以蟹殼為原料制備食品級甲殼素的研究

以蟹殼為原料制備食品級甲殼素的研究

現(xiàn)代研究表明，甲殼素具有很高的醫(yī)療作用：提高戰(zhàn)斗力，減少副作用，減少膽固醇，改善消化功能，降低血壓，減少體內(nèi)重金屬積聚?，F(xiàn)代醫(yī)學研究認為,甲殼素是繼蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)之后的人體第六大生命要素。甲殼素在食品和化工領(lǐng)域有很廣闊的應用前景,目前市場上甲殼素價格不斷地攀高,已達85元/kg(品級甲殼素),發(fā)展甲殼素產(chǎn)業(yè)有很好的社會和經(jīng)濟效益,孕育著很大的商機和利潤。甲殼素主要從蝦、蟹殼中提取,蝦、蟹殼中的雜質(zhì)主要是無機鹽、蛋白質(zhì)。以前的研究報道中均是加入大量酸堿去掉這三類雜質(zhì),生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量的高濃度酸堿廢液,嚴重環(huán)境污染。無法投入實際生產(chǎn)應用。為此,有關(guān)專家提出蝦殼、蟹殼的資源化處理法。本試驗采用復合酶和有機酸分解轉(zhuǎn)化蛋白、鈣成為可以二次高值利用的營養(yǎng)成分,提取甲殼素的同時,有效轉(zhuǎn)化利用廢水制取調(diào)味品和檸檬酸鈣,實現(xiàn)了零污染生產(chǎn),解決了困擾甲殼素生產(chǎn)的廢水污染難題,為綜合利用蝦殼、蟹殼資源生產(chǎn)甲殼素找到了一條更加廣闊的道路。1材料和方法1.1儀器與設(shè)備蟹殼:青島佳元水產(chǎn)有限公司;離心沉淀機LXJ-Ⅱ:上海醫(yī)用分析儀器廠;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀RE-52:上海亞榮生化儀器廠;電子分析天平RS232:奧豪斯國際貿(mào)易有限公司;膜分離設(shè)備:廈門三達膜分離設(shè)備有限公司。1.2測試方法2結(jié)果與分析2.1結(jié)果表明，從酶和酸中提取的甲殼素的參數(shù)2.1.1酶的種類對抗水劑的效果由表1可看出,木瓜蛋白酶與枯草桿菌中性蛋白酶混合使用,共同作用可形成互補,其水解效果比單酶水解效果要好。2.1.2酶用量及水解率由表2可以看出,隨著酶用量的增加,雖然蛋白質(zhì)的水解率和產(chǎn)品的得率都增加,但同時也會產(chǎn)生苦味。酶用量為500U/g以下,水解率為58.6%時,無苦味;酶用量為700U/g,水解率為62%時,有輕微的苦味;酶用量為1000U/g,水解率為64%時,有比較明顯的苦味;當酶用量為1100U/g時有很明顯的苦味。所以選擇500U/g作為生產(chǎn)工藝的酶用量。2.1.3蟹殼中的甲殼素灰分的多少是脫鈣效果的標志,由表3可以看出:用10%檸檬酸來除去蟹殼中的鈣鹽,可以達到脫鈣的目的并且還可以得到檸檬酸鈣,最后經(jīng)過酒精回流可以得到合格的甲殼素。2.2產(chǎn)品甲殼素的主要品質(zhì)指標2.3甲殼素生產(chǎn)廢水的利用2.3.1氨基酸食品的開發(fā)與研究2.3.1.過濾液間斷循環(huán)沖洗操作壓力0.05MPa～0.10MPa,料液pH7.0,并在超濾過程中采用透過液間斷循環(huán)沖洗的方法,可使超濾在相對高的膜透過速率下運行,提高膜分離效率。由表5可看出,超濾后總氮、氨基酸態(tài)氮(AN)含量略有下降,其中AN保存率為92.2%,但腥、苦味成分得到有效截留去除,風味更加純正,具有濃郁的海鮮風味。2.3.1.濃縮調(diào)味料的營養(yǎng)價值利用水解后的蛋白制成的調(diào)味汁營養(yǎng)豐富游離氨基酸含量接近%,且種必須氨基酸齊全,占總氨基酸含量的38.82%,具有較高的營養(yǎng)價值。由表6可以看出,濃縮調(diào)味品中的氨基酸含量比蠔油高,并且含有八種必需氨基酸,甚至可與雞蛋蛋白相媲美。通過表7的氨基酸化學評分比較可以發(fā)現(xiàn)濃縮調(diào)味品中的氨基酸組成與FAO(1973)推薦的理想氨基酸模式比蠔油更為接近,更易于人體吸收利用。2.3.2檸檬酸鈣的合成利用檸檬酸來脫鈣,最后可以從廢水中結(jié)晶出檸檬酸鈣。主要質(zhì)量指標如下表所示:由表9可以看出,得到的檸檬酸鈣主要質(zhì)量指標完全符合指標要求。2.3.3新工藝中沒能產(chǎn)生污水在傳統(tǒng)工藝中,去蛋白和脫鈣后的廢水如果直接排出會對環(huán)境造成極大的污染,這已經(jīng)是一個公認的難題。在新工藝中基本上沒有污水產(chǎn)生。去蛋白后的水解液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后得到很好的回收再利用,除鈣后的廢水可以在得到檸檬酸鈣以后再重復應用的下一次的除鈣過程中,不僅減少了污染而且大大的節(jié)約了水資源。3最佳工藝結(jié)果本試驗是主要以蟹殼為原料,通過酶法蛋白、有機酸脫鈣、脫色來達到提取甲殼素,并且徹底消除甲殼素提取工藝中污染因素,對蟹殼中含有的動物性蛋白和鈣鹽加以利用。主要得出結(jié)論如下:(1)最佳工藝為:50℃下蛋白酶酶解三次,時間為5h,用檸檬酸脫鈣,酒精回流脫色(2)用以上工藝可以得到甲殼素的指標:灰分1.0%,含氮量6.7%,白色稍微泛黃。(3)基酸調(diào)味料,味道鮮美,可以作為高檔調(diào)味品,也可作為氨基酸營養(yǎng)液。其中游離氨基酸含量接近60%且8種必須氨基酸