一种由南极磷虾或其加工下脚料制备的膏状氨基酸产品及其制备方法
【专利说明】一种由南极磷虾或其加工下脚料制备的膏状氨基酸产品及其制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及饲料领域，具体地说，涉及一种由南极磷?!下或其加工下脚料制备的膏状氨基酸产品及其制备方法。
【背景技术】
[0003]南极磷虾是地球上资源量最大的生物品种之一。据统计，南极磷虾资源的生物量保守估算约有6.5?10亿吨。南极磷虾是迄今为止人类所发现的生物中蛋白含量最高的物种，蛋白含量高且优，磷虾肉的蛋白质含量为17.65%，干磷虾则高达65%，是其他动物性食物的二至三倍。南极磷虾含有的氨基酸种类齐全，尤其是赖氨酸的含量非常丰富，占蛋白质含量的9.73%。南极磷虾酶解液中富含各种氨基酸、活性肽类、有机酸等。
[0004]目前，有关南极磷虾的开发利用主要在于人体食用和南极磷虾油的提取方面，但是南极磷虾中存在氟含量过高的问题，人体食用会存在健康隐患。为此，中国海洋大学和大连理工大学提出了相关脱氟方法，并分别于2010和2011年申请了酸碱沉淀法制备南极磷虾低氟蛋白的专利。与此同时，辽宁省大连海洋渔业集团公司也申请了氧化钙脱氟的专利(CN102559825 Α)。脱氟处理虽然可以将南极磷虾蛋白的氟含量作一定程度的降低，但添加了酸碱或外加剂，存在卫生问题，即使脱氟后还存在氟危害隐患，所以食用价值是很低的。可见，将南极磷虾直接用于制备人体食品，其价值和市场空间并不大，这大大限制我国南极磷虾捕捞业的发展。因此开发南极磷虾新的高附加值用途和新型绿色加工技术很有必要，并具有重要意义。
[0005]农业是我国未来重点发展的一个行业，但我国目前土壤大部分存在贫瘠、污染、板结以及酸化等等问题，这是我国农业发展面临的一个巨大问题。要实现我国农业健康、可持续发展，高效、新型土壤改良剂的开发势在必行。目前市面出现的土壤改良剂质量参差不齐，普遍储存效果不理想问题。经试验，采用磷虾和磷虾加工下脚料制备的虾肽土壤改良剂，在土壤改良和作物营养方面具有极其独特的作用。应用试验为天化股份有限公司与专利申请单位共同承担的云南中烟集团200亩试验田，试验点云南沾益大坡马街子。据了解，该200亩示范田有50亩为连续三年绝收，2015年采用南极磷虾极其下脚料制备的土壤改良剂施用，每亩施用8?10kg，该试验田的烟叶种植基地土壤改良效果非常好，烟叶质量达到国际优质烟水平，丰产丰收，烟叶产量提高了 100%，烟叶质量同时得到大幅提高。红云红河集团高层、云南省化工研究院院长、云天化股份总经理等领导均到现场参观，对“烤烟种植虾肽甲壳素土壤改良及综合防治”示范田的效果给予了高度评价，并引起了新华网云南频道、人民网云南频道、云南日报、云南电视台、云南经济日报等媒体争相报道和强势关注。截至目前，尚未有过公开的有关南极磷虾或其加工下脚料制备高效土壤改良剂的研究或报道。
[0006]申请号为2014103397234的中国发明专利公开了《一种利用低值虾及虾下脚料制备虾膏的方法》，该专利采用的是低值虾及虾下脚料作为原料通过糖与氨基酸进行美拉德反应形成风味物质，制备食品用虾膏产品，过程需采用超临界二氧化碳萃取等复杂技术。该专利采用的虾原料种类、技术方法和产品用途均与本发明专利存在很大差异。本发明主要针对南极磷虾，工艺路线采用壳肉分离的分段处理技术。用酸对虾壳进行酸解，虾肉采用酶解，合并酸解液和酶解液并浓缩得到富含氨基葡萄糖、各种氨基酸、虾红素及虾磷脂的膏状产品，产品富含氨基酸、虾红素、磷酸类和氨基葡糖糖盐，用于特效饲料原料或农业用途。
[0007]综上，本发明具有良好创新性和可行性，利用本发明加工技术，将南极磷虾及其加工下脚料通过绿色工艺制备成膏状氨基酸产品，用于农业和饲料行业是具有巨大的价值空间的。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服目前南极磷虾捕捞过程的运输和保藏成本高，以及南极磷虾含氟量大对食用存在健康隐患等棘手问题，提供一种由南极磷虾或其加工下脚料制备的膏状氨基酸产品。
[0009]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种由南极磷虾或其加工下脚料制备的膏状氨基酸产品，由如下方法制成:
(1)将新鲜南极磷虾或其加工下脚料进行壳肉分离处理:
(2)虾壳用酸进行水解形成氨基葡萄糖盐，所述酸为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸或醋酸;所述酸的用量为虾壳质量的5?30%;酸解液采用碱调pH在7-10，所述碱为Na0H、K0H、Ga0、Mg0、Na2C03、K2C03，Ga(0H)2或Mg(OH)2中的一种或两种以上混合；
(3)分离的肉浆液进行酶解处理，所述酶为纤维素水解酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、丝氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶、金属蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶中的一种或两种以上混合，酶解温度40?60°C，酶的质量为底物质量的0.04-0.1%，酶解时间为0.5?3小时;对肉浆酶解液进行离心处理，将大颗粒未酶解彻底的蛋白分离并返回酶解工段；
(4)肉浆酶解液和虾壳酸解液合并混均，再进行除水至含水率为30?45%。
[0010]作为优选的，在上述的膏状氨基酸产品中，所述壳肉分离处理的方法为匀浆筛分、挤压分离或机械剥离分离。
[0011]作为优选的，在上述的膏状氨基酸产品中，步骤(2)所述酸为盐酸或硫酸，所述酸的用量为虾壳质量的10-20%。
[0012]作为优选的，在上述的膏状氨基酸产品中，步骤(2)的酸解液用碱调pH在8-9。所述碱最佳为GaO或MgO。
[0013]作为优选的，在上述的膏状氨基酸产品中，步骤(3)所用酶为纤维素酶、胰蛋白酶或木瓜蛋白酶。
[0014]作为优选的，在上述的膏状氨基酸产品中，步骤(3)所述离心处理为板框过滤分离、离心过滤分离或离心沉降分离。
[0015]作为优选的，在上述的膏状氨基酸产品中，步骤(4)所述除水方法为常用蒸发、减压蒸发、减压强制循环蒸发或离心沉降除水。
[0016]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果: (I)本发明将南极磷虾及其加工下脚料制备成膏状氨基酸产品，大大降低南极磷虾捕捞过程的保藏和运输成本问题。
[0017](2)本发明得到的膏状氨基酸可用于高效饲料添加剂和农业高效土壤改良剂。避开了南极磷虾含氟量高对人体食用存在健康隐患弊端，为南极磷虾开发了新的高值化利用途径。如作为土壤改良剂，其附加值和功能超过人体食用。利用这种改良剂，每亩地施用5-15kg，作物产量至少可提高30%，甚至数倍。
[0018](3)本发明的制备方法操作简单，过程绿色，加工过程零排放，产品性能优越。采用的快速酶解工艺，最快可在40分钟就可将磷虾蛋白进行水解完成。
【具体实施方式】
[0019]实施例1:膏状氨基酸产品制备步骤如下:
(1)将新鲜南极磷虾采用匀浆筛分方法进行壳肉分离处理:
(2)虾壳用盐酸进行水解形成氨基葡萄糖盐;盐酸用量为虾壳质量的10%;酸解液用GaO调pH在8 0
[0020](3)分离的肉浆液采用纤维素水解酶进行酶解处理;酶解温度为40°C，纤维素水解酶质量为底物质量的0.04%，酶解时间为0.5小时;对肉浆酶解液进行板框过滤分离，将大颗粒未酶解彻底的蛋白返回酶解工段；
(4)肉浆酶解液和虾壳酸解液合并混均，再进行减压蒸发除水至含水率为30?45%，得到富含氨基葡萄糖、各种氨基酸、虾红素及虾磷脂的膏状产品。
[0021]所得膏状氨基酸产品外观为褐色，气味为腐败气味，氨基葡萄糖盐酸盐含量超过4%，各种氨基酸总含量超过45%，虾红素含量大于200ppm，虾磷脂含量大于0.2%。所得产品一般不作为饲料添加剂，比较适合作为农业土壤改良剂和土壤重金属修复剂，用量为每亩施用5-15kg，效果极佳。
[0022]实施例2:膏状氨基酸产品制备步骤如下:
(I)将新鲜南极磷虾的加工下脚料采用挤压分离方法进行壳肉分离处理:
(2)虾壳用硫酸进行水解形成氨基葡萄糖盐;所用酸量为虾壳质量的20%;酸解液用MgO调pH在9 ；
(3)分离的肉浆液采用胰蛋白酶进行酶解处理，酶解温度60°C，酶的质量为底物质量的
0.1%，酶解时间为3小时;对肉浆酶解液进行离心过滤分离，将大颗粒未酶解彻底的蛋白分离并返回酶解工段；
(4)肉浆酶解液和虾壳酸解液合并混均，再进行离心沉降除水至含水率为30?45%，得到富含氨基葡萄糖、各种氨基酸、虾红素及虾磷脂的膏状产品。
[0023]所得膏状氨基酸产品颜色为黄色，气味为浓芳香味，氨基葡萄糖硫酸盐含量超过5%，各种氨基酸总含量超过45%，虾红素含量大于200ppm，虾磷脂含量大于0.2%，微生物和霉菌指标达到饲料级，可作为高效饲料蛋白源，每吨饲料可添加30-50kg;也可以作为农业高效土壤改良剂或土壤重金属修复剂，每亩施用量5-15kg，效果极佳。
[0024]实施例3:膏状氨基酸产品制备步骤如下:
(1)将新鲜南极磷虾和其加工下脚料采用机械剥离分离的方法进行壳肉分离处理:
(2)虾壳用醋酸进行水解形成氨基葡萄糖盐;所用酸量为虾壳质量的30%;酸解液用碱调pH在10，所用碱为NaOH和MgO混合；
(3)分离的肉浆液进行酶解处理，所用酶为组织蛋白酶和木瓜蛋白酶混合，酶解温度500C，酶的质量为底物质量的0.08%，酶解时间为2小时;对肉浆酶解液进行离心处理，将大颗粒未酶解-底的蛋白分离并返回酶解工段；
(4)肉浆酶解液和虾壳酸解液合并混均，再进行减压强制循环蒸发除水至含水率为30?45%，得到富含氨基葡萄糖、各种氨基酸、虾红素及虾磷脂的膏状产品。
[0025]所得膏状氨基酸产品为浅黄色，气味为清香味，氨基葡萄糖醋酸盐含量比盐酸和硫酸工艺低，为1%左右，各种氨基酸总含量超过45%，虾红素和磷脂含量大于盐酸和硫酸工艺，含量分别达到300ppm和0.3%以上，微生物和霉菌指标可到达饲料级，可作为高效饲料蛋白源，每吨饲料可添加30-50kg ；也可以作为农业高效土壤改良剂或土壤重金属修复剂，每亩施用量5_15kg，效果极佳。
【主权项】
1.一种由南极磷虾或其加工下脚料制备的膏状氨基酸产品，其特征在于由如下方法制成: (1)将新鲜南极磷虾或其加工下脚料进行壳肉分离处理: (2)虾壳用酸进行水解形成氨基葡萄糖盐，所述酸为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸或醋酸;所述酸的用量为虾壳质量的5?30%;酸解液采用碱调pH在7-10，所述碱为NaOH、KOH、GaO、MgO、Na2C03、K2C03，Ga(0H)2或Mg(OH)2中的一种或两种以上混合； (3)分离的肉浆液进行酶解处理，所述酶为纤维素水解酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、丝氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶、金属蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶中的一种或两种以上混合，酶解温度40?60°C，酶的质量为底物质量的0.04-0.1%，酶解时间为0.5?3小时;对肉浆酶解液进行离心处理，将大颗粒未酶解彻底的蛋白分离并返回酶解工段； (4)肉浆酶解液和虾壳酸解液合并混均，再进行除水至含水率为30?45%。2.如权利要求1所述的膏状氨基酸产品，其特征在于，所述壳肉分离处理的方法为匀浆筛分、挤压分离或机械剥离分离。3.如权利要求1所述的膏状氨基酸产品，其特征在于步骤(2)中，所述酸为盐酸或硫酸，所用酸量为虾壳质量的10-20%。4.如权利要求1所述的膏状氨基酸产品，其特征在于步骤(2)中，酸解液采用碱调pH在8-9。5.如权利要求1所述的膏状氨基酸产品，其特征在于，所述碱为GaO或MgO。6.如权利要求1所述的膏状氨基酸产品，其特征在于步骤(3)中，所述酶为纤维素酶、胰蛋白酶或木瓜蛋白酶。7.如权利要求1所述的膏状氨基酸产品，其特征在于步骤(3)中，所述离心处理为板框过滤分离、离心过滤分离或离心沉降分离。8.如权利要求1所述的膏状氨基酸产品，其特征在于步骤(4)中，所述除水方法为常用蒸发、减压蒸发、减压强制循环蒸发或离心沉降除水。
【专利摘要】本发明公开了一种由南极磷虾或其加工下脚料制备的膏状氨基酸产品及其制备方法。本发明以南极磷虾或其加工下脚料为原料，经过壳肉分离后，肉浆进行酶解形成氨基酸液，虾壳用酸水解形成氨基葡萄糖液，然后将氨基酸液和氨基葡萄糖液混合并蒸发浓缩至含水30?45%，得到富含氨基葡萄糖、各种氨基酸、虾红素及虾磷脂的膏状产品，可作为高效饲料添加剂和农业高效土壤改良剂。本发明的目的在于克服目前南极磷虾捕捞过程的运输和保藏成本高、含氟量大等问题。本制备方法操作简单，处理能力大，过程零排放，产品性能优越，附加值高，为南极磷虾的下游加工和应用领域开拓了新途径。
【IPC分类】A23K20/142, A23K10/10, C09K101/00, A23K10/26, A23K10/14, A23K10/22, C09K17/14
【公开号】CN105707470
【申请号】CN201610115393
【发明人】王荣辉
【申请人】湛江市博泰生物化工科技实业有限公司