專利名稱：一種富含蝦青素的蝦油及其酶輔助超臨界萃取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用蝦加工廢棄物一蝦頭，蝦殼及蝦尾，通過(guò)蛋白酶輔助超臨界二氧化碳萃取富含蝦青素的蝦油的方法，屬于食品科學(xué)高新技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蝦青素是廣泛存在于生物界的一種酮式類胡蘿卜素，屬萜烯類不飽和化合物。已知蝦青素在抗氧化、著色、光保護(hù)、促進(jìn)繁殖、增強(qiáng)免疫、中樞神經(jīng)系統(tǒng)健康的保護(hù)、預(yù)防心血管疾病以及防紫外線輻射等方面具有優(yōu)異的生物學(xué)功能，因此近年來(lái)，天然蝦青素的提取分離方法成為研究熱點(diǎn)。天然蝦青素作為一種天然制劑，在醫(yī)藥、養(yǎng)殖、食品以及化工等行業(yè)具有巨大的應(yīng)用潛力和發(fā)展前景。本發(fā)明采用蝦加工廢棄物作為主要原料，提取富含蝦青素的蝦油，使原料變廢為寶達(dá)到綜合利用資源的目的。常見(jiàn)的從蝦加工廢棄物中提取蝦青素以及油脂的方法有酶解法、有機(jī)溶劑提取法、超臨界提取法。其中酶解法利用不同種類酶的酶解反應(yīng)獲得產(chǎn)物，但此法只能單純將物質(zhì)進(jìn)行分解，后續(xù)還需要有進(jìn)一步的提取工藝將目標(biāo)物進(jìn)行提取。有機(jī)溶劑提取法常用的溶劑有乙醇、丙酮、二氯甲烷和正己烷等，公開(kāi)號(hào)為CN102503877A，申請(qǐng)?zhí)枮?01110387069.0的專利“一種蝦青素的提取方法”，該方法首先采用低濃度乙醇溶液提取，再用二氯甲烷與已烷組成的混合溶劑進(jìn)行萃取，獲得蝦青素。產(chǎn)品單一，且存在溶劑殘留。公開(kāi)號(hào)為CN102603589A，申請(qǐng)?zhí)枮?01210038732.0的發(fā)明“一種從冰凍的南極磷蝦提取富集蝦青素酯的方法”，利用乙醇液提取，而后利用正己烷濃縮可得含有蝦青素的油脂。但該方法原料為南極磷蝦整蝦，成本高，且正己烷殘留，損害產(chǎn)品質(zhì)量。公開(kāi)號(hào)為CN102731359A,申請(qǐng)?zhí)枮?01210249101.3的專利“一種從南極磷蝦中提取蝦青素及其酯的方法”，以冰凍的南極磷蝦為原料，用乙醇提取，濃縮后加入甲殼素乙酸溶液，再加入乙醇洗脫，過(guò)濾得紅色膏狀物。該專利所得產(chǎn)品為膏體狀而非澄清油態(tài)，故產(chǎn)品純度不高，雜質(zhì)較多。公開(kāi)號(hào)為CN102731361A, 申請(qǐng)?zhí)枮?01210249118.9的專利“ 一種從南極磷蝦中快速富集蝦青素及其酯的方法”，該發(fā)明利用干南極磷蝦為原料，加入正已烷或環(huán)已烷或石油醚或6#汽油的提取，再加入白色VE粉攪拌吸附，用丙酮洗脫至VE粉變白得紅色膏狀物，經(jīng)硅膠柱層析可得蝦青素酯洗脫液，各自蒸除溶劑得蝦青素酯。柱頂洗脫時(shí)未下移的蝦青素部分經(jīng)丙酮提取。該發(fā)明工藝流程復(fù)雜，需要多步萃取，吸附，及分離操作，且該法所得產(chǎn)品含有有機(jī)溶劑殘留，難以達(dá)到食品安全級(jí)別。超臨界流體萃取作為一種新型的提取技術(shù)，傳質(zhì)速率快，無(wú)溶劑殘留且產(chǎn)物分離簡(jiǎn)便，廣泛應(yīng)用于活性物質(zhì)的提取和提純中。二氧化碳因其臨界點(diǎn)溫和、安全、環(huán)保、無(wú)毒且經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，在眾多的超臨界流體中脫穎而出，應(yīng)用于多種物質(zhì)尤其是食品工業(yè)中活性物質(zhì)的萃取過(guò)程中。目前超臨界提取技術(shù)與酶解反應(yīng)結(jié)合這一模式，較多應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)效率提升的研究中，鮮少應(yīng)用于活性物質(zhì)的提取分離。本發(fā)明欲提供一種新型的組合提取方式，高效且簡(jiǎn)便的獲得產(chǎn)品。有研究表明木瓜蛋白酶可選擇性降解甲殼素的GIcNAc-GlcN糖苷鍵，因此本發(fā)明采用木瓜蛋白酶作為輔助酶參與蝦青素的提取。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決了現(xiàn)存的傳統(tǒng)提取方法提取效率較低、流程繁瑣的缺點(diǎn)，提供了利用木瓜蛋白酶輔助超臨界二氧化碳的新型組合提取的方式，從而獲得富含蝦青素的蝦油
女口
廣叩ο本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明是利用蝦加工廢棄物一蝦頭，蝦殼及蝦尾，利用木瓜蛋白酶輔助超臨界二氧化碳萃取富含蝦青素的蝦油的方法，其特點(diǎn)是:
1)將蝦頭，蝦殼及蝦尾等加工廢棄物進(jìn)行真空冷凍干燥，真空度曲線設(shè)定為15 20Mpa，溫度曲線設(shè)定為0-30min升溫至50°C后保持300min，而后在30min內(nèi)降至40°C，并保持40°C直到曲線與設(shè)定曲線保持平行一小時(shí)后或重量恒定，視為真空冷凍干燥結(jié)束；
2)將進(jìn)行真空冷凍干燥后的蝦頭，蝦殼及蝦尾放入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，粉碎至40-60目后備用;
3)稱取定量蝦頭，蝦殼及蝦尾粉(以下簡(jiǎn)稱為蝦粉)，加入木瓜蛋白酶，比例為2 8%，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?br> 4)將完成步驟3后的蝦粉裝入超臨界萃取釜中，控制萃取壓力為15(T350Bar，萃取溫度為3(T50°C，二氧化碳流量為I 3L/min以及萃取時(shí)間l(Tl20min，進(jìn)行超臨界動(dòng)態(tài)萃??；
6)通過(guò)分離口收集產(chǎn)物，分離口溫度設(shè)定為80°C。本發(fā)明所獲得產(chǎn)品是一種富含蝦青素的蝦油，產(chǎn)品為澄清油狀物，呈鮮艷的橙紅色，具有蝦油特有的海鮮香氣。經(jīng)響應(yīng)面分析法優(yōu)化后，蝦粉中油脂萃取率可達(dá)10%以上，利用GC-MS和HLPC分析，蝦油中不飽和脂肪酸總量可達(dá)30°/Γ63%，蝦青素含量可達(dá)50 μ g/g 527 μ g/g。本發(fā)明具有明顯的優(yōu)點(diǎn)是:
1)產(chǎn)品豐富。通過(guò)此工藝可獲得富含蝦青素的蝦油。既保存了含有不飽和脂肪酸的蝦油，又富含蝦青素，增強(qiáng)了產(chǎn)品的保健功效；
2)產(chǎn)品綠色環(huán)保純度高。通過(guò)超臨界二氧化碳萃取所得的產(chǎn)品無(wú)溶劑殘留且產(chǎn)品純度
聞;
3)工藝簡(jiǎn)單易于實(shí)施。本發(fā)明只需要經(jīng)過(guò)原料處理和超臨界萃取即可。
具體實(shí)施方式
:
通過(guò)下述實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明，下述實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例:
1)將中國(guó)對(duì)蝦加工廢棄物經(jīng)真空冷凍干燥進(jìn)行預(yù)處理。真空度曲線設(shè)定為15 20Mpa，溫度曲線設(shè)定為0-30min升溫至50°C后保持300min，而后在30min內(nèi)降至40°C，并保持40°C直到曲線與設(shè)定曲線保持平行一小時(shí)后或重量恒定，則真空冷凍干燥結(jié)束；
2)將進(jìn)行真空冷凍干燥后的蝦頭，蝦殼及蝦尾放入中藥粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，粉碎至40-60目備用；
3)稱取15g蝦頭，蝦殼及蝦尾粉(以下簡(jiǎn)稱為蝦粉)，加入木瓜蛋白酶，比例為6%，充分?jǐn)嚢杈鶆?，裝入超臨界萃取釜中，進(jìn)行超臨界二氧化碳萃??；4)控制萃取壓力為300Bar，萃取溫度為40 °C，二氧化碳流量2L/min，萃取時(shí)間為60min,進(jìn)行超臨界動(dòng)態(tài)萃取，分離口溫度設(shè)定為80°C。經(jīng)過(guò)·以上步驟，蝦粉中蝦油的萃取率為11.2%，其中蝦青素含量為518μ g/g。
權(quán)利要求
1.一種富含蝦青素的蝦油及其酶輔助超臨界萃取方法，其特征在于包括以下制備過(guò)程: (1)將蝦頭，蝦殼及蝦尾等廢棄物進(jìn)行真空冷凍干燥后，粉碎，得到蝦頭，蝦殼及蝦尾粉(以下簡(jiǎn)稱為蝦粉); (2)稱取一定量蝦粉，加入木瓜蛋白酶，充分?jǐn)嚢杈鶆蜓b入超臨界萃取釜中，進(jìn)行超臨界二氧化碳萃取； (3)通過(guò)分離口收集產(chǎn)物得到富含蝦青素的蝦油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于以下幾個(gè)方面: (1)真空冷凍干燥過(guò)程中，真空度曲線設(shè)定為15 20Mpa，溫度曲線設(shè)定為0_30min升溫至50°C后保持300min，而后在30min內(nèi)降至40°C，并保持40°C直到曲線與設(shè)定曲線保持平行一小時(shí)后或重量恒定，視為真空冷凍干燥結(jié)束； (2)將進(jìn)行真空冷凍干燥后的蝦頭，蝦殼及蝦尾放入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎至40-60目備用； (3)木瓜蛋白酶加入量控制為物料總量的(Γ10%； (4)超臨界二氧化碳萃取蝦油時(shí)的萃取條件為:萃取壓力15(T400Bar，萃取溫度30^600C，二氧化碳流量 I 3L/min，萃取時(shí)間l(Tl20min，分離口溫度80°C。
全文摘要
一種富含蝦青素的蝦油及其酶輔助超臨界萃取方法，本發(fā)明選用蝦加工廢棄物——蝦頭，蝦尾以及蝦殼經(jīng)冷凍干燥后的粉末為主要原料，在木瓜蛋白酶的輔助下進(jìn)行超臨界二氧化碳萃取得到富含蝦青素的蝦油。設(shè)定萃取溫度，萃取壓力以及木瓜蛋白酶的投入量為三個(gè)待優(yōu)化因素，利用響應(yīng)面分析法進(jìn)行優(yōu)化分析，得到富含蝦青素蝦油萃取的最佳條件。所得產(chǎn)品可作為功能食品直接食用或作為附加材料添加到其他食品中，增強(qiáng)保健作用，實(shí)現(xiàn)廢棄物綜合環(huán)保利用。
文檔編號(hào)C11B1/02GK103087814SQ20131005044
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月13日
發(fā)明者桑亞新, 王向紅, 張雪嬌 申請(qǐng)人:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)