[发明专利]一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法

说明书

本发明公开了一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法，通过将虾蟹壳洗净压碎后，加入激活剂和蛋白酶酶解，再将酶解液分离所得上清液1干燥可得蛋白肽粉，将剩余物质进行加酸处理后，分离反应液所得上清液2干燥可得醋酸钙，再将剩余物质进行加碱处理后，过滤所得滤渣经漂洗干燥，可得甲壳素。本发明所提供的生产方法工艺简单合理，效果突出，具有低成本、高效率、酸碱消耗量小、清洁环保、综合性强的优点；所制醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的回收率高，得率高，纯度好，资源综合利用充分，产品附加价值增高。

技术领域

本发明涉及水产品废弃物综合利用技术领域，尤其是涉及一种利用虾蟹壳生产醋酸钙、蛋白肽和甲壳素的方法。

背景技术

我国湖泊众多，海域辽阔，虾、蟹资源丰富。典型的经济虾蟹类包括罗氏沼虾、青虾、克氏原螯虾、梭子蟹和青蟹等。2015年，我国虾、蟹生产总量为686万吨，2016年，虾、蟹生产总量为712万吨，呈上升趋势。虾、蟹的养殖和捕捞具有明显的季节性，除鲜食外，发展虾、蟹加工产业可有效延长产品贮藏期、扩大消费区域以及提升产品附加值。目前，我国虾类的主要加工产品为虾仁、面包虾、蝴蝶虾和虾滑等，主要利用虾肉部分，同时会产生虾头、虾壳和内脏等加工副产物。蟹类的主要加工产品为蟹肉罐头和蟹黄酱等，蟹肉罐头主要利用体肉和肩肉，蟹黄酱则主要利用蟹黄、蟹膏以及挤压碎肉，也会同时产生蟹壳及粘附的部分蟹肉和内脏等加工副产物。

在虾、蟹加工过程中，会产生约30~40%的加工副产物(主要为虾、蟹壳)，如不能加以合理利用，会对生态环境造成一定污染，同时也会增加企业的负担。不同种类、不同产地的虾、蟹壳的化学组成存在一定差异，但其主要成分均为蛋白质、灰分和甲壳素。此外，虾、蟹壳还含有少量的脂肪、游离氨基酸和虾青素等。

甲壳素是由N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,4-糖苷键缩合而成的线性聚合物多糖，相对分子质量从几十万到几百万，甲壳素结构中糖基上的N-乙酰基大部分脱除后所得的产物为壳聚糖。甲壳素是一种天然高分子物质生物多糖，广泛存在于甲壳类动物如虾蟹的甲壳、昆虫如蚕蛹、果蝇幼蛆的甲壳、真菌如霉菌的细胞壁，以及植物的细胞壁中，其在自然界中存在的数量仅次于纤维素，通常用于辅助性治疗药剂及功能性保健品的添加剂。专家认为，甲壳素是继蛋白质、脂肪、维生素和微量元素之后的另一维持人体生命的要素。另外，甲壳素还可以应用于纺织印染、化工造纸、食品等多个领域。所以从低值海洋生物及下脚料中获取相对高价值的活性物质，作为功能性食品或者药品成分，安全性高，且具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。

以往，虾、蟹壳主要用来生产甲壳素，国内常用的加工方法是化学法，酸碱用量大，蛋白质通常不进行回收利用，造成资源浪费，且易引起严重的环境污染，另外由于强酸强碱的高温剧烈化学反应，使甲壳素产品质量不高、波动也较大，这种方法只能生产甲壳素，而虾蟹壳中的其他物质会被浪费掉。国内外以前主要采用碱法回收蛋白质，蛋白质得率低，且受到破坏，营养价值低，只能作为普通或低档饲料；近年来，国内外相继报道了采用生物酶法来回收蛋白质，其条件温和，对蛋白质及甲壳素的质量影响小，生产过程安全，对环境污染少。

现有技术如授权公告号为CN1184236C的中国发明专利，公开了一种用鲜虾壳生产甲壳素、虾青素和蛋白质的方法，其生产过程中在制备甲壳素的同时获得虾青素和蛋白质，但使用对象局限在鲜虾壳，与实际生产中大量干制虾壳的现状不一致，也未能有效利用虾壳中大量的钙；另有如授权公告号为CN103283930B的中国发明专利，公开了一种用鲜虾壳生产甲壳素、虾青素和蛋白质的方法，其中提供了一种综合利用南极磷虾高活力的内源蛋白酶和外源碱性蛋白酶水解虾壳回收蛋白质与虾青素，但未能有效利用甲壳素和钙质。此外，未见有对虾蟹壳进行综合利用，而同时生产甲壳素、蛋白肽和钙质的报道。

因此，充分利用虾蟹壳中钙质、蛋白质和甲壳素，开发设计高效率、低污染、低成本的综合利用工艺路线，生产醋酸钙、可溶性蛋白肽粉和甲壳素等高附加值产品，是虾蟹壳综合利用领域的重要发展方向，具有重要的经济、社会和环境效益，相关技术必将展现广阔的市场应用前景。

发明内容