[發明專利]一種發酵蝦頭制備活性物質、甲殼素和有機酸鈣的方法

有效

• 申請號: 201310113220.0
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN103224973A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 毛相朝;劉培;林洪;薛長湖
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C12P41/00
• 分類號: C12P41/00;C12P21/06;C12P7/58;C08B37/08;C12R1/10;C12R1/01
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 曾慶國

技術領域

本發明涉及一種利用混合微生物協同發酵技術從蝦頭提取活性物質、甲殼素和有機酸鈣的技術領域。

背景技術

我國對蝦產量高，產品主要以出口為主，而出口產品又以無頭蝦（蝦仁）為主。在生產冷凍蝦仁的過程中，會產生大量的蝦頭和蝦殼等廢棄物（占對蝦質量的30-40%），目前主要被用來生產飼料、調味料和甲殼素，其余部分被直接丟棄。對蝦加工副產物中含有豐富的蛋白質、甲殼素、氨基酸、多酚、礦物質、脂質等成分，直接丟棄既浪費了寶貴的資源，又污染了環境。蝦頭的開發途徑已由于蝦頭營養價值豐富，不斷被人們所認識，世界許多國家都著力開發這一資源。

目前利用蝦頭的主要途徑是直接用于生產甲殼素，而傳統的甲殼素制備方法一般采用高濃度的鹽酸或氫氧化鈉處理原料，脫除其中的礦物質、蛋白質、脂質等雜質，再經脫色而成。這種生產方式不僅產生大量強酸性或強堿性的廢水，嚴重污染環境，而且其中蛋白質、鈣等礦物質均作為雜質被除去，無法利用，同時強酸強堿會破壞產物甲殼素的結構。

現有技術中雖有一些方法可以通過蝦頭的自溶或者加入蛋白酶回收大部分蛋白質，剩余的殘渣再用于生產甲殼素。如公開號CN101129161A的發明是通過自溶反應生產酶解蛋白，同時得到蝦殼粉。但這樣的殘渣中依然保留著絕大部分礦物質、脂類和部分蛋白質，用其生產甲殼素仍然需要采用高濃度的鹽酸或氫氧化鈉處理原料，同樣無法解決污染等問題。又如公開號為CN102643368A的申請，是采用酶解方式分解分離得到蝦肉漿和蛋白質，可得到含多肽的蝦頭提取物；從濾出的殼中提取甲殼素。該方法是利用蛋白酶來水解蝦蛋白，從而斷裂甲殼素與蛋白的結合，以提高甲殼素的回收率。酶解法雖然避免了大量強堿試劑的使用，但是商品化的酶制劑成本很高，也限制了從蝦頭中制備甲殼素的大規模應用。

為解決上述問題，發酵法即以甲殼類加工副產物為唯一營養成分，利用微生物生長過程所產生的各種酶和有機酸脫去對蝦頭和蝦殼中的蛋白質及鈣生產甲殼素。該方法較酶法成本低、且操作簡單，便于工業化大量生產，同時能夠有效避免對環境的嚴重污染，逐漸成為國內外研究的熱點。但目前對于蝦頭的處理還存在許多問題，需要提供一種更有效的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種發酵蝦頭制備活性物質、甲殼素和有機酸鈣的方法，即一種發酵效果更好的、無需鹽酸處理即可得到食品級甲殼素和有機酸鈣的方法，從而彌補現有技術的不足。

本發明方法，是利用地衣芽孢桿菌（Bacillus?licheniformis）和氧化葡萄糖酸桿菌（Gluconobacter?oxydans）來發酵蝦頭來制備活性物質、甲殼素和有機酸鈣。

本發明的方法，其具體步驟如下：

1）選取蝦頭進行粉碎制成漿液；

2）將擴大培養的微生物菌液接種到步驟1）制備的漿液中進行發酵；

3）將發酵液分離上清液和殘渣，將上清液進行濃縮干燥獲得包含蛋白質和葡萄糖酸鈣的物質；

4）將殘渣干燥后制得甲殼素。

上述的步驟2）中，地衣芽孢桿菌(B.?licheniformis)和氧化葡萄糖酸桿菌(G.?oxydans)是同時加入到漿液中的；

另一種方式，是先接種地衣芽孢桿菌，再發酵一段時間后，再接種氧化葡萄糖酸桿菌；或是先接種氧化葡萄糖酸桿菌，再接種地衣芽孢桿菌。

上述的步驟2）中發酵的條件如下：25-40℃、150-200rpm下震蕩發酵12-72h；

上述的步驟1）或步驟2）的漿液中添加有葡萄糖；

上述步驟3）中的發酵液經2000-10000rpm離心和/或過濾分離成發酵上清液和殘渣。

本發明利用地衣芽孢桿菌和氧化葡萄糖酸桿菌的協同作用來發酵蝦頭，在發酵過程中無需任何酸堿的加入，同時采用自來水即可發酵，大大降低生產成本。得到的發酵液蝦香濃郁、無腥臭味和苦澀味，同時富含氨基酸、多酚、復合酶系等多種有益成分，可用于生產調味品、水解蛋白制品、功能性食品、保健品等各個領域。采用本發明的方法可以從一批蝦頭中同時分離制備多種活性物質，如富含氨基酸和多酚等多種活性物質的水解蛋白質、食品級甲殼素和更宜于人體吸收的葡萄糖酸鈣，實現對原料中有效成分的全面利用。而且，?本發明避免了傳統甲殼素生產方法中使用大量鹽酸、氫氧化鈉，并產生大量廢水的缺點，減少環境污染。

具體實施方式