[發明專利]小龍蝦加工廢棄物微生物發酵制劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810573945.0
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN109837224A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 瞿符發;劉甜婷;高倩婷;劉臻;唐建洲;陳圓;易翦涵;吳圳達
• 申請（專利權）人: 長沙學院
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/16;A23K10/18;C12R1/225;C12R1/125
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;何文紅

本發明公開了一種小龍蝦加工廢棄物微生物發酵制劑及其制備方法和應用，該小龍蝦加工廢棄物微生物發酵制劑是以小龍蝦加工廢棄物為原料通過乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌YS?45和酵母菌S?78的協同發酵制得。本發明小龍蝦加工廢棄物微生物發酵制劑富含多種益生菌和氨基酸，且氨基酸的含量高達56.274μg/g，具有營養價值更高、應用范圍更廣、經濟效益更大等優點，其制備方法具有處理工藝簡單、操作方便、處理成本低等優點，能夠用于大規模制備，有利于實現工業化生產。本發明小龍蝦加工廢棄物微生物發酵制劑作為原料可廣泛用于飼料領域，具有較好的經濟價值和應用價值。

技術領域

本發明屬于農畜牧業技術領域，涉及一種小龍蝦加工廢棄物微生物發酵制劑及其制備方法和應用。

背景技術

小龍蝦又稱克氏原螯蝦(Procambarus clarkia)，原產于墨西哥北部和美國南部，大約在20世紀30年代末期被引入我國，現已成為我國最重要的水產經濟蝦類之一。截止到2016年，全國小龍蝦總產量為89.91萬噸，年產值564.10億元。近年來，由于小龍蝦養殖規模不斷擴大，產量不斷增長，在小龍蝦加工過程中產生了大量的蝦頭、蝦殼廢棄物，這些加工副產品營養物質豐富，但大多被丟棄，很少被利用，這不僅導致水產資源的大量浪費，同時也會對環境造成嚴重污染。因此，如何科學地開發利用小龍蝦加工廢棄物，提高其經濟價值，己成為目前亟待解決的問題。

研究表明，小龍蝦加工廢棄物約占蝦體重量80%，其含有豐富的蛋白質、脂肪和礦物質，以及活性成分蝦青素和甲殼素等。據報道，小龍蝦加工廢棄物中蛋白質含量豐富，是除水分以外含量最多的營養成分。研究還發現，蝦廢棄物中蛋白質的氨基酸成分組成均衡，其組成中含必需氨基酸占45.33%，在氨基酸組成上與牛奶蛋白質和酪蛋白極為相近，品質優良，可廣泛用于食品、飲料中，亦可完全水解后制成氨基酸營養液用作飼料添加劑，還可用于作為魚粉的替代品應用動物飼料，緩解我國飼料資源短缺的現狀。因此，小龍蝦加工廢棄物具有良好的應用和開發前景。

目前，小龍蝦加工廢棄物中蝦蛋白質的提取和分離主要有酸堿法、酶解法和微生物發酵法。酸堿法是通過調節提取液pH使蛋白質沉淀析出，具體為先利用酸除去蝦殼中的鈣，再用堿將蝦殼中的蛋白質提取出來，但是酸堿法中酸、堿用量多，會損害蝦頭、蝦殼中甲殼素和蝦青素等活性分子的結構，同時由于所用酸和堿均具有較強的腐蝕性，會嚴重污染環境。酶解法是利用蝦頭、蝦殼中蛋白酶的自溶作用或者外加蛋白酶的水解作用將蛋白質水解分離出來，這種方法雖然可以回收蛋白質，但是所得酶解液腥臭味、苦澀味明顯，基本沒有鮮味，嚴重限制了蝦蛋白的應用價值。此外，酶解法雖然能夠避免了大量使用酸堿試劑，但是利用小龍蝦加工廢棄物中蛋白酶水解蛋白的作用時間長、自溶作用較慢，容易造成產品腐敗和污染病菌，而商品化的酶制劑成本很高，不便于工業化大量生產和大量使用。近年來，微生物發酵法為蝦殼和蝦頭中優質蛋白質的開發利用提供了嶄新的思路和方法，如，利用鄰單胞桿菌從蝦殼中提取蝦青素、蛋白質及甲殼素，但是該方法中使用的鄰單胞桿菌是一種條件致病菌，會影響產品的安全性，且該鄰單胞桿菌的發酵溫度為37℃，在該溫度條件下容易引起一些其他雜菌（如大腸桿菌等致病菌）的生長，從而污染發酵后產品；同時該方法中在發酵前要求對蝦頭滅菌，不僅會增加加工成本，也會使蝦頭中的一些營養成分失活。又如，利用乳酸菌從蝦頭和蝦殼中提取蛋白質和甲殼素，但是該方法中乳酸菌產活性蛋白酶活性較低，使得蛋白質不能被充分利用和轉化，導致發酵周期較長，不僅蛋白質的提取率較低，且加工成本高。另外，現有技術中還存在從發酵蝦頭中提取蝦青素、蛋白質乳酸鈣和甲殼素的方法，采用嗜熱鏈球菌發酵蝦頭，提高蝦青素的提取率。雖然該方法中發酵前不需要滅菌，但是在發酵前需要調節蝦頭勻漿液的pH值和保溫處理，這同樣增加了發酵前行工序，增加了發酵的能耗和成本，降低了生產效率。更為突出的問題是：該方法中要求在發酵原料蝦頭殼中加入0.1-20%外源葡萄糖，會增加發酵成本，且發酵溫度較高（高達45℃）將增加能耗，同時發酵時間高達72h，降低了生產效率，因此，不利于工業化生產。