小龙虾副产物综合利用研究进展-食品资源开发研究进展结课作业
食品加工副产物的综合利用研究
食品加工副产物的综合利用研究食品加工是人类满足口腹之欲的重要方式之一。
然而,纵观整个食品加工生产链,我们会发现加工过程中会产生大量的副产物。
这些副产物通常不具备直接食用的特点,但却蕴含着丰富的营养价值和经济价值。
因此,研究如何综合利用这些副产物,既能提高资源利用效率,又能促进环境可持续发展,成为当今食品科学研究的热点之一。
首先,食品加工副产物的综合利用可以从环保角度出发。
在传统的食品加工过程中,很多副产物会成为环境的负担。
例如,果皮、鱼鳞、鸡骨等等,这些废弃物的堆积不仅会产生臭味,还会对周围环境造成潜在的污染。
因此,将这些副产物转变为资源,既能减少环境负担,又能提高资源的循环利用率。
比如,果皮可以通过生物发酵转化为有机肥料,鱼鳞可以提取鱼胶原蛋白用于医药和化妆品行业,鸡骨可以作为动物饲料等等,这些都能够在绿色发展的背景下促进食品产业的可持续发展。
其次,食品加工副产物的综合利用可以从经济角度出发。
随着人口的增长和消费者对食品品质和营养的要求提高,对资源的需求也水涨船高,资源紧缺问题愈发突出。
而利用食品加工副产物,不仅可以降低食品加工成本,还可以开辟新的经济增长点。
例如,豆腐渣可以制作成豆腐干、豆腐皮等多种食品,果皮可以提取果胶和果蔬汁,玉米秸秆可以生产生态环保板材等等,这些产品不仅可以满足消费者多样化的需求,还能创造更多就业机会,推动农村经济的发展。
此外,食品加工副产物的综合利用也与人们的健康息息相关。
现代人们对于食品的安全性和健康价值越来越关注,但食品加工过程中产生的副产物往往被误解为“废弃物”,忽视了其中蕴含的可能对人体有益的营养成分。
例如,葡萄渣中含有丰富的黄酮类物质,具有较强的抗氧化和抗肿瘤活性,番茄皮富含的茄红素有助于预防心血管疾病等等。
因此,通过对食品加工副产物的研究和开发,可利用其中的营养物质制作功能性食品,提高人们的健康水平。
综上所述,食品加工副产物的综合利用是当前食品科学研究的重要课题。
虾类加工副产物制备虾青素的研究进展
的虾 类 总产量 达 2 5 0×1 0 t 以上 , 占世 界 总产 量
的3 7 % 。居 世 界 首 位 。其 中 ,以 虾 仁 为 主 的 加
1 虾 类加 工 副产 物 中虾 青 素 的提 取
当前天 然虾 青素 的提取 来源 主要 有海 洋 甲壳
类 动物 、雨 生红 球藻 等藻类 和红 法夫 酵母 等微生
素 J ,或是如虾 、蟹等 甲壳类海产动物能把摄
取 的类 胡 萝 卜 素 转化 为虾 青素 J 。在 利用 虾类
加 工 副产 物提取 天然 虾青 素 的技 术工 艺 中 ,主要 有利用 虾壳 提取 虾青 素和 通过 甲壳 素生产 废水 提 取 虾青 素两 种方 法 。
1 . 1 利用 虾壳提 取 模 化制 备 天然虾 青 素 的技
术 方法 。
收 稿 日期 :2 0 1 3— 0 8—1 2 资助项 目:福建省属公 益类科研 院所基本科研专项. 作者简 介:胡婷婷 ( 1 9 8 8一) ,女 ,硕士研究生 ,研究方 向 :食 品加工理论 与应用.
其具 有 的显 著抗 氧化性 能 、抗 癌作 用 、预 防动脉
目前 ,从虾 壳 中提取 天然虾 青 素主要 有碱 提 法 、油 溶 法 、有 机 溶 剂 法 及 超 临 界 C O 萃 取
等 几 种方 法 。
硬化 、维 护 中枢 神 经 系 统 、促 进 生 长 繁 殖 等 功 效[ 2 ] 。因此 ,虾 青 素 在 高 级 营 养 保 健 品 、医 药
工创 造 了 巨大 的经 济效 益 ,但加 工过 程 中产生 的 大量 虾头 、虾 壳 、虾尾 等 副产物 未得 到有 效 的高 值化 利 用 。近年来 ,关 于来 源 于虾类 的 虾青素 研
虾废料综合利用的研究
中山大学学报论丛S UPP LEMENT TO THE JOURNAL 1996年 第2期OF SUN YATSEN UNIVERSIT Y No.2 1996 虾废料综合利用的研究林远声 林 青 吴剑锋(中山大学生物化学系,广州510275)摘 要 报导一种综合利用虾废料的方法,虾废料经醇抽提、馏分、理化除杂、热碱处理等步骤,可制成食品添加剂,饲料原料和甲壳素及其衍生物等有用物质.关键词 虾,综合利用分类号 Q599广东地处华南沿海,气候温和,水源充足,水产资源十分丰富,其中虾、蟹等甲壳类水产品占相当大的比例.这些甲壳类水产,除了天然生长外,还有大量的人工养殖,尤其是近年来养虾业发展得更快,为城乡人民提供了丰富的虾资源.虾、蟹在被人们食用或加工处理之后,往往会把富含几丁质的甲壳和蛋白质含量较高的组织物废弃.这不但会造成环境的污染,且是资源的浪费.目前世界不少国家对虾废料已引起了注意和重视,进行了这方面的研究工作[1].我国对虾加工的厂(场)不少,但比较分散,且能综合利用的不多.为了充分利用资源和减少环境污染,我们进行了虾废料综合利用的研究,试图探索一些适合我国实际的新工艺.1 材料与方法1.1 材 料虾废料,广州大捷水产公司提供及市场购买.仪器设备,回流抽提装置及常规实验室设备.1.2 方 法(1)虾香液的制备:将虾废料洗净、称重,加入乙醇蒸馏,收集前馏分液.继而回流抽提一段时间后,改为减压蒸馏回收乙醇,剩余物过滤,滤液与前馏分液合并即为具有强烈虾香味的虾香液.(2)甲壳素及其衍生物的制备:上述提取后的残渣用水煮,分离出虾壳,然后经酸碱适当处理,除去盐分、蛋白质和脂肪等物质,再经精制、脱色等工序,便可得到甲壳:1992-08-091收稿日期 林远声,男,5岁,副教授素.甲壳素经不同方法处理可得到各种甲壳素的衍生物.(3)虾粉的制备:分离虾壳后的残留物,经浓缩、干燥和磨碎便得到虾粉.(4)成分测定:按常规测定方法进行[2,3].2 结 果(1)虾废料经初处理后得各种成分数量(表1).表1 虾废料初处理得各种成分表Tab.1 Various components of prawn's wastes成分虾废料前馏分液滤液虾粉虾壳(g)(mL)(mL)(g)(g)1200151302013.922001812225 6.732001612723 6.3 注:虾废料为湿重,虾粉和虾壳为干重(2)虾粉中各营养成分的含量(表2).表2 虾粉中各营养成分含量表Tab.2 Various nutrient components of prawn's powder项目蛋白质脂肪钙磷粗纤维灰分无氮浸出物136.90.514.33.020.020.515.8239.90.723.52.513.516.823.6340.00.653.22.613.015.026.3平均值38.930.633.672.7015.5017.4321.90秘鲁鱼粉60.59.53.92.714.4(3)本法制得脱乙酰甲壳素的收率(表3).表3 脱乙酰甲壳素的收率情况表Tab.3 The collective effect of chitosan项目虾壳(g)脱乙酰甲壳素(g)收率(%)12515.963.622516.264.832515.662.4平均值2515.963.6 ()本法制得的脱乙酰甲壳素的红外光谱图(见图)43第2期 林远声等:虾废料综合利用的研究 41.图1 脱乙酰甲壳素的红外光谱图Fig .1The I R picture of chitosan3 讨 论(1)经本实验方法处理后所得的前馏分液和滤液具有较浓郁的虾香味,尤其是前者香味更甚.二者适当混合后即可成为天然的虾香液(或叫虾味素、虾油),可以作为食品添加剂.在酱油中加入3%左右,可配成虾香酱油;或以本品(虾香液)∶味精∶食盐=5∶5∶90比例可配成味道鲜美的虾味汤料.虾味液可广泛应用于食品行业.(2)从表2可以看出,由于各批次所取虾废料的各种废弃成分(如虾头、虾壳、虾肠、虾碎)比例不同,而使制得的虾粉中的各种营养成分略有差异,但其含量均比较接近,且都以低脂肪含量为其显著特点.(3)本法制得的虾粉经与进口饲料———秘鲁鱼粉比较,除蛋白质和脂肪外,其余成分均十分接近或相同(见表2).其实虾粉中蛋白质成分的含量已达40%,这也并不算低,足可以用作天然饲料,或人工合成饲料的添加剂.尤其是低脂肪含量,更是一种良好的动物蛋白饲料.主要是由于高脂肪,易发生酸败而变质,从而降低其保存期限;且高脂肪也会降低禽畜的适口性,而减低食欲.因此,本法制得的虾粉完全可用作饲料或饲料的添加剂,这具有一定的应用价值,可为饲料工业开辟一条新的资源途径.(4)从上结果(表3和红外光谱图)可见,本法从虾废料(虾壳)制备甲壳素及其衍生物是可行的.不仅其收得率较高,且产品的红外光谱图与文献报导相符,说明其产量和质量是符合要求的,具有一定的实用价值.(5)本实验为虾废料的综合利用探讨了一种切实可行的新工艺,所需设备简单、成本低、加工规模可大可小,且有广阔的市场既可为企业提高经济效益,又可解决加工后的虾废料对环境污染,收到较好的社会效益44 中山大学学报论丛 1996年..参考文献1美国专利第4195175号;4505936号;3906112号2林鼎,刘永坚.鱼类营养实验指导.广州:中山大学出版社3杨诗兴主编.饲料营养价值评定方法.兰州:甘肃人民出版社4商业部饲料局编,配合饲料.北京:中国商业出版社Study on the Comprehensive Using of the Prawn ′s WastesLin Yuansheng Lin Qing Wu J ianfengA bstr act This paper presents a method on the comprehensive using of the prawan'swastes.The prawn's wastes were treated with proper method.They could be made some useful matter as the food's supplment the raw materials of animal feed (fodder)chitosan and it's derivatives.Keywo rds prawn ,comprechensive using45第2期 林远声等:虾废料综合利用的研究 D f B y,Z U y ,G z 55epartment o iochemistr hongshan niversit uang hou 1027。
虾副产物的综合利用
建设》 等项 目, 完成《 大豆副产物 的利用研究》《 、功能性天然色素的提取 与纯化》《 、猪血资源综 合利用》 的
料、 纺织工业 中的 固定剂 、 浆料 、 品工业澄清剂等 ; 医疗 上用 来制造 医用缝合 线及人造 皮肤 食 在
等; 环境保 护 中可用来 螯合重金属 离子及放射 性元素 ; 农业 方面 , 长效 、 在 在 是 高效农药 的成分
之一 。 可 作 配 合 饲 料 的黏 合 剂 。 还
虾青素最重要 的特 性在 于它 的超 强抗 氧化性。正常情况 下 , 内的氧化反应受到 良好 的调 体 节和控制 。但 当这种调 节被破坏 , 机体 内产 生过多 自由基 时 , 会发 生过氧化反应 , 就 导致氨基 酸 氧化 、 白质的 降解 以及 D A的损伤 等 多种 细胞损 害 , 蛋 N 最终 引起 蛋 白质变性 , 使机体 免疫 力
虾 副 产物 的 综合 利 用
赵 丽
( 天津市 食 品研究所 , 津 3 10 天 0 69)
随着 养 殖 业 的迅 速 发 展 , 国大 陆每 年 剔 除 的 虾 头 约 1  ̄ . 吨 , 中 大 部 分 被 用 于 生 产 我 . 20万 5 其
箭料 。 大大地降低了虾头、 虾壳的利用价值。 实际上 , 虾头、 虾壳中蛋白质丰富 。 氨基酸种类齐全,
物 D 氨基葡萄糖盐酸盐的原 料 , 一 同时 甲壳素也是获得壳聚糖的原料。甲壳素初级产 品每吨的价 瞳是 4 万元 以上 , 纯度越高 , 价格越高。 如果N r u 出壳聚糖 , s备 可使价格成倍提高 。 从虾壳 中提
驭的 甲壳素在食 品 中可作 为增稠剂 、 稳定剂而应 用于油脂 、 饮料 、 酱类等 ; 在工 业上可做 防水涂
小龙虾资源综合利用研究进展
小龙虾资源综合利用研究进展
小龙虾是一种高蛋白、低脂肪的水产资源,由于其肉质鲜美,受到越来越多消费者
的喜爱。
在养殖、加工与销售过程中,小龙虾所产生的尾部、膏脂、壳和头等各部分均
有不同程度的利用价值。
近年来,小龙虾的资源综合利用备受关注,不仅可以提高小龙
虾资源的利用率,而且还能创造巨大的经济效益和环境效益。
小龙虾尾部是小龙虾的主要产品之一,也是小龙虾资源利用的核心。
小龙虾尾部肉
质鲜美,不仅可以用于餐饮业,还可以制成各种小龙虾制品。
同时,小龙虾尾部内外壳
还能用于生产糖、酒精、蛋白质等,并能制成饲料和水产育种的提取物。
小龙虾膏脂是一种高脂肪、高蛋白的产品,其所含有的不饱和脂肪酸、磷脂和胆固
醇等物质对人体健康具有积极作用。
因此,小龙虾膏脂的综合利用具有广泛的前景,可
以作为高档调味品、保健品和药品的原料,还能用于生产化妆品和皮革制品。
小龙虾壳含有丰富的胶质、蛋白质和矿物质等,可以通过酸解、酶解和生物降解等
方法提取出多种有机物和无机盐,如盐酸、硫酸、氢氧化钠、碳酸钙等。
这些物质对于
生物医药、环保等领域的研究具有重要的意义,可以帮助减少自然资源浪费,提高自然
资源的利用率。
小龙虾头含有丰富的蛋白质、生物活性物质和营养成分,主要用于生产饲料、肥料、维生素等。
同时,小龙虾头还可以用于生产饵料、提取物和食品等,其营养价值和药用
价值也逐渐被人们所认识和接受。
小龙虾及其副产物加工利用研究进展
第1期(总第519期) 2021年1月农产品加工Farm Products ProcessingNo.1Jan.文章编号:1671-9646 (2021) 01a-0060-04小龙虾及其副产物加工利用研究进展徐文思以3,李柏花w,3,张梦媛u,3,*杨祺福w,3,杨品红u,3,周顺祥4 (1.湖南文理学院生命与环境科学学院,湖南常德415000; 2.水产高效健康生产湖南省协同创新中心,湖南常德415000;3.环洞庭湖水产健康养殖及加工湖南省重点实验室,湖南常德415000;4.顺祥食品有限公司,湖南益阳413200)摘要:为了更好地实现小龙虾产业的升级发展,为后续相关科研工作提供参考。
分别从小龙虾加工技术及副产物利 用2个方面总结现阶段小龙虾精深加工的研究进展,同时也为小龙虾精深加工产业发展提供了建议,展望未来小龙 虾精深加工产业的发展方向。
关键词:小龙虾;副产物;加工利用;研究进展中图分类号:TS254.9 文献标志码: A doi:10.16693/ki.l671-9646(X).2021.01.016Research Progress on Processing and Utilization of Crayfish and its By-products XU Wensi1A3,I I Baihua1-2-3,ZHANG Mengyuan1'2'3,*YANG Qifu1A3,YANG Pinhong1A3,ZHOU Shumdang4(1. College of Life and Environmental Sciences,Hu'nan University of Arts and Science,Changde,Hu'nan 415000,China;2. Hu'nan Provincial Collaborative Innovation Center for Efficient and Health Production of Fisheries,Changde,Hu'nan415000,China; 3. Hu'nan Provincial Key Laboratory for Health Aquaculture and Product Processing in Dongting Lake Area,Changde,Hu'nan 415000,China; 4. Shunxiang Food Co.,Ltd.,Yiyang,Hu'nan 413200,China) Abstract:In order to realize the upgrade and development of the crayfish industry,provide a reference for the subsequent related scientific research. This review summarized the recent research progress on crayfish profound processing in terms of crayfish processing technology and by-products utilization,respectively. The suggestions for the development of crayfish profound processing were provided,and the direction for the future development of crayfish profound processing was looked ahead.Key words:crayfish; by-products; processing and utilization; research progress小龙虾(Crayfish),学名克氏原養虾(Procam- borusclorkii),隶属于甲壳类动物,是淡水虾中个体 较大的虾类。
小龙虾副产物中钙的提取条件研究
中图分 类号 : T S 2 0 9 文献标 识码 :A
S t u d y o n t h e e x t r a c t i o n c o n d i t i o n o f c a l c i u m f r O m r e d s wa mp c r a y f i s h wa s t e
Ab s t r a c t : T h i s p a p e r s t u d i e d p r o c e s s c o n d i t i o n s o f a c i d e x t r a c t i o n o f c a l c i u m f r o m r e d s w a mp c r a y is f h w a s t e ,
北、 江苏 、 江西 、 安徽等长江中下游各省市。虾头和 虾壳是小 龙虾 的主要 副产物 , 占虾 体重 的 7 0 %一
8 0 % , 含 有 丰 富 的 蛋 白质 、 钙 和 其 他 营 养 素 。 虾头和虾 壳 中的钙 , 是 一 种 很 好 的 钙 源 。 张 祥 刚 等 对南 美 白对 虾化 学 成 分进 行 测定 , 其 中虾 头 中 钙 为干 重 的 6 . 8 2 %, 虾 壳 中钙为 干重 的 1 9 . 6 % 。传 统 脱钙 方法 是使 用 强 酸 , 如盐酸 、 硫酸等 , 不 仅 破 坏
钙是人体骨骼发育的基本原料 , 可参与各种生 理功能和代谢 过程 , 对维 护机体健康有 重要作用。 缺钙会造成人体生理障碍 , 进而引发一系列疾病 , 牛
水产品加工副产物的综合利用技术研究
—
I 中 外 食 品
— — —— — — — — 一
0
。 J 工 业
学 术 研 究
水产 品加工副产物 的综合利用技术研究
沈 君
( 山东东方海洋科技 股份 有限公司 山东烟 台 2 6 4 0 0 3 )
摘要 : 我 国是世界 上水 产品 比较丰 富的 国家, 同时也是 水产品的 消费大 国。 每 年都会 生产大量的 水产品加工副 产物 , 为了 提 升加 工 速 度 , 要 求在 实践 中对 水 产 品 的 类 型 有 一 定 的 了 解 , 并 根 据 实 际情 况 确 定 综 合 利 用技 术 。 随 着社 会 经 济 的 不 断发 展 , 如 何 提 升 副 产物 的 利 用 效率 , 减 少 对 环 境 的 污 染 是摆 在 管 理 者 面 前 的重 要 难 题 。 本 文将 以 当前 水 产 品 加 工 副 产物 的 应 用 现 状 为研 究 点 , 对综 合性 利 用技 术进 行详 细 的分析 。 关键词: 水 产 品加 工 副 产 物 综 合 利 用技 术 中图分类号: T S 2 5 4 . 5 文献标识码: A 文章编 号: l 6 7 2 . 5 3 3 6 ( 2 0 1 5) o 2 — 0 0 8 7 一 O 1
1 1以 综 合 性 利 用 为 主
当前 水 产 品 加 工 副产 物 的 种 类 趋 于 多样 性 , 按 照 原有 的发 展趋势 , 其 涉及 到鱼 类 、 鱼 油 和 鱼 蛋 白领 域 , 随着 应用 技 术 的不 断调整 , 逐渐转移到胶原蛋 白、 明 胶及 矿 物 提 取 等 方 面 。 科 学 技 术 的不 断 发 展 , 人 们 对 生 物 化 学 和 其 他化 学 技 术 进 行 研 究 , 研 制 出大 批 量 的 综 合 利用 产 品 。 综 合 性 利 用是 当前 水 产 品加 工 副 产 物 的 发展 趋 势 , 因 此 在 实 践 中需 要 明确 发展 措 施 , 按 照 既 定 的应用模式和程序对其进行利用…。
食品加工副产物的综合利用技术研究
食品加工副产物的综合利用技术研究随着食品加工业的发展,越来越多的副产物会产生。
这些副产物在传统上通常被视为废弃物,对环境构成威胁。
然而,随着对可持续发展和资源利用的关注增加,研究开发食品加工副产物的综合利用技术变得愈发重要。
本文将探讨一些目前应用于食品副产品综合利用方面的技术。
1. 生物转化技术生物转化技术利用微生物和酶的作用,将食品副产物转化为有用的物质。
例如,大豆渣可以通过发酵过程转化为味噌。
此外,食品加工剩余物也可以作为生物肥料,为农业提供养分。
这种利用技术具有环境友好、资源节约的特点。
2. 化学转化技术化学转化技术是通过改变食品副产物的分子结构,使其具备新的应用价值。
一个例子是将废弃果皮转化为柠檬酸。
柠檬酸广泛用于食品和饮料工业作为添加剂。
此外,废弃物中的蛋白质、多糖和脂肪等可以通过化学转化技术,制备新型食品原料或功能性成分,拓宽副产物的应用范围。
3. 物理处理技术物理处理技术是通过改变食品副产物的物理状态或形状来利用其价值。
例如,通过干燥或浓缩等手段,将鲜果蔬制成粉末或浓缩汁。
这种处理方式使得食品副产物更容易运输、储存,并延长了其保质期。
此外,物理处理还可以改变食品副产物的结构,提高其功能性,如将副产物中的蛋白质纤维化,用于制备肉制品。
4. 热处理技术热处理技术在食品副产物的综合利用中是一种常见的方法。
通过高温处理,食品副产物可以被用来生产生物质燃料。
例如,利用厨余垃圾制取沼气。
同时,热处理还可以改善食品副产物中的感官特性。
例如,一些苦味的副产物可以通过热处理转化为食品添加剂或香精。
5. 高值化利用技术高值化利用技术是将食品副产物转化为高附加值产品。
一些食品副产物中含有丰富的活性成分,如多酚、抗氧化物、脂肪酸等。
利用分离纯化技术,将这些活性成分提取和生产,制备功能性食品或药物。
例如,葡萄渣中的多酚被提取用于生产保健品。
综合利用食品加工副产物的技术多种多样,涵盖了各个方面。
这些技术不仅可以提供新型的食品原料和功能性成分,还可以减少废弃物的产生,实现资源的有效利用。
小龙虾虾壳副产物制备甲壳素的研究进展
2020年第2期加工与赃藏Cs 川恋业科415KHUMI AERKUUnjMl.SCIENCE AND TKHNCUW-小龙虾虾壳副产物制备甲壳素的研究进展母运龙1,张鳖*,张龙翼1,柯欢1,郭添荣▽,李慧1(1成都大学肉类加工四川省重点实验室,四川成都610106;2.成都市食品药品检验研究院,四川成都610000)摘 要:我国的小龙虾养殖量逐年增加,2018年养殖量剧增至160万t 。
小龙虾的可食部分仅占体重的30%,食用小龙虾会产生大量虾壳等副产物。
这些副产物具有较好的潜在利用价值。
为了更好地综合利用小龙虾消费产生的大量副产物,本文以虾壳为例, 主要对利用虾壳制备甲壳素的方法(酸碱法、微生物发酵法、离子液体提取法,以及儿种新兴的预处理提取方法)进行了综合比较,并分析了小龙虾壳制备甲壳素过程中存在的问题,指出了我国小龙虾虾壳制备甲壳素工业化生产的发展方向,以期为小龙虾消费产生的副产物的综合利用提供参考。
关键词:小龙虾壳;甲壳素;制备方法;微生物发酵法;离子液体提取法小龙虾,学名克氏原螯虾,是一种高蛋白、低脂 肪、低胆固醇的营养食品⑴。
2018年全国的小龙虾养殖量达163. 8万1凶。
小龙虾可食用部分约占体重的30%,其余的70%主要是副产物虾头和虾壳。
消费这些小龙虾会产生小龙虾副产物114.6万t,如 此多的副产物,如果不能得到有效利用,不仅会带来 环境污染问题,而且是对生物资源的极大浪费。
小 龙虾的虾头和虾壳中含有大量的甲壳素,具有良好的回收再利用价值。
甲壳素在食品、化妆品和生物医学等领域具有 很好的潜在应用价值⑶。
在食品中,甲壳素可作增稠剂、抗氧化剂和抗菌剂等;在化妆品中,甲壳素和 抗氧化成分结合,可用于防止太阳辐射;在工业上, 甲壳素可用于高强度生物材料。
低分子甲壳素对某些特定的肿瘤细胞或细菌菌株具有很强的抗菌活 性,可作为潜在药物成分和药物载体⑷,也可将其制成手术缝合线或止血材料。
小龙虾的综合开发与加工综述
2018.3由于小龙虾味道鲜美、营养丰富,市场俏销、售价不菲,近几年来我国小龙虾稻田养殖已形成大规模发展,许多人士担心会出现产能过剩,产业走向衰退,我们认为在近期内不会出现过剩危机,因为小龙虾不仅仅是人们最爱、老少咸宜的美食,而且其用途广泛、功能多样,更具有综合开发与广泛利用的价值前景。
一、小龙虾可提取甲壳素1.什么是甲壳素甲壳素(Chitin)又名甲壳质、几丁质、壳多糖、壳蛋白,是自然界第二大丰富的生物聚合物,仅次于植物纤维。
最早是由法国科学家布拉克诺(Braconno)1811年首先从真菌蘑菇中提取到一种类似于植物纤维的六碳糖聚合体。
甲壳素其实是甲壳动物(虾蟹类)外骨骼和真菌类(蘑菇等)细胞壁的重要构成成分,但在昆虫外壳、藻类细胞、贝类和软体动物(如乌贼、鱿鱼等)的外壳和软骨中也发现存在甲壳素。
经化学结构分析,甲壳素是自然界中人类迄今为止发现的唯一带正电荷阳离子基团的一种天然高分子聚合物,也是糖类中唯一的碱性多糖,属于直链氨基多糖,其学名为(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖,分子式为(C 8H 13NO 5)n,单体之间以β(1→4)糖苷键连接,分子量一般在106左右,理论含氮量6.9%,被认为是自然界中唯一含氮量最高的天然资源。
其分子结构特点为:氧原子将每个碳原子的糖环连接到下一个糖环上,侧基团“挂”在这些环上。
甲壳素分子化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常相似,所不同的是,若把组成纤维素的单个分子——葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基(OH)换成乙酰氨基(NHCOH 3),这样纤维素就变成了甲壳素,从这个意义上讲,甲壳素可以说是一种可食性的动物性纤维。
甲壳素有α、β、γ三种晶型,其中α-甲壳素的存在最丰富,也最稳定。
由于大分子间强的氢键作用,导致甲壳素成为保护生物的一种结构物质,结晶构造坚固,一般不熔化,不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂和酸碱,仅仅溶于浓盐酸、磷酸、硫酸、乙酸等,其化学性质非常稳定。
小龙虾资源综合利用研究进展
小龙虾资源综合利用研究进展作者:赵祥杰朱雨杨荣玲来源:《农业与技术》2019年第05期摘要:近年来,随着小龙虾产业的不断壮大和其加工技术的不断发展,小龙虾加工产业链不断延伸,越来越多新产品不断开发。
同时,鲜食小龙虾的庞大市场需求,也带来副产物资源的高效利用问题。
本文介绍了当前小龙虾新产品开发及副产物资源的增值加工利用现状,并对小龙虾加工产业发展进行思考并提出建议。
关键词:小龙虾;综合利用;产品开发;进展中图分类号:F3034文献标识码:ADOI:1019754/jnyyjs20190315010小龙虾,学名克氏原螯虾,是一种淡水水产,食性较杂,生长速度快,适应能力强,因此深受广大养殖户喜爱,近年来在我国长江流域得到大范围养殖,其中江苏省和湖北省两地小龙虾产业发展势头最为迅猛,盱眙小龙虾和潜江小龙虾享有较高知名度。
小龙虾肉质鲜美,营养价值较高,目前以鲜食为主,由于其虾壳、虾头等副产物所占比重较多,所以大量的小龙虾副产物被弃置,带来了环境污染与资源浪费的后果。
若能对其进一步加工处理,可以用于制备多糖、虾青素、蛋白质等,在食品、轻工、医药、环保、农业等多个行业具有较高的利用价值。
1小龙虾的营养价值11虾肉的营养价值小龙虾的主要可食部位是其虾肉,肉质中富含多种微量元素,如锌、铁、锰等,均比同类的海虾和河虾高,同时含有一定的硒,具有提高机体免疫和抗病作用[1]。
12虾头的营养价值虾头是小龙虾的非可食部位,其头部含有丰富的虾青素、蛋白质、氨基酸等。
其中粗蛋白含有必需的氨基酸4533%,与牛奶中必需氨基酸(4659%)极为接近,是极好的蛋白质来源[2]。
13虾壳的营养价值虾壳也是小龙虾的重要副产物,虾壳中的营养成分含量较多,如粗蛋白含量超过13%,此外还含有一定的功能性成分,如10%~15%的甲壳质和7%以上的壳聚糖[3]。
同时发现,虾壳中的钙含量较高,是目前天然的优质钙源之一[4]。
2小龙虾的加工现状小龙虾经过产品加工后,主要有虾仁、虾尾、整只的原味虾以及调味龙虾等产品,目前对其加工方式的研究和应用也从单一的初加工步入精细加工阶段。
小龙虾资源综合利用研究进展
小龙虾资源综合利用研究进展小龙虾,又称“樱桃虾”、“毛虾”、“河虾”等,是一种体型小巧可爱的淡水小型甲壳动物,是中国南方地区的一种重要水产资源。
近年来,随着人们对食品安全和健康的关注度不断提高,小龙虾逐渐成为了备受关注的研究热点。
而小龙虾资源的综合利用也愈发引起学术界和产业界的关注,为了更好地发挥小龙虾资源的价值,科研人员和企业家们在小龙虾资源综合利用研究上取得了一系列进展。
一、小龙虾资源的特点小龙虾具有高蛋白、低脂肪、低胆固醇和丰富的微量元素等营养成分,故被誉为"水中珍品"。
并且小龙虾蛋白质含量高达20%以上,脂肪含量较低,而且富含多种氨基酸。
小龙虾还含有丰富的抗氧化物质,如虾青素等。
虾青素是一种强力的抗氧化剂,能够清除体内的自由基,减缓衰老和细胞损伤,具有很好的保健功效。
由于小龙虾的这些优点,被广泛用于食品加工、保健品开发、医药和生物工程等领域。
(一)小龙虾食品加工1.小龙虾干制品2.小龙虾罐头小龙虾罐头是一种方便食品,具有便携、易保存、易烹调的特点。
近年来,小龙虾罐头逐渐受到了越来越多消费者的喜爱。
研究人员以新鲜小龙虾为原料,经过清洗、煮熟、装罐、密封、巴氏杀菌等工艺制作而成。
小龙虾罐头以其鲜美爽口的口感和丰富的营养成分,成为了休闲食品、礼品和旅游食品的首选。
(二)小龙虾养殖废弃物资源化利用小龙虾的养殖废弃物主要包括虾壳、虾头、虾尾等。
这些废弃物富含蛋白质、脂肪和氨基酸等营养成分,具有很高的综合利用价值。
研究人员对小龙虾养殖废弃物进行了深入研究,利用专业的生物技术手段,从小龙虾废弃物中提取蛋白质、虾胶、虾壳素等多种有益成分,再进一步开发成为功能性食品添加剂、化妆品原料和医疗保健品等产品。
(三)小龙虾产业链的延伸小龙虾的产业链不仅仅局限于小龙虾本身,还涉及到了相关领域的进一步延伸。
小龙虾养殖所产生的粪便和残饵料,可以作为优质有机肥料,应用在农作物栽培中,促进了农业资源的综合利用和农业生态的可持续发展。
食品工业副产物的综合利用与资源化研究
食品工业副产物的综合利用与资源化研究随着社会结构的变化和人们生活水平的提升,食品工业也迅速发展。
然而,食品工业所带来的不仅仅是美食的享受,更是大量的副产物和废弃物。
这些副产物往往含有丰富的营养成分,如果能够得到有效的综合利用和资源化处理,不仅可以减少环境负担,还可以为社会创造更多的经济价值。
首先,食品工业副产物的综合利用可以带来环保效益。
当前,全球环境污染日益加剧,其中一大原因就是工业废弃物的排放和处理不当。
食品工业副产物的大量排出严重加重了环境的负担。
然而,这些副产物往往具有高水含量和腐败性,直接处理会造成二次污染。
通过对副产物的分离、提纯和再利用,可以有效地降低环境污染风险,减少废弃物的产生。
其次,食品工业副产物的综合利用有助于资源回收。
不同种类的食品工业副产物中含有的营养成分各不相同,包括蛋白质、脂肪、糖类、维生素等。
这些成分可以通过技术手段进行分离和提纯,并进行二次加工,用于生产其他产品。
以食品废弃物中的蛋白质为例,通过酶解和离心技术可以将其中的蛋白质提取出来,用于生产肥料、饲料、化妆品等。
这种方式不仅可以减少自然资源的消耗,还可以最大限度地利用资源。
此外,食品工业副产物的综合利用也为社会经济带来了巨大的潜力。
废弃物处理和资源回收不仅可以减少企业的生产成本,还可以创造更多的经济价值。
例如,通过对废弃物进行发酵处理可以生产生物质能源,实现能源的循环利用。
此外,食品工业副产物的综合利用可以促进农村经济的发展。
废弃物中的有机物质可以作为农家肥料,提高土壤的肥力,增加农作物的产量。
同时,废弃物的再利用也可以为农村居民提供新的经济来源,推动农村经济集约化、现代化的发展。
然而,食品工业副产物的综合利用和资源化研究也面临一些挑战。
首先,技术和设备的限制是一个关键因素。
目前,针对不同种类的食品工业副产物的处理技术不够成熟,设备也比较粗糙,无法实现高效分离和提纯。
其次,市场需求和政策支持也是一个制约因素。
小龙虾壳的资源化及在休闲食品中的应用研发
小龙虾壳的资源化及在休闲食品中的应用研发小龙虾壳的资源化及在休闲食品中的应用研发引言中国是世界上最大的龙虾生产和消费国,每年生产的龙虾数量巨大。
传统上,龙虾壳仅被视为废弃物处理,对环境造成了一定的负担。
然而,近年来随着资源回收利用的重要性不断凸显,人们开始关注如何充分利用龙虾壳的资源价值。
本文将探讨龙虾壳的资源化利用,并重点介绍其在休闲食品中的应用研发。
一、龙虾壳的化学成分龙虾壳主要由蛋白质、多糖、钙质和胆固醇等组成。
其中,壳面含有一定的N-乙酰葡糖胺和胶原蛋白,在制备食品过程中具有一定的黏合性。
此外,龙虾壳中还含有丰富的蛋白质和多糖,具备一定的营养价值。
二、龙虾壳的资源化利用1. 生物质能源:龙虾壳可以通过热解、水解等处理方式,转化为生物质能源,如生物柴油、生物气、生物炭等。
这不仅可以减少对化石燃料的依赖,同时还可以有效减少废弃物的排放。
2. 农业肥料:龙虾壳中含有大量的钙质,可以制成钙肥和有机肥料。
将龙虾壳制成肥料,不仅可以提供土壤所需的养分,还能改善土壤结构,增强土壤保水能力。
3. 生物材料:龙虾壳中的胶原蛋白具有一定的黏合性,可以用于制备生物胶和生物膜等材料。
这些材料在医疗、食品包装等领域具有广阔的应用前景。
4. 医药领域:龙虾壳中的蛋白质和多糖还具有一定的药用价值。
相关研究表明,龙虾壳提取物具有抗氧化、抗菌、降血脂等功效,可以应用于保健品和药物的开发。
三、龙虾壳在休闲食品中的应用研发随着人们生活水平的提高,休闲食品的需求不断增加。
利用龙虾壳在休闲食品中开发出新的产品,既可以满足人们对食品的多样化需求,又可以充分利用龙虾壳资源。
1. 龙虾壳酥饼:将龙虾壳粉碎成粉末,与面粉、糖等原料混合后制成饼干。
这种饼干不仅具有独特的口感,还富含龙虾壳中的蛋白质、多糖等营养成分,具有一定的保健功能。
2. 龙虾壳膨化食品:龙虾壳通过高温处理后膨胀,可以制成类似薯片的休闲食品。
这种食品不仅口感独特,还含有丰富的蛋白质和钙质,对消费者的健康有益。
食品加工副产物资源化利用技术的研究与应用
食品加工副产物资源化利用技术的研究与应用食品加工副产物一直是我们生活中不可避免的问题。
废弃物的堆积对环境造成了巨大的压力,同时也浪费了很多潜在的资源。
因此,研究和应用食品加工副产物资源化利用技术具有重要意义。
本文将探讨该技术的研究和应用,以及对环境和经济的积极影响。
首先,我们需要了解什么是食品加工副产物。
简单来说,食品加工副产物是指在食品生产和加工过程中产生的废弃物,如果皮、骨头、蔬菜根茎和谷物渣等。
这些副产物通常被视为垃圾,但实际上它们富含营养物质和其他有用成分。
因此,通过合适的技术处理和利用,这些副产物可以成为具有经济价值的资源。
一种常见的食品加工副产物资源化利用技术是生物转化。
生物转化利用了微生物的能力来将废弃物转化为有用的物质。
例如,利用特定的菌株和发酵过程,果皮可以被转化为有机酸。
这些有机酸可以用于食品添加剂、化肥和药物等生产中。
此外,动物骨头和谷物渣也可通过微生物进行降解和转化,产生有机肥料和动物饲料等。
除了生物转化,物理和化学方法也被广泛应用于食品加工副产物资源化利用中。
物理方法主要包括浓缩、干燥和筛选等过程。
通过浓缩,副产物中的有价值成分可以集中到一起,方便后续处理。
干燥则可以延长副产物的保鲜期,并减少其体积,便于存储和运输。
筛选则能够分离出副产物中的不同成分,使得每种成分都能得到合理利用。
化学方法则主要包括提取和转化。
通过提取过程,可以从副产物中分离出有价值的化合物,如多酚等。
这些化合物具有抗氧化、抗炎和抗菌等活性,可以应用于食品、药物和化妆品等领域。
转化过程则是将副产物中的化合物转化为其他化合物,以获得更高的经济价值。
例如,谷物渣可以通过转化反应制备生物塑料和生物燃料等。
食品加工副产物资源化利用技术在环境和经济层面上都具有积极影响。
首先,它可以减少废弃物对环境带来的负面影响。
通过资源化利用,减少了废弃物的堆积,降低了对土壤和水源的污染。
其次,该技术可以提供新的经济机会。
副产物转化成的有用物质可以成为新的商品,为相关企业带来利润和就业机会。
食品加工副产物的利用与资源化研究
食品加工副产物的利用与资源化研究食品加工工业是现代社会中不可或缺的重要产业之一。
然而,随着人们对健康和环境的关注日益增长,食品加工副产物对于环境污染和资源浪费的影响也引起了广泛的关注。
因此,研究食品加工副产物的利用与资源化成为了一个迫切的课题。
一、食品加工副产物的潜在价值食品加工过程中产生的副产物往往含有丰富的营养成分和生物活性物质。
这些副产物如果得到合理利用,不仅可以减少环境污染,还可以开发出高附加值的产品。
例如,从果蔬加工过程中产生的果皮、果渣等可以用于生产果蔬酸、果胶等功能性食品成分;从谷物加工过程中产生的糠醛等可以制成饲料和生物燃料;从畜禽加工过程中产生的骨头、内脏等可以制成骨粉、蛋白粉等农业肥料。
二、食品加工副产物的利用技术研究为了高效利用食品加工副产物,需要开发出相应的利用技术。
目前,主要的利用技术包括生物技术、化学技术和物理技术等。
1. 生物技术生物技术是指利用生物体或其组织、细胞等作为媒介进行加工和利用。
例如,可以利用微生物发酵的方法将废弃的果蔬转化为富含纤维素酶和果胶酶的发酵液,用于果胶的提取和纤维素的酶解;还可以利用微生物进行废水处理,将有机物分解为无害的物质。
2. 化学技术化学技术是指利用化学反应进行加工和利用。
例如,可以利用酸碱法、超临界流体萃取等方法提取食品加工副产物中的有用成分;还可以利用化学反应将食品加工副产物转化为有机肥料、生物燃料等。
3. 物理技术物理技术是指利用物理力学原理进行加工和利用。
例如,可以利用纳米过滤膜、超滤膜等技术将食品加工副产物中的有用成分分离和浓缩;还可以利用超高压技术将食品加工副产物压缩成高能量密度的固体燃料。
三、食品加工副产物的资源化利用案例1. 果蔬加工副产物的资源化利用果蔬加工过程中产生的果皮、果渣等副产物可以进行果胶提取和纤维素酶解等处理,得到高价值的果胶产品和纤维素衍生物。
同时,果蔬加工副产物还可以用于生物质能源的生产,制成果蔬酸和果胶葡萄糖酸等功能性食品成分,以及生物活性多糖、抗氧化物等。
小龙虾实验报告
利用小龙虾副产品制备新型调味料一、实验目的意义:龙虾副产品营养价值十分丰富,尤其蛋白质、钙含量非常高,是调味品开发的优质资源。
利用龙虾副产品,经不同的加工方法可以制成各种各样的调味品。
“味”是中国菜肴的灵魂,有人说,欧洲人是用鼻子享受美食,日本人是用眼睛享受美食,唯有中国人是用舌头品尝菜肴的美味,利用龙虾副产品加工调味料,市场潜力十分巨大。
龙虾调味品的开发生产,有利于龙虾加工副产品的综合利用,延伸龙虾的产业链,促进龙虾产业化发展;有利于充分利用龙虾的副产品,变废为宝,减少环境污染;有利于丰富天然调味品市场,满足消费者需求;有利于龙虾的增值,增加虾农的收入;有利于促进地方经济的发展。
因此,利用龙虾副产品开发生产调味品有着重要的社会意义、经济意义和环保意义,符合社会的发展要求。
本实验旨在利用小龙虾副产品制备新型调味料------虾味香精,其营养丰富,风味独特,天然且具有保健功能。
传统的调味料生产周期长,盐含量高,受到天气地域限制,成本昂贵,脂肪含量较高,风味不够饱满。
比之于传统的调味料,虾味香精具有成本低,脂肪含量少,生产周期短,味道更饱满,更逼真于原味等诸多优点。
二、实验原理:1、凯式定氮:蛋白质是含氮的有机化合物。
食品与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。
然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,即为蛋白质含量。
(1).有机物中的胺根在强热和CuSO4,浓H2SO4 作用下,硝化生成(NH4)2SO4反应式为:2NH2+H2S04+2H=(NH4)2S04 (其中CuSO4做催化剂)(2).在凯氏定氮器中与碱作用,通过蒸馏释放出NH3 ,收集于H3BO3 溶液中反应式为:(NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+2H2O+Na2SO42NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O(3). 用已知浓度的H2SO4(或HCI)标准溶液滴定,根据HCI消耗的量计算出氮的含量,然后乘以相应的换算因子,既得蛋白质的含量反应式为:(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO32、茚三酮反应:在加热条件下,氨基酸或肽与茚三酮反应生成紫色(与脯氨酸反应生成红色)化合物的反应。
对虾副产物的综合利用的研究
对虾副产物综合利用的研究摘要: 我国对虾加工业比较发达,对虾在加工过程中会产生大量的虾头及虾壳等副产品,其中含有丰富的营养物质,但综合利用率低,大量的副产物资源未得到有效利用,还导致一定的环境污染。
本文就对虾副产品在食品、化工、医学等方面的综合利用和提取方法作简要概述,促进虾产业的健康发展。
关键词: 虾头壳;综合利用;提取The Comprehensive Utilization of Shrimp by-products Abstract:Shrimp processing industry is developed in China, shrimp in the machining process produces a large number of shrimp head and shells and other by-products, etc, which are rich in nutrients, but comprehensive utilization ratio is low, a large number of by-products resources have not been effective used, also lead to a certain environmental pollution. This article briefly introduced the comprehensive utilization and extraction method of shrimp by-products in food industry, chemical industry, medicine, and other aspects, to promote the healthy development of the shrimp industry.Key words:shrimp head and shells; Comprehensive Utilization; extraction我国对虾产量丰富,随着我国水产养殖业和海洋捕捞业的高速发展,沿海地区人工养殖和海洋捕捞的虾产量不断增加,自2002 年开始,对虾产量居全球第一。
龙虾加工副产品虾头、虾壳在中华鳖日粮中综合利用的开题报告
龙虾加工副产品虾头、虾壳在中华鳖日粮中综合利用的开题报告一、研究背景中华鳖是中国特有的珍稀动物,被列为国家一级保护动物,具有重要的经济和生态价值。
近年来,随着中华鳖养殖业的发展,中华鳖饲料的研究也逐渐引起了人们的关注。
目前,中华鳖饲料主要以生鱼、石斑鱼、泥鳅等为主要原料,但这些饲料的成本较高,且不能完全满足中华鳖的营养需求。
同时,龙虾是一种重要的水产资源,其加工副产品虾头、虾壳含有丰富的蛋白质、氨基酸和矿物质等营养成分,具有广泛的应用价值。
因此,将龙虾加工副产品综合利用于中华鳖饲料中,不仅可以降低中华鳖饲料成本,还可以提高中华鳖的生产效益和经济效益。
二、研究目的本研究旨在探究龙虾加工副产品虾头、虾壳在中华鳖日粮中的综合利用,分析其对中华鳖生长和健康的影响,为龙虾加工副产品的开发和中华鳖饲料的优化提供科学依据。
三、研究内容1.对不同比例的龙虾加工副产品虾头、虾壳和其他饲料原料进行配比,制作中华鳖日粮。
2.通过试验比较不同配比的中华鳖日粮对中华鳖生长和健康的影响,分析虾头、虾壳在中华鳖饲料中的应用效果。
3.采集中华鳖的生长数据和生理指标,分析不同配比饲料对中华鳖体重、体长、营养吸收率、肝脏指数等指标的影响。
4.对中华鳖的发育过程进行观察和记录,观察不同配比饲料对中华鳖生长速度和食欲的影响。
5.利用化学分析方法对饲料和中华鳖体内部分营养成分进行分析,评估虾头、虾壳在中华鳖饲料中的营养价值。
四、研究意义本研究将探索中华鳖日粮中龙虾加工副产品虾头、虾壳的应用效果,为龙虾加工副产品的综合利用提供新思路。
同时,研究将为中华鳖养殖业提供更经济、更实用的饲料方案,提高中华鳖的生产效益和经济效益。
此外,本研究还将分析虾头、虾壳在中华鳖饲料中的营养成分,为中华鳖养殖业提供更科学的饲料营养管理方案,具有重要的理论和实际意义。
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小龙虾副产物综合利用研究进展摘要:传统对小龙虾副产物的利用集中在制备甲壳素方向,常采用酸碱法制备,即酸浸脱钙和碱煮脱蛋白的方法。
但是HCl和NaOH对甲壳素分子链均有损害,而且制备过程消耗的能量高、废弃物对环境污染严重。
目前,清洁生产已经成为各行业的核心问题之一,近年来不少学者使用酶解脱蛋白,有机酸脱钙的方法制备甲壳素,用脱乙酰基酶脱除乙酰基来制备壳聚糖,同时开发专一性壳聚糖酶降解壳聚糖来制备生物活性更高的壳寡糖,不仅避免了强酸强碱的使用,同时可制备虾青素、果酸钙和蛋白粉等副产物,实现了小龙虾副产物的综合利用。
本文对近年来的研究成果进行了综述。
关键词:虾壳;甲壳素;壳聚糖;制备方法research progress of chitin preparation methodsAbstract:Traditional for small lobster by-products of the use of concentration in the preparation of chitin direction, often use soda acid legal provision,Traditional preparation methods of chitin generally uses acid dipping to remove calcium and alkali boiling off the protein. But HCl and NaOH will damage molecular of chitin, meanwhile the waste produce serious environment pollution, and preparation process with high energy consumption. In recent years, Clean production has became the core of chitin industry , scholars use enzymes hydrolysis protein, organic acid instead of hydrochloric acid to preparation chitin, take off acetyl with acetyl enzymes,at the same time, develop specificity enzyme degradation chitosan to preparation the shell sugar of higher biological activity . this will not only avoid the use of strong acid and strong alkali, but also produce astaxanthin, fruit acid calcium and protein powder etc by-products, achieve the comprehensive use of shrimp shells. In this paper, the recent research achievements will be summarized.Key words: shrimp shell; chitin; chitosan; Preparation methods1 甲壳素简介甲壳素是1811年由法国学者布拉克诺(H. Braconnot)发现的,1823年由欧吉尔(A. Odier)从甲壳动物外壳中提取出来,并命名为chitin,译名为几丁质,又名甲壳质、壳多糖,化学名称为β-(1-4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。
甲壳素是一种天然存在的高分子多糖,广泛存在于甲壳类动物如虾、蟹、昆虫的外壳,真菌和植物的细胞壁中。
甲壳素是自然界中存在的仅次于纤维素的第二大类生物材料,被科学界誉为"第六生命要素"、“动物纤维素”。
壳聚糖是甲壳素的脱N-乙酰基的产物,通常情况下,N-乙酰基脱除率在55%以上或者能溶于1%乙酸(或1%盐酸)的甲壳素就可以称为壳聚糖。
而有实用价值的工业壳聚糖,N-乙酰基脱除率要在70%以上。
虾壳和蟹壳是甲壳素的重要来源之一,是一类宝贵的生物资源。
虾壳中甲壳素含量为20 %~25 %,蟹壳中含量为17 %~18 %,其余部分为35 %~50 %的碳酸钙,30 %~40 %的蛋白质以及少量的虾青素[1]。
随着我国人工养殖虾蟹产业的快速发展,虾蟹壳废弃物越来越多,堆放过久就会腐臭,造成环境污染。
从虾蟹壳中提取甲壳素不仅可以提高虾蟹产业的附加值,而且解决了虾蟹壳废弃物处理的问题。
2 甲壳素在虾蟹壳中的存在状态甲壳素在虾、蟹壳中呈纤维状相互交错或无规律的网络结构,平行于壳面分层生长,蛋白质以甲壳素为骨架,沿着甲壳素层以片状生长;无机盐(主要是CaCO3)呈蜂窝状多孔的结晶结构,充填在甲壳素与蛋白质组成的层与层之间的空隙中[2]。
虾青素主要以酯的形式存在,与蛋白质亚基以非共价键结合,或简单地分散在脂蛋白亚基中的脂部分[3]。
Stegemann[4]认为甲壳素与蛋白质分子链中的天门冬氨酸残基和组氨酸残基键合成蛋白聚糖,其稳定性有大有小。
Herzog,Grossmann和Lieflaender[5]认为,这种蛋白聚糖对硫氰酸锂、尿素和无水甲酸比较稳定,但碳色链霉菌蛋白酶和木瓜蛋白酶则可除去大部分蛋白质,无水甲酰胺在140℃或1mol/L NaOH在100℃时可以全部除去蛋白质。
这一点对于制备不带蛋白质的甲壳素或者把蛋白质与甲壳素分离开是非常重要的[2]。
3国内外研究和生产概况虽然甲壳素被发现已有200年的历史,我国甲壳素行业快速发展则是从20世纪90年代开始的。
现如今我国高度重视甲壳素的开发利用,已形成了一定的产业群,并取得了不少技术成果,已经逐渐成为亚洲乃至世界范围内这方面研究的主要力量。
我国甲壳素及其衍生物生产已经初具规模,年产甲壳素及衍生物3~4万吨,产值百亿元以上,涉及领域包括医用材料(抗癌药物、药物载体)、农业(新型农药、功能肥料)、保健食品及美容化装品等各个方面。
目前,美、中、欧盟、日、韩等国家和地区,是甲壳质及其衍生物产品开发制造及消费大户,年需求量超过25万吨。
20世纪80年代以来,全世界范围内掀起了开发、研究甲壳素和壳聚糖的热潮,世界各国都在加大甲壳素、壳聚糖的开发力度。
目前,我国甲壳素生产主要存在以下问题:(1)使用化学法即酸碱法生产,对环境污染严重;(2)很多厂家属于家庭式生产、规模小、竞争力小;(3)生产的产品品种单一、附加值低、效率低。
4 甲壳素及壳聚糖的应用甲壳素以其独特的功能和性质,在废水处理、食品工业、纺织、化工、日用化学品、农业、生物工程和医药等方面具有广泛的用途,其中甲壳素及其衍生物复合物在组织工程、基因载体和药物载体、废水治理、医学和农业应用等方面的研究非常活跃。
其商业产品已经遍布全球,产业渗透性之大、应用领域之广,均已超过其他资源产业。
5 甲壳素的制备目前国内提取甲壳素的大规模厂家一般都设在沿海地区,从生产成本考虑,原料常采用虾壳和蟹壳。
一般都是先用4%~6%稀盐酸浸泡虾壳和蟹壳使得钙、镁等的碳酸盐变成盐酸盐溶于水中,因其主要成分是碳酸钙,故又叫脱钙反应。
壳中的蛋白质含量也很多,常利用其在碱中溶解快而甲壳素在碱中降解小的特点,使用8%~10%的稀碱沸煮来脱去蛋白质。
由于虾壳和蟹壳中还含有少量的虾青素,使虾蟹壳呈红色,用1%高锰酸钾和1%的亚硫酸氢钠浸泡脱色。
经脱钙、脱蛋白和脱色以后的虾壳或蟹壳就是甲壳素。
壳聚糖则是以甲壳素为原料在40%~50%的热烧碱溶液中进行脱乙酰基反应后的产物。
传统的制备甲壳素的方法使用的HCl和NaOH对甲壳素分子链均有损害,而且制备过程耗能高,废弃物对环境污染较严重。
此外,虾壳中约30 %的钙盐、约30 %的蛋白质均未回收利用,既浪费了资源也污染了环境[6]。
清洁生产是甲壳素产业的核心问题之一。
因此,近年来对于甲壳素生产工艺改革的研究成了热门方向。
近年来不少学者用酶解的方法脱除虾壳上的蛋白质,用相对来说比较温和的有机酸浸泡虾壳来脱钙,用脱乙酰基酶来脱去甲壳素的乙酰基,同时寻找可以把壳聚糖降解为聚合度低的壳寡糖的酶类。
这一系列的尝试如果代替现有的工厂生产甲壳素及其衍生物的模式,必将实现甲壳素产业的清洁生产。
现将近年来的一些研究成果表述如下:5.1 蛋白酶在甲壳素提取中的应用碱性蛋白酶水解蛋白质的效果较好,而木瓜蛋白酶除了有水解蛋白质的作用,还可以选择性的切断蛋白质与虾青素的螯合键,有利于虾青素的释放。
虾青素因具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、预防心脑血管疾病等作用而越来越受到人们的重视。
近年来人们对于虾壳中虾青素副产物的提取的研究也逐渐增多。
下面介绍一些使用酶解来脱除蛋白质,获取蛋白质和虾青素副产物的例子。
段杉[7]等利用碱性蛋白酶和风味蛋白酶水解虾壳。
最适宜的水解条件为:温度60℃、固液比1∶10、自然pH 值下,添加4 IU/g碱性蛋白酶,2 h 后添加13~65 IU/g风味蛋白酶,水解5~7 h。
此条件下,水解度达到20.7%,TCA可溶性氮达到42.0 mg/mL,水解液无苦味和腥味,风味良好。
赵仪等[8]利用木瓜蛋白酶水解虾壳,再用丙酮提取虾青素。
最适条件为:温度44.5℃、pH 5.51、加酶量为1.30%、水解时间92.6 min。
在该条件下,湿虾壳总类胡萝卜素释放率为63.059ug/ g,比直接用有机溶剂提取方法释放率提高19.879%。
钱飞[9]等使用的方法和赵仪相同。
通过实验得到的酶解最适条件为:温度48.5℃、pH 5.8、加酶量为2522U/g、水解时间63min。
此条件下,湿虾壳总类胡萝卜素含量为115.76ug/g ,比用酸处理法提取量提高13.82%。
高效液相检测其虾青素质量浓度达到13.06g/ dL。
5.2 有机酸的应用果酸钙是由柠檬酸、苹果酸与钙螯合而成的新型的钙源,口感好,安全无毒,人体吸收率高,可显著改善人体骨密度,同时可促进人体对铁、锌、镁等矿物质的吸收。
它是国际公认的优秀钙源,而我国市场上果酸钙产品还很少,因而把虾壳中的钙转变成果酸钙或者有机钙是一种有意义的尝试。
刘宏超[10]采用柠檬酸和苹果酸来脱除钙离子。
使用摩尔比为2:3的用柠檬酸和苹果酸共6g与5g 脱蛋白后的虾壳混匀,加水120ml,55℃下反应10h,得到果酸钙 2.96g。
提取液中的钙含量为226.89mg/g,并测得果酸钙的溶解度为0.83g/mL水。