本發(fā)明涉及一種海洋生物復合鈣粉制備方法，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鈣是人體必不可少的元素，膳食中鈣營養(yǎng)狀況與人體生長發(fā)育、心血管疾病以及慢性病密切相關(guān)，攝入足量的鈣對改善骨質(zhì)疏松癥狀具有重要的作用，目前鈣劑產(chǎn)品主要分為無機鈣、有機酸鈣、氨基酸鈣等類別，研究發(fā)現(xiàn)鈣的來源不同、存在形式不同對鈣的利用率有較大差異，例如王曉峰(2010)等對8種鈣制劑在大鼠中的鈣吸收情況對比發(fā)現(xiàn)，魚骨鈣組制劑的表觀吸收率可達93％，優(yōu)于動物鈣制品；張文靜(2015)等發(fā)現(xiàn)從蝦殼中制取的phc－ca有促進鈣吸收的效果，其生物利用率優(yōu)于相同鈣含量的檸檬酸鈣以及蝦殼粉，因此利用海洋生物資源制備鈣類產(chǎn)品成為發(fā)展的趨勢。
浙江省是海洋大省，也是國家藍色海洋經(jīng)濟戰(zhàn)略步驟的重要實施地之一，“藍色糧倉”戰(zhàn)略是浙江省食品保障的重要途徑。浙江沿海海洋資源豐富，特別是蝦類、蟹類、魚類產(chǎn)量較大，然而每年蝦殼、蟹殼、魚骨等下腳料沒有進行有效的綜合利用，造成資源的巨大浪費。目前市場上生物活性鈣產(chǎn)品較少，并沒有形成規(guī)模，而且海洋生物鈣的利用更差。
浙江有多數(shù)蝦、蟹類、魚類水產(chǎn)加工企業(yè)的下腳料蝦殼、蟹殼、魚骨數(shù)量非常多，目前下腳料主要以廢棄物或者低值魚粉的形式處理，造成資源的巨大浪費甚至污染環(huán)境，本發(fā)明開展蝦蟹殼海洋生物鈣的提取、產(chǎn)品開發(fā)等研究，對浙江省打造“藍色糧倉”、提升海洋資源利用率和水產(chǎn)加工可持續(xù)發(fā)展具有重要意義：(1)可以提高海洋資源的綜合利用率；(2)豐富目前海洋生物鈣產(chǎn)品種類，優(yōu)化鈣劑消費市場；(3)提升水產(chǎn)加工鈣源下腳料的高值化。本項目符合海洋精深加工產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略，對當前水產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的建設具有重要意義，同時可為同行業(yè)、類似行業(yè)的精深加工利用的研發(fā)和技術(shù)推廣起到示范和帶動作用，必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟、社會效益。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種快速制備生物復合鈣粉的方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括下列步驟：
(1)水產(chǎn)品下腳料清洗：用清水將水產(chǎn)品下腳料清洗2-3次，然后烘干。
(2)破碎：將烘干的水產(chǎn)品下腳料進行破碎處理，獲得50-100目的粉末。
(3)微生物發(fā)酵：將100重量份數(shù)的粉末放入3-5倍重量的水中，煮沸2-3h；冷卻到30-35℃，加入米曲霉菌、酵母菌和乳酸菌菌種各0.05-0.09份，充分拌勻，升溫到37-43℃，發(fā)酵1-2天，發(fā)酵完成后高溫滅菌。
與現(xiàn)有的鈣粉制備方法不同，本發(fā)明在制備過程中，加入發(fā)酵環(huán)節(jié)，通過微生物的發(fā)酵，將蝦殼、蟹殼、魚骨等待提取物料進行生物自然降解，利于后期的酶解和酸解的進行。
發(fā)酵的時間不能過長，否則，蝦殼、蟹殼、魚骨中的鈣元素會大量被微生物吸收，不利于后期的進一步提取。
(4)發(fā)酵后處理：滅菌后加入6-7重量份數(shù)的羥丙基甲基纖維素、5-12重量份數(shù)的檸檬酸和10-15重量份數(shù)的質(zhì)量分數(shù)是10％的鹽酸，攪拌均勻，維持1-2h。
發(fā)酵完成后，蝦殼、蟹殼、魚骨等被微生物初步降解消化，鈣元素和其他營養(yǎng)元素開始大量溶出，增加發(fā)酵后處理的操作。加入羥丙基甲基纖維素將水產(chǎn)品粉末分散開，酸類物質(zhì)使鈣元素初步酸解。
(5)酶解和酸解:發(fā)酵后的物料中加入組織蛋白酶和木瓜蛋白酶，組織蛋白酶和木瓜蛋白酶的重量分別為物料重量的0.8-2％和1.8-3％；溫度維持在40-50℃，并不斷攪拌；然后升溫到80-90℃，加入15-20重量份的檸檬酸，維持2-3h；迅速冷卻至30℃，用5mol/lnaoh調(diào)ph至中性，離心得上清液。
(6)復配：將得到的上清液加入3-6倍的復合酸，升溫到55-60℃，同時超聲波處理2-3h。
(7)干燥超微粉碎：將步驟(6)的物料采用真空濃縮干燥，粉碎成200目的顆粒，然后篩分包裝。
優(yōu)選的，步驟(6)復配中用的復合酸包括檸檬酸、酪氨酸和甘氨酸，三種酸的重量比是1:1-3:3-4。
本發(fā)明中，水產(chǎn)品下腳料包括蝦殼、蟹殼、魚骨等海洋生物資源。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明利用蝦殼、蟹殼、魚骨等海洋生物資源，通過發(fā)酵、酶解、有機酸、氨基酸復配等制備工藝，快速制得高含量的海洋生物鈣粉，其生物利用率高，具有良好的應用前景。
具體實施方式
實施例1
本實施例提供的海洋生物復合鈣粉制備方法，包括下列步驟：
(1)水產(chǎn)品下腳料清洗：用清水將水產(chǎn)品下腳料清洗3次，然后烘干。
(2)破碎：將烘干的水產(chǎn)品下腳料進行破碎處理，獲得100目的粉末。
(3)微生物發(fā)酵：將100重量份數(shù)的粉末放入5倍重量的水中，煮沸3h；冷卻到35℃，加入米曲霉菌、酵母菌和乳酸菌菌種各0.09份，充分拌勻，升溫到43℃，發(fā)酵2天，發(fā)酵完成后高溫滅菌。
(4)發(fā)酵后處理：滅菌后加入7重量份數(shù)的羥丙基甲基纖維素、12重量份數(shù)的檸檬酸和15重量份數(shù)的質(zhì)量分數(shù)是10％的鹽酸，攪拌均勻，維持2h。
(5)酶解和酸解:發(fā)酵后的物料中加入組織蛋白酶和木瓜蛋白酶，組織蛋白酶和木瓜蛋白酶的重量分別為物料重量的2％和3％；溫度維持在50℃，并不斷攪拌；然后升溫到90℃，加入20重量份的檸檬酸，維持3h；迅速冷卻至30℃，用5mol/lnaoh調(diào)ph至中性，離心得上清液。
(6)復配：將得到的上清液加入6倍的復合酸，升溫到60℃，同時超聲波處理3h。復合酸包括檸檬酸、酪氨酸和甘氨酸，三種酸的重量比是1:3:4。
(7)干燥超微粉碎：將步驟(6)的物料采用真空濃縮干燥，粉碎成200目的顆粒，然后篩分包裝。
本發(fā)明中，水產(chǎn)品下腳料包括蝦殼、蟹殼、魚骨等海洋生物資源。
本實施例中，水產(chǎn)品下腳料選用蝦殼。
利用火焰原子吸收法測定本實施例產(chǎn)品的鈣含量，復合鈣粉主要成分中鈣含量達到25.3％，總氨基酸量達到19.7％。
實施例2
本實施例提供海洋生物復合鈣粉制備方法，包括下列步驟：
(1)水產(chǎn)品下腳料清洗：用清水將水產(chǎn)品下腳料清洗2次，然后烘干。
(2)破碎：將烘干的水產(chǎn)品下腳料進行破碎處理，獲得50目的粉末。
(3)微生物發(fā)酵：將100重量份數(shù)的粉末放入3倍重量的水中，煮沸2h；冷卻到30℃，加入米曲霉菌、酵母菌和乳酸菌菌種各0.05份，充分拌勻，升溫到37℃，發(fā)酵1天，發(fā)酵完成后高溫滅菌。
(4)發(fā)酵后處理：滅菌后加入6重量份數(shù)的羥丙基甲基纖維素、5重量份數(shù)的檸檬酸和10重量份數(shù)的質(zhì)量分數(shù)是10％的鹽酸，攪拌均勻，維持1h。
(5)酶解和酸解:發(fā)酵后的物料中加入組織蛋白酶和木瓜蛋白酶，組織蛋白酶和木瓜蛋白酶的重量分別為物料重量的0.8％和1.8％；溫度維持在40℃，并不斷攪拌；然后升溫到80℃，加入15重量份的檸檬酸，維持2h；迅速冷卻至30℃，用5mol/lnaoh調(diào)ph至中性，離心得上清液。
(6)復配：將得到的上清液加入3倍的復合酸，升溫到55℃，同時超聲波處理2h。
(7)干燥超微粉碎：將步驟(6)的物料采用真空濃縮干燥，粉碎成200目的顆粒，然后篩分包裝。
(5)復配中用的復合酸包括檸檬酸、酪氨酸和甘氨酸，三種酸的重量比是1:1:3。
本發(fā)明中，水產(chǎn)品下腳料包括蝦殼、蟹殼、魚骨等海洋生物資源。
本實施例中，水產(chǎn)品下腳料選用魚骨。
利用火焰原子吸收法測定本實施例產(chǎn)品的鈣含量，復合鈣粉主要成分中鈣含量達到24.6％，總氨基酸量達到18.2％。
實施例3本發(fā)明制備的生物復合鈣的生物吸收利用測定：
利用實施例1制備的復合鈣粉進行測定。本發(fā)明的生物吸收利用率測定按照現(xiàn)有技術(shù)中的報道進行，為增強本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的對比效果，嚴格按照張文靜等在食品科學發(fā)表的《蝦殼中復合鈣粉的制備工藝優(yōu)化及大鼠對其吸收效果的評價》。
具體實驗步驟如下：
3.1大鼠組別
4周齡斷奶大鼠，平均重量為89g，以基礎(chǔ)飼料適應性喂養(yǎng)1周后，稱重量后挑選體重量無顯著性差異的大鼠100只。按照本發(fā)明復合鈣粉和碳酸鈣中的鈣含量計算各組鈣劑用量，隨機分成5組：低鈣對照組，碳酸鈣對照組，復合鈣粉低劑量組、中劑量組和高劑量組，每組20只。
3.2大鼠喂養(yǎng)方式
低鈣對照組以低鈣飼料喂養(yǎng)(低鈣飼料配方：酪蛋白19.4％、玉米淀粉39.4％、大豆油10％、麥芽糊精13.6％、蔗糖8.7％、纖維素5％、混合維生素1％、dl-蛋氨酸0.1％、酒石酸膽堿0.25％、特丁基對苯二酚0.002％、礦物質(zhì)混合物2.5％、鈣0.1％)。
低、中、高劑量組在大鼠飼喂低鈣飼料的基礎(chǔ)上，每日灌胃低、中、高劑量鈣的復合鈣粉。
灌胃劑量參照：800mg(成人體重量60kg)換算成13.3mg/(kg·d)，低、中、高劑量為人體劑量的2、5、10倍。即對應大鼠灌胃鈣劑量為26.6、66.5、133mg/(kg·d)(以鈣含量及大鼠體重量計)。各組大鼠在相同環(huán)境下喂養(yǎng)，自由進食，每周稱1次體重量。各組大鼠在相同環(huán)境下喂養(yǎng)，自由進食，每周稱1次體重量。
3.3大鼠攝入復合鈣粉對其生長及鈣吸收效果的評價
飼養(yǎng)期間，實驗動物未出現(xiàn)疾病和死亡。實驗初期各組大鼠體質(zhì)量、身長無明顯差異。喂養(yǎng)3周后，復合鈣粉各劑量大鼠生長情況良好。復合鈣粉各劑量組大鼠體質(zhì)量均顯著高于低鈣對照組。低鈣對照組大鼠生長指標明顯低于其他劑量組，此時大鼠毛色暗淡無光澤，倦怠行動遲緩。具體如表1復合鈣粉對大鼠生長的影響。
表1復合鈣粉對大鼠生長的影響