[发明专利]虾蟹壳汽爆清洁炼制多联产的方法

说明书

针对目前虾蟹壳加工提取甲壳素过程中，大量酸碱脱除钙与蛋白的使用会造成严重的环境污染和大量钙质、蛋白质难以高值利用的问题，本发明提供一种虾蟹壳汽爆清洁炼制多联产的方法。虾蟹壳经有机酸提钙后，再采用不添加无机酸碱的汽爆方法处理，破坏其致密结构，提高后续反应的可及性；汽爆处理后的物料用蛋白酶或产蛋白酶的微生物固态发酵进一步水解蛋白质，从而将虾蟹壳组分完全分离获得有机酸钙、蛋白和甲壳素。本发明采用汽爆处理虾蟹壳，解除其致密结构对生物转化的影响，降低酶或菌种用量，缩短反应时间；实现虾蟹壳中甲壳素与有机钙和蛋白多联产，提高经济利用价值；处理过程避免大量无机酸碱的使用，过程清洁无污染，易于控制，产品稳定，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于水产品加工过程废弃物综合利用领域，特别涉及一种虾蟹壳汽爆清洁炼制的方法。

背景技术

虾蟹壳学名聚乙酰氨基葡萄糖, 是一种天然高分子有机物，同样也是水产工业产生的固体废弃物。随着我国人工养殖虾蟹以及水产加工的发展，这些固体废弃物数量越来越大。据估算每生产1吨的虾仁产生0.5-0.6吨的虾壳等下脚料，目前，我国的水产虾蟹产品产生虾蟹壳等甲壳生物质废弃物500多万吨。由于虾蟹壳富含蛋白质（10-25%），在水分含量较高的情况下，未经处理便会造成环境污染。目前虾蟹壳的加工程度低，主要是用做饲料，只有少部分用于提取甲壳素，且提取纯度低，影响了后续高附加值产品的转化合成。然而作为一类宝贵的生物资源，它含有约50%的无机钙盐、约30%的蛋白质以及20%的甲壳素。这些无机钙盐可以成为补钙保健品或食品添加剂原料；虾蟹壳中的蛋白质是一种优质的动物性蛋白质，其中的氨基酸成分比较平衡，可以用作食品调料，或者水解后制成氨基酸营养液；而虾蟹壳中的甲壳素则是在自然界中仅次于纤维素第二大的生物质资源，其脱乙酰基得到的壳聚糖是天然糖中唯一大量存在的碱性氨基多糖，具有许多特有的物理化学性质和生理活性功能。但是天然的虾蟹壳是由这几种成分相互结合形成的致密结构，在利用的过程中需要破坏这种致密结构分离出目标成分。目前的方法主要是利用多次的无机酸脱钙盐，碱脱蛋白的方式将甲壳素分离出来。该方法虽然操作简单方便，但是耗费大量能源和资源。另外，利用目前采用无机酸碱脱钙脱蛋白的方法，条件剧烈，容易对甲壳素的结构产生影响，并且获得无机酸钙盐利用价值低，而碱法脱除的蛋白质难以再回收利用，大大降低了虾蟹壳资源的经济价值。因此，目前在虾蟹壳资源化利用方面，大都集中在甲壳素提取和壳聚糖在医药、化妆品、纺织、印染、造纸、膜材料方面的直接应用，而忽略了虾蟹壳内大量钙质和蛋白质有的高值综合利用。

针对目前虾蟹壳加工利用甲壳素过程中，用大量酸碱脱除钙盐与蛋白质，造成环境严重污染和虾蟹壳中大量钙质、蛋白质组分难以高值利用的问题，本发明创造性地将汽爆方法与生物法相耦合，通过反复的实验，构建出虾蟹壳中清洁制备甲壳素多联产有机钙盐和蛋白的工艺路线：先利用有机酸提钙，解除导致虾蟹壳致密结构的钙盐，再采用不添加无机酸碱的汽爆方法处理虾蟹壳，提高后续反应的可及性，汽爆处理后的物料用蛋白酶或产蛋白酶的微生物固态发酵进一步水解蛋白质，从而可将虾蟹壳组分完全分离获得有机酸钙、蛋白和甲壳素。