克氏原螯蝦殼酶解蛋白及蝦青素的清潔聯(lián)產(chǎn)工藝研究

【摘要】：克氏原螯蝦是我國出口淡水水產(chǎn)品之一,2011年全國總產(chǎn)量48.63萬t,其中湖北省產(chǎn)量23.11萬t。2010年湖北省克氏原螯蝦加工產(chǎn)品的出口額超過了1億2000萬美元。蝦仁是克氏原螯蝦主要加工產(chǎn)品,成品得率僅為蝦體質(zhì)量的20-30%,因此在蝦仁加工中會產(chǎn)生大量的蝦頭蝦殼等副產(chǎn)物。蝦頭蝦殼中還含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)和甲殼素等成分。目前工業(yè)中常用酸堿處理蝦頭蝦殼、脫出其中的蛋白質(zhì)和脂肪,以生產(chǎn)甲殼素。這一處理方法不僅造成環(huán)境污染,也對蛋白質(zhì)回收利用帶來困難。本文以克氏原螯蝦加工后的副產(chǎn)物蝦頭蝦殼為對象,研究了前處理、酶解條件對蝦殼蛋白水解液的氮收率和水解度影響,以及萃取條件對蝦殼中蝦青素提取量的影響,建立了蝦殼酶解蛋白和蝦青素的清潔聯(lián)產(chǎn)工藝,并研究了酶解蛋白特性和蝦青素的穩(wěn)定性,為高效利用蝦頭蝦殼等副產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：1、研究了酶解工藝條件對蝦殼蝦頭中蛋白質(zhì)水解效率的影響。前處理方式、水解溫度、初始pH值、酶添加量、料液比、水解時間等對克氏原螯蝦蛋白質(zhì)酶解液的氮收率、水解度有顯著影響。在總用酶量相同條件下,采用堿性蛋白酶與風味蛋白酶分步酶解蝦殼蛋白質(zhì)的效率高于單酶水解效果的；經(jīng)正交試驗優(yōu)化,確定了其分步酶解最佳條件,即在50℃溫度下預(yù)熱冷凍原料30min,料液比為1：4,在初始pH值為8.0,水解溫度50℃,堿性蛋白酶添加量為2000U/ml (protein)反應(yīng)2.4h后,再添加3000U/g(protein)風味蛋白酶,反應(yīng)3.6h。在此條件下,酶解液的氮收率為66.52%,水解度為29.89%。2、研究了蝦殼蛋白酶解液特性。蝦殼蛋白質(zhì)酶解液的TCA-氮溶解性指數(shù)32.78%。經(jīng)激光光散射儀分析,酶解產(chǎn)物中蛋白肽可分為二個組分,即3.591×106Da、 4.703×102Da,各部分占總量的比例分別為0.15%、99.85%。在游離氨基酸中,酶解液的疏水性氨基酸含量較高。采用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用儀,從蝦頭蝦殼原料、酶解后的蝦殼、酶解液中分別分離和鑒定出51、50、75種揮發(fā)性氣味化合物,酶解液中的醛類化合物等揮發(fā)性氣體成分含量最高,約占總揮發(fā)性風味物質(zhì)的58.37%。酶解后,樣品中新增了吡嗪類、呋喃類、二甲基硫等重要風味物質(zhì)。3、研究了萃取條件對蝦青素提取量的影響。蝦殼蛋白酶解條件、有機溶劑種類、萃取溫度、pH值超聲波處理和萃取時間等對脫蛋白蝦殼中蝦青素提取量有顯著影響。蝦青素提取量隨著酶解溫度升高而增加,蝦青素萃取量在酶解初始pH值7.5和酶解時間6h時最高。在五種有機溶劑中,無水乙醇萃取蝦青素的效果優(yōu)于乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮和石油醚的。將酶解脫蛋白蝦殼按固液比1：6比例添加無水乙醇,于pH值8.0、超聲波處理15min,在于40℃取120min,蝦青素萃取量可高達624.72±8.4686 μg/g。4、研究了蝦青素的特性、穩(wěn)定性以及和水解過程蝦青素保護措施。在70-100℃萃取時,蝦青素易發(fā)生異構(gòu)化、萃取液顏色變深。經(jīng)高效液相分析并與蝦青素標品比對,萃取液中蝦青素含量3.3575mg/100ml;經(jīng)薄層層析分析,萃取液中含有蝦青素、蝦青素一酯、蝦青素二酯。溫度、光照、H202、抗氧化劑和金屬離子等對無水乙醇中蝦青素的穩(wěn)定性有顯著影響。高溫和光照的儲藏條件、H2O2、Cu2+、Fe2+等金屬離子加快蝦青素褪色,而添加BHT能穩(wěn)定蝦青素。酶解過程中,添加BHT、充氮氣、低溫干燥脫蛋白蝦殼均能顯著提高蝦青素的提取量。蝦青素提取量在6g/100ml時不在增加;充氮氣后蝦青素提取量顯著升高：低溫干燥脫蛋白蝦殼,蝦青素提取量比未干燥提高約5倍。 【關(guān)鍵詞】：克氏原螯蝦 分步酶解蛋白 蛋白酶解液 蝦青素的萃取 蝦青素的保護
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TS254.9
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 1 前言10-23
• 1.1 克氏原螯蝦的特性與加工利用10-13
• 1.1.1 克氏原螯蝦的特性與分布10-12
• 1.1.2 克氏原螯蝦的加工與綜合利用12-13
• 1.2 克氏原螯蝦蛋白質(zhì)的酶解及其酶解液的組成分析13-16
• 1.2.1 酶解工藝研究13-14
• 1.2.2 酶解液的特性和物料組成14-16
• 1.3 蝦青素的提取和保護16-21
• 1.3.1 蝦青素的特性16-18
• 1.3.2 蝦青素的提取工藝18-20
• 1.3.3 蝦青素純品的保護20-21
• 1.4 課題研究意義及內(nèi)容21-23
• 1.4.1 課題目的和意義21
• 1.4.2 克氏原螫蝦副產(chǎn)物的清潔聯(lián)產(chǎn)技術(shù)設(shè)計路線21-22
• 1.4.3 研究內(nèi)容22-23
• 2 材料與方法23-32
• 2.1 試驗材料23-24
• 2.1.1 原料23
• 2.1.2 主要試劑23-24
• 2.2 主要儀器與設(shè)備24-25
• 2.3 試驗方法25-32
• 2.3.1 工藝流程圖25-26
• 2.3.2 蝦殼蛋白的酶解工藝優(yōu)化26-27
• 2.3.3 蝦青素的提取工藝27-28
• 2.3.4 理化指標的測定28-30
• 2.3.5 酶解后蝦殼中蝦青素的無水乙醇萃取法30-31
• 2.3.6 數(shù)據(jù)分析31-32
• 3 結(jié)果與分析32-69
• 3.1 蝦殼中蛋白質(zhì)的酶解及酶解產(chǎn)物的特性分析32-55
• 3.1.1 化學成分指標32
• 3.1.2 水解工藝條件對蝦殼中蛋白質(zhì)水解效果的影響32-37
• 3.1.3 分步酶解工藝條件對蝦殼中蛋白質(zhì)水解效果的影響37-40
• 3.1.4 酶解產(chǎn)物的特性分析40-55
• 3.2 酶解后蝦殼中蝦青素的提取工藝及蝦青素特性的研究55-69
• 3.2.1 酶解后蝦殼中蝦青素提取工藝的研究55-61
• 3.2.2 溶液中蝦青素的特性分析61-65
• 3.2.3 蝦青素穩(wěn)定性研究65-69
• 4 討論69-71
• 4.1 酶解蛋白質(zhì)的特性及其利用價值69
• 4.2 蝦青素的提取和保護69-70
• 4.3 清潔聯(lián)產(chǎn)工藝及其價值70-71
• 5 結(jié)論71-72
• 參考文獻72-81
• 致謝81-82
• 附錄82
• 一、已收錄論文82
• 二、參加科研項目82

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