛋白酶为AS1398中性蛋白酶或为AS1398中性蛋白酶与166中性蛋白酶的混合物。
与已有技术相比，本发明的特点主要在于：
1、提高了蝇蛆的综合利用，本发明提供的方法可同时制备蝇蛆水解蛋白、蝇蛆油和几丁质深加工工业产品，且无三废排出，为蝇蛆的深层次加工利用提供了新的途径。
2、利用本发明提供的方法所制备的蝇蛆水解蛋白、蝇蛆油和几丁质产品质量优良，成本低廉。
3、本发明工艺合理，流程连接、紧凑，生产操作安全。
本发明提供的以蝇蛆为原料的资源昆虫有效成份的分离、提取工艺，每公斤鲜蝇蛆可制备蝇蛆水解蛋白粉152～210g，几丁质15～22g，蝇蛆油30～50ml。所制备的蝇蛆水解蛋白粉、几丁质、蝇蛆油的质量检测指标分别见表1、表2、表3：
表1．水解蛋白粉中的氨基酸含量(％)
氨基酸     含量 氨基酸     含量
天冬氨酸     7.10～8.10 异亮氨酸     3.50～4.27
苏氨酸     2.71～3.67 亮氨酸     5.50～6.20
丝氨酸     2.21～3.10 酪氨酸     4.90～5.77
谷氨酸   10.20～11.10 苯丙氨酸     4.40～5.20
甘氨酸     3.54～4.32 赖氨酸     4.40～5.57
丙氨酸     2.71～3.80 精氨酸     3.38～4.28
胱氨酸     0.30～0.67 组氨酸     1.50～2.30
缬氨酸     3.57～4.21 脯氨酸     3.12～3.83
蛋氨酸     1.95～2.70
表2．蝇蛆几丁质的质量标准
项目     标准指标 项目 标准指标
外观 淡黄色粉末 不溶物     ≤2％
粒度     100目     砷     ＜0.5ppm
粘度 100～1500mpa·s     铅     ＜1ppm
    pH     6.5～7.5     汞     ＜0.3ppm
脱乙酰度     ＞75％ 细菌总数   1×103个/g
水分     ≤10％ 大肠菌群     ＜40
灰分     ≤2％
表3．蛆油的脂肪酸含量(％)
脂肪酸     含量     脂肪酸     含量
肉豆蔻酸   1.9～2.7     亚油酸   32.0～33.1
软脂酸   19.2～20.6     亚麻酸   2.9～3.8
硬脂酸   1.9～2.8 饱和脂肪酸   26.8～27.9
棕榈酸   12.1～13.3 不饱和脂肪酸   67.9～69.1
油酸   17.2～18.7 必需脂肪酸   35.5～36.5
实施例1：用本发明提供的资源昆虫有效成份的分离、提取工艺，以蝇蛆为原料制备蝇蛆水解蛋白、蝇蛆油和蝇蛆几丁质，其工艺步骤如下：
1．蝇蛆壳/液分离：
1．1将3kg清洗干净的蝇蛆置于蝇蛆4倍体积的0.08mol/L氢氧化钠溶液中，在胶体磨中，进行研磨粉碎；
1．2收集经研磨的蛆浆，放入筛孔为200目的尼龙筛装置中，经电动离心机进行离心分离，分别收集其滤渣和滤液；
2、蝇蛆水解蛋白和蝇蛆油的制备：
2．1将上述滤液泵入酶解罐，升温至45℃，用搅拌机进行搅拌，然后按碱性蛋白酶与鲜蛆量的重量比为1∶180(酶活10万单位/毫升)的比例加入碱性蛋白酶，在恒温40℃下进行酶解，定时观察pH变化，在酶解后2小时，pH下降到8.2时，按中性蛋白酶与鲜蛆量的重量比为1∶40(酶活5万单位/克)加入中性蛋白酶，在40℃下继续酶解4小时，pH降至7.5时，升温煮沸15分钟，进行灭酶处理；
所述的碱性蛋白酶为2709碱性蛋白酶，为加速水解也可为2709碱性蛋白酶与H2NCONH2、(NH4)SO4的混合物；所述的中性蛋白酶为AS1398中性蛋白酶或AS1398中性蛋白酶与166中性蛋白酶的混合物。
2．2将经灭酶处理后的酶解蛋白液冷却到室温，然后以3500rpm离心15分钟，收集上层蝇蛆油，并将剩余滤液经减压浓缩、喷雾干燥、灭菌，即制得蝇蛆水解蛋白粉；本实施例制得蝇蛆油90ml，蝇蛆水解蛋白粉527g；
3、几丁质的提取：
3．1将上述第1.2步工序所得的蝇蛆滤渣倒入搅拌反应锅中，加入滤渣总重2倍的3％盐酸，不断搅拌，在室温条件下，浸泡24小时，然后进行抽滤，用水洗滤渣至PH值为中性。
3．2将洗至中性的滤渣放入加温搅拌缸中，加入滤渣总重2倍的10％氢氧化钠溶液，加热至70℃保持3小时，不断搅拌，除去滤渣中的蛋白。
3．3收集以上碱煮物洗至中性，放入搅拌漂白锅中，加入碱煮物重量3倍的2％高锰酸钾溶液，浸泡1小时，过滤洗净，连续真空干燥，即制得白色固体产品几丁质62g。
实施例2：用本发明提供的资源昆虫有效成份的分离、提取工艺，以蝇蛆为原料制备蝇蛆水解蛋白、蝇蛆油和蝇蛆几丁质，其工艺步骤如下：
1．蝇蛆壳/液分离：
1．1将2kg清洗干净的蝇蛆置于蝇蛆5倍体积的0.1mol/L氢氧化钠溶液中，在胶体磨中，进行研磨粉碎；
1．2收集经研磨的蛆浆，放入筛孔为200目的尼龙筛装置中，经电动离心机进行离心分离，分别收集其滤渣和滤液；
2、蝇蛆水解蛋白和蝇蛆油的制备：
2．1将上述滤液泵入酶解罐，升温至40℃，用搅拌机进行搅拌，然后按碱性蛋白酶与鲜蛆量的重量比为1∶250(酶活10万单位/毫升)的比例加入碱性蛋白酶，在恒温45℃下进行酶解，定时观察pH变化，在酶解后3小时，pH下降到8.6时，按中性蛋白酶与鲜蛆量的重量比为1∶50(酶活5万单位/克)加入中性蛋白酶，在45℃下继续酶解5小时，pH降至7.3时，升温煮沸15分钟，进行灭酶处理；
所述的碱性蛋白酶为2709碱性蛋白酶，为加速水解也可为2709碱性蛋白酶与H2NCONH2、(NH4)SO4的混合物；所述的中性蛋白酶为AS1398中性蛋白酶或AS1398中性蛋白酶与166中性蛋白酶的混合物。
2．2将经灭酶处理后的酶解蛋白液冷却到室温，然后以3500rpm离心15分钟，收集上层蝇蛆油，并将剩余滤液经减压浓缩、喷雾干燥、灭菌，即制得蝇蛆水解蛋白粉；本实施例制得蝇蛆油75ml，蝇蛆水解蛋白粉348g；
3、几丁质的提取：
3．1将上述第1.2步工序所得的蝇蛆滤渣倒入搅拌反应锅中，加入滤渣总重3倍的3％盐酸，不断搅拌，在室温条件下，浸泡24小时，然后进行抽滤，用水洗滤渣至PH值为中性。
3．2将洗至中性的滤渣放入加温搅拌缸中，加入滤渣总重3倍的10％氢氧化钠溶液，加热至80℃保持3小时，不断搅拌，除去滤渣中的蛋白。
3．3收集以上碱煮物洗至中性，放入搅拌漂白锅中，加入碱煮物重量5倍的3％高锰酸钾溶液，浸泡1小时，过滤洗净，连续真空干燥，即制得白色固体产品几丁质50g。
实施例3：用本发明提供的资源昆虫有效成份的分离、提取工艺，以蝇蛆为原料制备蝇蛆水解蛋白、蝇蛆油和蝇蛆几丁质，其工艺步骤如下：
1．蝇蛆壳/液分离：
1．1将3kg清洗干净的蝇蛆置于蝇蛆4.5倍体积的0.09mol/L氢氧化钠溶液中，在胶体磨中，进行研磨粉碎；
1．2收集经研磨的蛆浆，放入筛孔为200目的尼龙筛装置中，经电动离心机进行离心分离，分别收集其滤渣和滤液；
2、蝇蛆水解蛋白和蝇蛆油的制备：
2．1将上述滤液泵入酶解罐，升温至43℃，用搅拌机进行搅拌，然后按碱性蛋白酶与鲜蛆量的重量比为1∶200(酶活10万单位/毫升)的比例加入碱性蛋白酶，在恒温43℃下进行酶解，定时观察pH变化，在酶解后2.5小时，pH下降到8.4时，按中性蛋白酶与鲜蛆量的重量比为1∶45(酶活5万单位/克)加入中性蛋白酶，在43℃下继续酶解4.5小时，pH降至7.0时，升温煮沸15分钟，进行灭酶处理；
所述的碱性蛋白酶为2709碱性蛋白酶，为加速水解也可为2709碱性蛋白酶与H2NCONH2、(NH4)SO4的混合物；所述的中性蛋白酶为AS1398中性蛋白酶或AS1398中性蛋白酶与166中性蛋白酶的混合物。
2．2将经灭酶处理后的酶解蛋白液冷却到室温，然后以3500rpm离心15分钟，收集上层蝇蛆油，并将剩余滤液经减压浓缩、喷雾干燥、灭菌，即制得蝇蛆水解蛋白粉；本实施例制得蝇蛆油118ml，蝇蛆水解蛋白粉5.4kg；
3、几丁质的提取：
3．1将上述第1.2步工序所得的蝇蛆滤渣倒入搅拌反应锅中，加入滤渣总重2.5倍的3％盐酸，不断搅拌，在室温条件下，浸泡24小时，然后进行抽滤，用水洗滤渣至PH值为中性。
3．2将洗至中性的滤渣放入加温搅拌缸中，加入滤渣总重2.5倍的10％氢氧化钠溶液，加热至75℃保持3小时，不断搅拌，除去滤渣中的蛋白。
3．3收集以上碱煮物洗至中性，放入搅拌漂白锅中，加入碱煮物重量4倍的2.5％高锰酸钾溶液，浸泡1小时，过滤洗净，连续真空干燥，即制得白色固体产品几丁质530g。

Claims (3)

1．一种资源昆虫有效成份的分离、提取工艺，其特征在于，有效成份包括蝇蛆水解蛋白、蝇蛆油和蝇蛆几丁质，其工艺步骤如下：
1)蝇蛆壳/液分离
(1)将清洗干净的蝇蛆置于蝇蛆4-5倍体积的0.08-0.1mol/L氢氧化钠溶液中，在胶体磨中，进行研磨粉碎；
(2)收集经研磨的蛆浆，放入尼龙筛装置中，进行离心、分离，分别收集其滤渣和滤液；
2)蝇蛆水解蛋白和蝇蛆油的制备
(1)将上述滤液泵入搅拌反应釜，升温至40-45℃，进行搅拌，然后按碱性蛋白酶与鲜蛆量的重量比为1∶180-250(酶活10万单位/毫升)的比例加入碱性蛋白酶，在40-45℃恒温下进行酶解，在酶解后2-3小时，pH下降到8.2-8.6时，按中性蛋白酶与鲜蛆量的重量比为1∶40-50(酶活5万单位/克)加入中性蛋白酶，在40-45℃下继续酶解4-5小时，pH降至7.0-7.5时，升温煮沸，进行灭酶处理；
(2)将经灭酶处理后的酶解蛋白液冷却到室温，然后离心，收集上层蝇蛆油，并将剩余滤液经减压浓缩、喷雾干燥、灭菌，即制得蝇蛆水解蛋白粉；
3)几丁质的提取。
(1)将上述1)的第(2)步工序所得的蝇蛆滤渣倒入搅拌反应锅中，加入滤渣总重2-3倍的3％盐酸，不断搅拌，在室温条件下，浸泡24小时，然后进行抽滤，用水洗滤渣至pH值为中性，
(2)将洗至中性的滤渣放入加温搅拌缸中，加入滤渣总重2-3倍的10％氢氧化钠溶液，加热至70-80℃保持3小时，不断搅拌，进行碱煮，除去滤渣中的蛋白。
(3)收集以上碱煮物洗至中性，放入搅拌漂白锅中，加入碱煮物重量3-5倍的2-3％高锰酸钾溶液，浸泡1小时，过滤洗净，连续真空干燥，即制得白色固体产品几丁质。
2．按权利要求1所述的资源昆虫有效成份的分离、提取工艺，其特征在于：所述的碱性蛋白酶为2709碱性蛋白酶或为2709碱性蛋白酶与H2NCONH2、(NH4)SO4的混合物。
3．按权利要求1所述的资源昆虫有效成份的分离、提取工艺，其特征在于：所述的中性蛋白酶为AS1398中性蛋白酶或为AS1398中性蛋白酶与166中性蛋白酶的混合物。
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