以蟹殼為原料制備食品級(jí)甲殼素的研究

以蟹殼為原料制備食品級(jí)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(xué)研究認(rèn)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(yīng)用前景,目前市場(chǎng)上甲殼素價(jià)格不斷地攀高,已達(dá)85元/kg(品級(jí)甲殼素),發(fā)展甲殼素產(chǎn)業(yè)有很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,孕育著很大的商機(jī)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(jī)鹽、蛋白質(zhì)。以前的研究報(bào)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(yán)重環(huán)境污染。無法投入實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。為此,有關(guān)專家提出蝦殼、蟹殼的資源化處理法。本試驗(yàn)采用復(fù)合酶和有機(jī)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(shí),有效轉(zhuǎn)化利用廢水制取調(diào)味品和檸檬酸鈣,實(shí)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(jī)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(dá)膜分離設(shè)備有限公司。1.2測(cè)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(duì)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(bǔ),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(shí)也會(huì)產(chǎn)生苦味。酶用量為500U/g以下,水解率為58.6%時(shí),無苦味;酶用量為700U/g,水解率為62%時(shí),有輕微的苦味;酶用量為1000U/g,水解率為64%時(shí),有比較明顯的苦味;當(dāng)酶用量為1100U/g時(shí)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(biāo)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(dá)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(biāo)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(duì)高的膜透過速率下運(yùn)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(fēng)味更加純正,具有濃郁的海鮮風(fēng)味。2.3.1.濃縮調(diào)味料的營養(yǎng)價(jià)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(jià)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(xué)評(píng)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(biāo)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(biāo)完全符合指標(biāo)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(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染,這已經(jīng)是一個(gè)公認(rèn)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(fù)應(yīng)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(yàn)是主要以蟹殼為原料,通過酶法蛋白、有機(jī)酸脫鈣、脫色來達(dá)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(duì)蟹殼中含有的動(dòng)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(shí)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(biāo):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