CN1315395C

CN1315395C - 一种酶法综合利用虾加工下脚料的方法

Info

Publication number: CN1315395C
Application number: CNB2005100382859A
Authority: CN
Inventors: 夏文水; 姜启兴
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2025-01-25
Also published as: CN1644073A

Abstract

一种酶法综合利用虾加工下脚料的方法，涉及食品生物技术领域。本发明以新鲜虾加工下脚料为原料，利用复合酶水解虾加工下脚料，回收富含虾青素的蛋白质，回收蛋白质后的残渣用于生产甲壳素的综合利用方法。利用优选的复合蛋白酶对下脚料进行水解，有效增大蛋白质与虾青素的回收率，酶解产物经过滤后，滤过液经浓缩得到富含虾青素的浓缩蛋白或再经喷雾干燥得到富含虾青素的蛋白粉，浓缩蛋白经调味后可做成调味汤料，蛋白粉中蛋白质含量55-65%，虾青素含量200-1100mg/kg。回收蛋白质后的残渣中蛋白质含量较新鲜虾加工下脚料降低了80%，甲壳素加工过程中酸碱用量分别降低了20%和60%左右，排放的污水中蛋白质含量较化学法降低了77%左右，废水中BOD、COD值也相应大大降低。

Description

一种酶法综合利用虾加工下脚料的方法

技术领域

本发明提供了一种用酶法综合利用虾加工下脚料的方法，涉及食品生物技术领域。

背景技术

我国虾类资源丰富，近年来随着虾仁加工业的迅速发展，产生了大量的加工下脚料，这些加工下脚料中含有大量的蛋白质、甲壳素以及虾青素等有用成分，如果不回收利用将造成严重的资源浪费。

目前国内外除将下脚料直接用做饲料外主要用于甲壳素的加工。但是目前国内甲壳素的加工主要是用化学法，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。

国内外以前主要是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，采用生物酶法回收蛋白质反应条件温和，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。但目前的研究大多是采用单一蛋白酶对下脚料进行水解，水解效率较低，蛋白质回收率不高。

虾青素是一种具有强抗氧化活性的类胡萝卜素类物质，并具有提高机体免疫的功能，国外已开发为保健食品、药品和动物营养饲料，特别在鲑鱼等特种水产养殖方面显示了独特的优势，具有广阔的开发前景。目前国内外对虾青素的回收利用主要是采用有机溶剂提取的方法，近年来国内外开始采用酶法水解下脚料，增大虾青素的溶出率，提高后续溶剂提取时虾青素的回收率。

如上所述，对虾加工下脚料的回收利用在理论研究上取得了一定的成果，为虾加工下脚料的回收利用提供了有利的途径。但是在工业化生产方面，目前主要还是用于生产甲壳素，对于蛋白质和虾青素的回收利用由于回收成本太高难于实现工业化生产。针对单独回收生产成本太高的问题，我们从综合利用的角度考虑，利用酶法使蛋白质和虾青素同时回收，得到的富含虾青素的蛋白质，产品附加值大大提高，同时与单独回收比工艺简单，生产成本大大降低。另外蛋白质回收后又减少了后续甲壳素生产过程的酸碱用量，废水中蛋白质含量降低77％左右，产生的废水容易处理达标排放。甲壳素加工的生产成本也相应降低，从而形成工艺路线简单、生产成本低的适合工业化生产的综合利用工艺。

发明内容

本发明的目的：就是提出一种酶法综合利用虾加工下脚料的方法。以新鲜虾加工下脚料为原料，提出了利用复合酶水解虾加工下脚料，回收富含虾青素的蛋白质，回收蛋白质后的残渣用于生产甲壳素的综合利用方法。利用优选的复合蛋白酶对下脚料进行水解，提高蛋白质的回收率。由于虾青素是以与蛋白结合的形式存在的，所以虾青素可以随着蛋白质的溶出而一起溶出，同时回收虾青素与蛋白质，从而得到富含虾青素的蛋白质。酶解产物经过滤后，滤过液经浓缩得到富含虾青素的蛋白浓缩物或再经喷雾干燥得到富含虾青素的蛋白粉。

本发明的技术方案：将新鲜的或经冷冻保藏技术保鲜的虾加工下脚料经压榨破碎后，加入一定比例的水，然后加入复合蛋白酶水解，酶解液过滤后，滤过液经浓缩制得富含虾青素的浓缩蛋白或再经喷雾干燥后得到富含虾青素的蛋白粉，回收蛋白质后的残渣用于生产甲壳素，污水经处理后达到排放要求，所述方法包括如下步骤：

(1)原料：加工原料为新鲜虾加工下脚料或经冷冻保藏技术保鲜的虾加工下脚料，总挥发性盐基态氮TVBN≤15mg/100g。

(2)压榨破碎和加水：新鲜虾加工下脚料经压榨破碎后加入水，虾加工下脚料与水的质量比为1∶1～1.5；

(3)加复合酶进行酶水解：调节pH8.0-8.5，加入复合蛋白酶进行酶解，复合酶总用量为1000-5000u/g蛋白质，在45-65℃下避光搅拌反应1～3h；

(4)过滤：酶解液经60目滤网离心过滤；

(5)浓缩：滤过液采用真空浓缩，浓缩到可溶性固形物40～60％，得富含虾青素的浓缩蛋白；

(6)喷雾干燥：滤过液采用真空浓缩，浓缩到可溶性固形物20～35％，进行喷雾干燥，得富含虾青素的蛋白粉；

(7)残渣处理：过滤后所得残渣用于生产甲壳素。

浓缩蛋白经调味料或其他辅料造粒后再进行流化床干燥，可制成相应的调味汤料。

上述反应中用的复合酶种为木瓜蛋白酶、Alcalase蛋白酶、胰蛋白酶、AS.1398蛋白酶中两种酶的组合。酶解反应中按酶的活力单位计两种酶的用量比为4～6∶6～4。

或浓缩步骤后所得富含虾青素的浓缩蛋白，经添加浓缩蛋白质量的20％～30％的变性淀粉，10％～20％的食盐，10％-15％的糖，1％-3％的味精经造粒后再进行流化床干燥制得调味汤料。

回收蛋白质后的残渣用于生产甲壳素，与化学方法相比，酸碱用量分别降低了20％、60％左右，排放的污水中蛋白质含量降低77％左右，废水中BOD、COD值也相应大大降低。

本发明的有益效果：形成了适合于工业化生产的综合利用工艺，使甲壳素、蛋白质和虾青素同时得到回收利用，提高了资源的利用率，并有利于提高我国资源的综合利用能力和提升我国水产品加工的水平。

采用TVBN值作为衡量原料新鲜程度的指标，确保了加工原料的新鲜程度，从而从原料上保证了产品的质量。

采用复合酶水解大大提高了蛋白质的回收率，在最佳工艺条件下蛋白质回收率达到84.7％，且酶法回收蛋白质，反应条件温和，生产的蛋白质品质高，由于虾青素是以与蛋白质结合的形式存在的，所以虾青素可以随着蛋白质的溶出而一起溶出，同时回收虾青素与蛋白质，从而得到富含虾青素的蛋白质，大大提高了蛋白质的营养价值，可用作调味品或特种鱼饲料。

采用酶法综合利用工艺，由于酶解反应条件温和，避免了剧烈的化学反应，对甲壳素的品质影响小，生产的甲壳素品质高、质量稳定，促进了甲壳素工业的技术改造和技术水平的提高。

后续甲壳素加工过程中，酸碱用量分别降低了20％和60％左右，排放的污水中蛋白质含量较化学法降低了77％左右，废水中BOD、COD值也相应大大降低，大大降低了对环境的污染程度，做到了环保生产。

本发明的关键技术是利用复合酶水解虾加工下脚料，对所用酶的种类、复合酶的配比、复合酶的用量、酶解条件提出了一个完整的技术方案。与现有技术相比，如与CN1463988A相比，本发明不用有机酸及有机溶剂对鲜虾壳进行提取，从而简化工艺、便于操作、工艺更加经济合理；与CN1502606A相比，本发明无需单独进行虾青素的提取，而是在酶解过程中回收蛋白质的同时也回收了虾青素，得到的产品是富含虾青素的浓缩蛋白。本发明人发表的文章《食品工业科技，2004年第7期，“影响酶法回收螯虾加工下脚料中虾青素及蛋白质的因素研究”》，该论文虽对酶解温度、时间、酶底比作了一定的研究，但本发明进一步提出了用复合酶进行水解的具体方案，相比之下有了更大的进步。

附图说明

图1酶法综合利用虾加工下脚料的工艺流程框图。

具体实施方式

实施例1

原料采用新鲜虾加工下脚料，TVBN≤15mg/100g。将下脚料进行压榨破碎后，按下脚料/水质量比1∶1加入水，加热到55℃并恒温，调节pH8.0，加入复合酶进行酶解，酶种为胰蛋白酶和Alcalase蛋白酶，两种酶的比例为1∶1，复合酶总用量按酶活计为5000U/g蛋白质，避光搅拌反应2h。反应结束后用60目的滤网离心过滤，滤过液真空浓缩，浓缩到可溶性固形物28％，进行喷雾干燥，得到富含虾青素的蛋白粉，蛋白质含量64.5％，虾青素含量1048mg/kg。过滤后剩余的残渣用于甲壳素的制备。

实施例2

原料采用新鲜虾加工下脚料，TVBN≤15mg/100g。将下脚料进行压榨破碎后，按下脚料/水质量比1∶1.25加入水，加热到45℃并恒温，调节pH8.0，加入复合酶进行酶解，酶种为胰蛋白酶和AS.1398蛋白酶，两种酶的比例为4∶6，复合酶总用量按酶活计为3000U/g蛋白质，避光搅拌反应3h。反应结束后用60目的滤网离心过滤，滤过液真空浓缩，浓缩到可溶性固形物20％，进行喷雾干燥，得到富含虾青素的蛋白粉，蛋白质含量58.1％，虾青素含量650mg/kg。其他操作同实施例1。

实施例3

原料采用新鲜虾加工下脚料，TVBN≤15mg/100g。将下脚料进行压榨破碎后，按下脚料/水质量比1∶1.5加入水，加热到65℃并恒温，调节pH8.5，加入复合酶进行酶解，酶种为胰蛋白酶和木瓜蛋白酶，两种酶的比例为6∶4，复合酶总用量按酶活计为1000U/g蛋白质，避光搅拌反应1h。反应结束后用60目的滤网离心过滤，滤过液真空浓缩，浓缩到可溶性固形物35％，进行喷雾干燥，得到富含虾青素的蛋白粉，蛋白质含量55.8％，虾青素含量245mg/kg。其他操作同实施例1。

实施例4

原料采用冷冻保藏技术保鲜的虾加工下脚料，总挥发性盐基态氮TVBN≤15mg/100g。将原料进行压榨破碎后，按下脚料/水质量比1∶1.25加入水，加热到45℃并恒温，调节pH8.5，加入复合酶进行酶解，酶种为AS.1398蛋白酶和Alcalase蛋白酶，两种酶的比例为4∶6，复合酶总用量按酶活计为1000U/g蛋白质，避光搅拌反应2h。反应结束后用60目的滤网离心过滤，滤过液真空浓缩，浓缩到可溶性固形物30％，进行喷雾干燥，得到富含虾青素的蛋白粉，蛋白质含量56.7％，虾青素含量350mg/kg。其他操作同实施例1。

实施例5

原料采用新鲜虾加工下脚料，TVBN≤15mg/100g。将下脚料进行压榨破碎后，按下脚料/水质量比1∶1.5加入水，加热到65℃并恒温，调节pH8.0，加入复合酶进行酶解，酶种为木瓜蛋白酶和Alcalase蛋白酶，两种酶的比例为6∶4，复合酶总用量按酶活计为5000U/g蛋白质，避光搅拌反应3h。反应结束后用60目的滤网离心过滤，滤过液真空浓缩，浓缩到可溶性固形物60％，得到富含虾青素的浓缩蛋白，其他操作同实施例1。

实施例6

原料采用新鲜虾加工下脚料，TVBN≤15mg/100g。将下脚料进行压榨破碎后，按下脚料/水质量比1∶1加入水，加热到55℃并恒温，调节pH8.0，加入复合酶进行酶解，酶种为木瓜蛋白酶和AS.1398蛋白酶，两种酶的比例为1∶1，复合酶总用量按酶活计为3000U/g蛋白质，避光搅拌反应1h。反应结束后用60目的滤网离心过滤，滤过液真空浓缩，浓缩到可溶性固形物40％，得到富含虾青素的浓缩蛋白，其他操作同实施例1。

实施例7

实施例5或6所得富含虾青素的浓缩蛋白，经添加浓缩蛋白质量的20～30％的变性淀粉，10～20％的食盐，10-15％的糖，1-3％味精经造粒后再进行流化床干燥制得调味汤料。

Claims

1.一种酶法综合利用虾加工下脚料的方法，其特征是将新鲜的或经冷冻保藏技术保鲜的虾加工下脚料经压榨破碎后，加入一定比例的水，然后加入复合蛋白酶水解，酶解液过滤后，滤过液经浓缩制得富含虾青素的浓缩蛋白或再经喷雾干燥后得到富含虾青素的蛋白粉，回收蛋白质后的残渣用于生产甲壳素，污水经处理后达到排放要求，所述方法包括如下步骤：

(1)原料：加工原料为新鲜虾加工下脚料或经冷冻保藏技术保鲜的虾加工下脚料，总挥发性盐基态氮TVBN≤15mg/100g；

(2)压榨破碎和加水：虾加工下脚料经压榨破碎后加入水，虾加工下脚料与水的质量比为1∶1～1.5；

(4)过滤：酶解液经60目滤网离心过滤；

(5)浓缩：滤过液采用真空浓缩，浓缩到可溶性固形物40％～60％，得富含虾青素的浓缩蛋白；

(6)喷雾干燥：滤过液采用真空浓缩，浓缩到可溶性固形物20％～35％，进行喷雾干燥，得富含虾青素的蛋白粉；

(7)残渣处理：过滤后所得残渣用于生产甲壳素；

所用酶种为木瓜蛋白酶、Alcalase蛋白酶、胰蛋白酶、AS.1398蛋白酶；所用复合酶为上述酶种中的两种酶的组合，两种酶按酶的活力单位计的用量比为4～6∶6～4。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是浓缩步骤后所得富含虾青素的浓缩蛋白，经添加浓缩蛋白质量的20％～30％的变性淀粉，10％～20％的食盐，10％-15％的糖，1％-3％的味精经造粒后再进行流化床干燥制得调味汤料。