[发明专利]一种水解蛋白与甲壳素的清洁化生产方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种以甲壳类动物加工废弃物特别是其中的壳体质为原料加工生产水解蛋白与甲壳素的清洁化制备工艺技术，特别是一种水解蛋白与甲壳素的清洁化生产方法。

背景技术：

众所周知，水产动物蛋白质具很高营养价值。大量动物试验表明：水产动物蛋白具有明显的免疫调节作用、抗疲劳作用、抗辐射作用、护肝作用等，应用生物法制得的水解蛋白则更易被人体吸收利用，同时具有良好的水溶性、保水性、乳化性及抗氧化性，广泛应用于食品、医药等行业，具有很高的经济价值。我国甲壳资源丰富，甲壳类动物的养殖、加工量巨大，同时有大量的加工废弃物，仅蟹、虾壳废弃物每年达6000吨以上，其中粗蛋白达20～30％。回收利用虾蟹废弃物当中的蛋白质既能减轻污染，又为食品和饲料行业提供新的食物来源，有重要的经济效益和社会效益。此外，甲壳类动物加工废弃物中甲壳素(Chitin)又名甲壳质含量高达20～25％。目前，人们发现甲壳素及其衍生物有许多优良性能，用途十分广泛，在医药、农业、环保、食品、纺织、印染、塑料、彩色胶片等行业都有应用。特别是在医药和保健品行业，应用前景更加广阔。

目前，甲壳类动物加工废弃物的利用存在如下问题：加工技术落后、产品单一(仅为甲壳素)、成本高从而造成资源浪费，而且大量使用强酸、强碱又造成严重污染产生高浓度、高盐度有机废水，其污染成分包括大量的CaCl₂、NaCl等盐类、大量动物蛋白(虾、蟹壳蛋白)及其降解产物、虾(蟹)壳色素、油脂、原料本身带入的杂质、少量的甲壳质和壳聚糖等。以日产1吨甲壳素计，每年要向环境水体排放10～15万吨生产污水。未经处理的水乌黑发臭，且富营养化，对水产养殖和水域环境带来严重污染，甚至还可诱发赤潮。目前在甲壳素生产污水的治理中，采取简单的末端治理方式，一次性投入大，运转费用高，且难以实现达标排放。我国沿海甲壳素加工行业有几百个，由于国内甲壳素消费量有限，大量产品尚依赖出口获利，但大量厂家的无序竞争又使甲壳素产业获利微薄，有的已陷入困境。因此，采用清洁化技术，生产甲壳水解蛋白联产甲壳素及其副产品的工艺方法正在引起人们的研发和探讨。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术工艺中存在的缺点，寻求提供一种环保型清洁化综合利用甲壳类动物加工废弃物，生产水解蛋白并联产甲壳素的技术工艺方法，以增加经济效益和社会效益，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明方法的工艺步骤主要包括原料预处理、混合酶酶切、柱层析脱盐、水解蛋白粉制备和甲壳素制备；其具体工艺过程为：

原料预处理：先将虾、蟹壳等原材料在85-90℃的温度条件下烘干，再将其粉碎至40-80目的粉末备用；

混合酶酶切：将预处理后的粉末投入酶切罐中并按粉末重量的3-4倍加水进行搅拌后静置溶胀1-2小时，再将酶切罐加热至50-55℃后根据所投入粉末原料的重量的0.6％加入混合酶并调PH值为6.5-7.5对变性蛋白质进行酶切，使之转变成水溶性水解蛋白溶液体，再经粗滤、离心分离、精滤分别取得净壳粉、精滤液和副产品粗脂虾油备用；其中混合酶的重量配比为胰蛋白酶∶枯草杆菌1.398蛋白酶∶木瓜蛋白酶＝1∶2∶1；

柱层析脱盐：对混合酶酶切后的精滤液采用凝胶过滤法进行脱色和脱盐处理得水解蛋白液；

水解蛋白粉制备：将脱色、脱盐后的水解蛋白液经真空浓缩、喷雾干燥后即得白色、低盐、虾蟹质水解蛋白粉产品；

甲壳素制备：将经过混合酶酶切得到的净壳粉，经加酸液(盐酸)浸泡10-12小时脱钙后再加碱中和，然后经过滤、清洗、烘干即得甲壳素产品；其中酸液浸泡使用的酸液为重量百分比浓度10-11％的盐酸液；中和碱为NaOH；同时将酶切后的副产品粗脂虾油经精炼可得纯虾油。

本发明与现有技术相比，其工艺设计路线合理，原料可靠，工艺步骤易于控制，生产效率高，产品质量好；特别是适合于工业化生产，且环境污染小，成本低。

具体实施方式：

下面通过实例对本发明作进一步阐述：