專(zhuān)利名稱(chēng)：從蝦殼中提取甲殼素及其生物活性物質(zhì)的低耗環(huán)保方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從利用蝦殼制備甲殼素等生物活性物質(zhì)的方法，尤其是 涉及一種從蝦殼中提取甲殼素及其生物活性物質(zhì)的低耗環(huán)保方法。
背景技術(shù)：
從蝦殼或蟹殼中分離甲殼素、蛋白質(zhì)和蝦青素等生物活性物質(zhì)。 一般采
用酸、堿液等化學(xué)品進(jìn)行處理而獲得。如申請(qǐng)?zhí)枮?2122565. 6的中國(guó)專(zhuān)利公 開(kāi)的一種用鮮蝦殼生產(chǎn)甲殼素、蝦青素和蛋白質(zhì)的方法，其通過(guò)有機(jī)溶劑和 有機(jī)酸、堿浸泡來(lái)分離碳酸鈣和蛋白質(zhì)和甲殼素等生物活性物質(zhì)，雖然采用 該方法可以獲得多種生物活性物質(zhì)。但其反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)效率較低并且分離 不徹底，因此所得到的甲殼素、蝦青素和蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)的純度不高。 同時(shí)反應(yīng)過(guò)程中有機(jī)溶劑有一定毒性且用量較大，耗酸耗堿大，因此生產(chǎn)成 本較高，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。
另外，現(xiàn)有工廠(chǎng)在大批量生產(chǎn)上述生物活性物質(zhì)時(shí)，由于受生產(chǎn)進(jìn)度的 限制，原料特別容易積壓。為了不讓原料腐敗、變質(zhì)，現(xiàn)在大都采用冷凍儲(chǔ) 存來(lái)保鮮。但冷凍儲(chǔ)存耗能并且保鮮效果有限，使用冷凍儲(chǔ)存過(guò)的蝦殼，最 終會(huì)影響了成品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有蝦(蟹)殼制備甲殼素等生物活性物質(zhì)時(shí)所存在 的蝦殼的利用率低、產(chǎn)品純度不高、生產(chǎn)成本高等的技術(shù)問(wèn)題。 本發(fā)明同時(shí)還解決了現(xiàn)有蝦殼保鮮難、儲(chǔ)存難等的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的該方法包 括以下步驟
(1) 將新鮮蝦殼洗滌并瀝干后，置于微波爐中，控制溫度為80。C，加熱 10-15分鐘；
(2) 將蝦殼破碎成30—50mm2的小塊，按料液重量比為1: 10-15的比例
置于濃度為5-10%的NaOH溶液中煮1-2小時(shí)后過(guò)濾，得到堿處理液和脫蛋白 的蝦殼體，將蝦殼體用清水沖洗至中性并甩干；
(3) 將上述脫蛋白后的蝦殼體按料液重量比為1: 12的比例浸入2mol/L HC1溶液中浸泡2 4小時(shí)后過(guò)濾，得到酸處理液和脫鈣的蝦殼體，將蝦殼體 用清水沖洗至中性并甩干；
(4) 將上述脫鈣的蝦殼體用步驟(2)所述的工藝重復(fù)處理一次，得到 堿處理液和甩干的蝦殼體，然后將蝦殼體按料液重量比為1: 12的比例置于 lmol/LHC L溶液中，浸泡24小時(shí)后過(guò)濾，得到二次酸處理液和甲殼素粗 品，將甲殼素粗品用清水沖洗至中性并甩干；
(5) 將甲殼素粗品放置在陽(yáng)光下暴曬6—8小時(shí)脫色，得到白色片狀的 甲殼素成品；
(6) 合并步驟(2) 、 (4)中堿處理液，往該堿處理液中慢慢兌入2 raol/L HC1溶液，并攪拌混合，調(diào)至該混合液的PH值為5-6時(shí)，將此混合液冰凍 6-8小時(shí)后取出，解凍后吸出上清液，得到蛋白質(zhì)沉淀，用清水洗滌，然后于 6 (TC鼓風(fēng)干燥，得蛋白質(zhì)粉體；
(7) 往步驟(6)所述的上清液中慢慢兌入2mol/LHCl溶液，調(diào)至該 混合液PH值為2時(shí)，過(guò)120目濾網(wǎng)，得到含蝦青素的混合物，用濃度為5% NaOH溶液調(diào)整該混合物ra值為4. 8—5. 5，然后加入其總重0. 9—1. 5%的木瓜 蛋白酶，恒溫45'C水解2-4小時(shí)后，將水解液于70'C真空干燥，最后用乙醇 萃取，即得蝦青素成品；
(8) 將步驟(3)的酸處理液與Na2C03混合，得到CaC03沉淀物，過(guò)濾， 將CaC03沉淀物放入烘箱中于1 0 5 'C干燥，得食品級(jí)CaC03粉體，將濾液濃 縮，得到工業(yè)級(jí)的NaCL。
將步驟(4)中二次酸處理液收集備用，以便用于下一批次的蝦殼脫鈣處 理工藝中。
在本發(fā)明中，原料采用微波干燥技術(shù)進(jìn)行處理。由于微波處理時(shí)間短， 效率高，對(duì)原料的結(jié)構(gòu)成分無(wú)影響，經(jīng)微波處理的蝦殼，其保鮮度高，存放 時(shí)間長(zhǎng)，因此可大批量的滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。并且經(jīng)微波處理過(guò)的蝦殼具有利用
率高、各種生物活性物質(zhì)分離容易、耗酸耗堿少等特點(diǎn)，因此可制得高質(zhì)量，
相對(duì)高分子量的甲殼素。并且，本發(fā)明采用NaOH溶液兩次水煮蝦殼來(lái)脫蛋白， 具有時(shí)間快、雜質(zhì)消化徹底等優(yōu)點(diǎn)，并且本發(fā)明利用HC1溶液脫鈣時(shí)，先用 2mol/LHCl溶液脫鈣，再用lmol/LHCl脫鈣，通過(guò)遞減溶液的溶度，可 讓蝦殼的脫鈣反應(yīng)更加徹底。并且與現(xiàn)有工藝相比(僅一次脫蛋白、脫鈣， 并且HCL溶液溶度不變)，大大減少了強(qiáng)酸對(duì)甲殼素分子鏈的降解。另外， 本發(fā)明利用日光暴曬脫色，無(wú)須消耗能源，且脫色效果好，同時(shí)避免了傳統(tǒng) 方法中采用高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑對(duì)糖苷鍵的破壞，最終得到的甲殼素顏色雪 白，相對(duì)分子量高。
提取蛋白質(zhì)粉體時(shí)，本發(fā)明采用效果好且環(huán)保的物理分離方法，通過(guò)冰 凍再解凍這一物理過(guò)程，可從堿處理液中分離出高純度的蛋白質(zhì)，
提取蝦青素成品時(shí)，本發(fā)明采用木瓜蛋白酶降解，以讓殘留的蛋白質(zhì)和 脂類(lèi)分解，然后通過(guò)乙醇萃取，可徹底分離蝦青素混合物中的蝦青素、蛋白 質(zhì)、脂類(lèi)等，從而獲得高純度的蝦青素。
另外，本發(fā)明在各過(guò)濾步驟和洗滌步驟中，增加一道甩干的步驟，以脫 去蝦殼體上殘留的處理液，這樣可減少下一工序處理液的損耗量，進(jìn)一步提 高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)利于環(huán)保。
由此可見(jiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對(duì)蝦(蟹)殼的原料利用率高，耗 酸耗堿少，有機(jī)溶劑用量少，并且，蝦殼中各種有用物質(zhì)分離徹底，所得產(chǎn) 品純度高。同時(shí)，本發(fā)明反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有廢酸廢堿和有害有機(jī)溶劑的排放， 反應(yīng)中產(chǎn)生的各種處理液都得到有效利用，因此特別綠色環(huán)保。


圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例i:將新鮮蝦殼洗滌并瀝干后，置于微波爐中，控制溫度為8crc，
加熱10分鐘后將蝦殼破碎成小塊，按料液重量比為l: IO的比例置于濃度為
5X的Na0H溶液中煮2小時(shí)，過(guò)濾，得到堿處理液和脫蛋白的蝦殼體，將蝦 殼體用清水沖洗至中性并甩干后，按料液重量比為l: 12的比例浸入2mol/L H C 1溶液中浸泡2 4小時(shí)，然后過(guò)濾并甩干，得到酸處理液和脫鈣的蝦殼體， 將上述脫鈣的蝦殼體按料液重量比為1: 10的比例用5%的NaOH溶液再處理 一次，經(jīng)過(guò)濾后得到堿處理液和蝦殼體，然后將蝦殼體清洗、甩干后按料液 重量比為l: 12的比例置于lmol/LHCL溶液溶液中，浸泡24小時(shí)后過(guò)濾， 得到甲殼素粗品，將甲殼素粗品用清水沖洗至中性并甩干；將甲殼素粗品放 置在陽(yáng)光下暴曬6小時(shí)脫色，得到白色片狀的甲殼素成品；合并上述堿處理 液，往該堿處理液中慢慢兌入2mol/LHCl溶液，并攪拌混合，調(diào)至該混合 液的PH值為5-6時(shí)，將此混合液冰凍6小時(shí)后取出，解凍后吸出上清液，得 到蛋白質(zhì)沉淀，用清水洗滌，然后于6 (TC鼓風(fēng)干燥，得蛋白質(zhì)粉體；往上 清液中慢慢兌入2 mol/LH C 1溶液，調(diào)至該混合液PH值為2時(shí)，過(guò)120目濾 網(wǎng)，得到含蝦青素的混合物，用濃度為5%Na0H溶液調(diào)整該混合物PH值為4. 8 一5.5，然后加入其總重1.5%的木瓜蛋白酶，于45X:水解2小時(shí)后，將其于 70。C真空干燥，再用乙醇萃取，即得蝦青素成品；將酸處理液與Na2C03混合， 生成CaC03沉淀，分離沉淀，放入烘箱中于1 0 5 "C干燥，得食品級(jí)CaC03粉 體。
實(shí)施例2:將新鮮蝦殼洗滌并瀝干后，置于微波爐中，控制溫度為8(TC， 加熱15分鐘后將蝦殼破碎成小塊，按料液重量比為l: 15的比例置于濃度為 8X的Na0H溶液中煮2小時(shí)，過(guò)濾，得到堿處理液和脫蛋白的蝦殼體，將蝦 殼體用清水沖洗至中性并甩干后，按料液重量比為l: 12的比例浸入2mol/L H C 1溶液中浸泡2 4小時(shí)，然后過(guò)濾并甩干，得到酸處理液和脫鈣的蝦殼體， 將上述脫鈣的蝦殼體按料液重量比為1: 15的比例用8%的Na0H溶液再處理 一次，經(jīng)過(guò)濾后得到堿處理液和蝦殼體，然后將蝦殼體清洗、甩干后按料液 重量比為l: 12的比例置于lmol/LHCL溶液溶液中，浸泡24小時(shí)后過(guò)濾， 得到甲殼素粗品，將甲殼素粗品用清水沖洗至中性并甩干；將甲殼素粗品放 置在陽(yáng)光下暴曬7小時(shí)脫色，得到白色片狀的甲殼素成品；合并上述堿處理 液，往該堿處理液中慢慢兌入2mol/LHCl溶液，并攪拌混合，調(diào)至該混合 液的PH值為5—6時(shí)，將此混合液冰凍8小時(shí)后取出，解凍后吸出上清液，
得到蛋白質(zhì)沉淀，用清水洗滌，然后于6 (TC鼓風(fēng)干燥，得蛋白質(zhì)粉體；往 上清液中慢慢兌入2mol/LHCl溶液，調(diào)至該混合液PH值為2時(shí)，得到含蝦 青素的混合物，過(guò)120目濾網(wǎng)，用濃度為5XNa0H溶液調(diào)整該混合物PH值為 4.8—5.5，然后加入其總重0.9%的木瓜蛋白酶，于45'C水解4小時(shí)后，將其 于7(TC真空干燥，再用乙醇萃取，即得蝦青素成品；將酸處理液與Na2C03混 合，生成CaC03沉淀，分離沉淀，放入烘箱中于l 0 5"C干燥，得食品級(jí)CaC03 粉體。
實(shí)施例3:將新鮮蝦殼洗滌并瀝干后，置于微波爐中，控制溫度為80。C， 加熱12分鐘后將蝦殼破碎成小塊，按料液重量比為1: 12的比例置于濃度為 10X的NaOH溶液中煮2小時(shí)，過(guò)濾，得到堿處理液和脫蛋白的蝦殼體，將蝦 殼體用清水沖洗至中性并甩干后，按料液重量比為l: 12的比例浸入2mol/L H C 1溶液中浸泡2 4小時(shí)，然后過(guò)濾并甩干，得到酸處理液和脫鈣的蝦殼體， 將上述脫鈣的蝦殼體按料液重量比為1: 12的比例用10X的NaOH溶液再處理 一次，經(jīng)過(guò)濾后得到堿處理液和蝦殼體，然后將蝦殼體清洗、甩干后按料液 重量比為1: 12的比例置于1 mol/LH C L溶液溶液中，浸泡24小時(shí)后過(guò)濾， 得到甲殼素粗品，將甲殼素粗品用清水沖洗至中性并甩干；將甲殼素粗品放 置在陽(yáng)光下暴曬8小時(shí)脫色，得到白色片狀的甲殼素成品；合并上述堿處理 液，往該堿處理液中慢慢兌入2mol/LHCl溶液，并攪拌混合，調(diào)至該混合 液的PH值為5—6時(shí)，將此混合液冰凍7小時(shí)后取出，解凍后吸出上清液， 得到蛋白質(zhì)沉淀，用清水洗滌，然后于6 (TC鼓風(fēng)干燥，得蛋白質(zhì)粉體；往 上清液中慢慢兌入2mol/LHCl溶液，調(diào)至該混合液ra值為2時(shí)，得到含蝦 青素的混合物，過(guò)120目濾網(wǎng)，用濃度為5XNa0H溶液調(diào)整該混合物PH值為 4.8—5.5，然后加入其總重1.2%的木瓜蛋白酶，于45'C水解3小時(shí)后，將其 于7(TC真空干燥，再用乙醇萃取，即得蝦青素成品；將酸處理液與Na2C03混 合，生成CaC03沉淀，分離沉淀，放入烘箱中于l 0 5"C干燥，得食品級(jí)CaC03 粉體。
權(quán)利要求
1.一種從蝦殼中提取甲殼素及其生物活性物質(zhì)的低耗環(huán)保方法，其特征是在該方法包括以下步驟(1)將新鮮蝦殼洗滌并瀝干后，置于微波爐中，控制溫度為80℃，加熱10-15分鐘；(2)將蝦殼破碎成小塊，按料液重量比為1∶10-15的比例置于濃度為5-10％的NaOH溶液中煮1-2小時(shí)后過(guò)濾，得到堿處理液和脫蛋白的蝦殼體，將蝦殼體清洗并甩干；(3)將上述脫蛋白后的蝦殼體按料液重量比為1∶12的比例浸入2mol/LHCl溶液中浸泡24小時(shí)后過(guò)濾，得到酸處理液和脫鈣的蝦殼體，將蝦殼體清洗并甩干；(4)將上述脫鈣的蝦殼體用步驟(2)所述的工藝重復(fù)處理一次，得到堿處理液和甩干的蝦殼體，然后將蝦殼體按料液重量比為1∶12的比例置于1mol/L HCL溶液中，浸泡24小時(shí)后過(guò)濾，將得到的甲殼素粗品清洗并甩干；(5)將甲殼素粗品放置在陽(yáng)光下暴曬6-8小時(shí)脫色，得到白色片狀的甲殼素成品；(6)合并步驟(2)、(4)中堿處理液，往該堿處理液中慢慢兌入2mol/LHCl溶液，并攪拌混合，調(diào)至該混合液的PH值為5-6時(shí)，將此混合液冰凍6-8小時(shí)后取出，解凍后吸出上清液，得到蛋白質(zhì)沉淀，清水洗滌，然后于60℃鼓風(fēng)干燥，得蛋白質(zhì)粉體；(7)往步驟(6)所述的上清液中慢慢兌入2mol/L HCl溶液，調(diào)至該混合液PH值為2時(shí)，過(guò)120目濾網(wǎng)，得到含蝦青素的混合物，用濃度為5％NaOH溶液調(diào)整該混合物PH值為4.8-5.5，然后加入其總重0.9-1.5％的木瓜蛋白酶，恒溫45℃水解2-4小時(shí)后，將水解液于70℃真空干燥，最后用乙醇萃取，即得蝦青素成品；(8)將步驟(3)的酸處理液與Na2CO3混合，得到CaCO3沉淀物，過(guò)濾，將CaCO3沉淀物放入烘箱中于105℃干燥，得食品級(jí)CaCO3粉體。
全文摘要
一種從蝦殼中提取甲殼素及其生物活性物質(zhì)的低耗環(huán)保方法。包括以下步驟將新鮮蝦殼置于微波爐中加熱，然后置于NaOH溶液中煮1-2小時(shí)，再浸入HCl溶液中浸泡；將蝦殼體用NaOH溶液再處理一次，浸入HCl溶液中浸泡后放置在陽(yáng)光下暴曬脫色，得到甲殼素成品；提取蛋白質(zhì)粉體時(shí)，通過(guò)冰凍再解凍這一物理過(guò)程，從堿處理液中分離出蛋白質(zhì)。提取蝦青素成品時(shí)，采用木瓜蛋白酶降解，然后通過(guò)乙醇萃取獲得蝦青素。本發(fā)明對(duì)蝦殼的原料利用率高，耗酸耗堿少，有機(jī)溶劑用量少，并且，蝦殼中各種有用物質(zhì)分離徹底，所得產(chǎn)品純度高。同時(shí)，本發(fā)明反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有廢酸廢堿和有害有機(jī)溶劑的排放，反應(yīng)中產(chǎn)生的各種處理液都得到有效利用。
文檔編號(hào)A23L1/28GK101176549SQ20071016857
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者雯 劉, 蔡永剛, 黃代勇 申請(qǐng)人:湖北東方天琪生物工程股份有限公司