一种用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质的方法技术

一种用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质和甲壳素及用甲壳素制备壳聚糖的方法，属于生物技术酶解蝇蛆蛋白质技术领域。解决了用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质和回收甲壳素，将蝇蛆水解蛋白脱腥增香，用甲壳素制备壳聚糖的工艺技术。主要技术特点是采用酶水解法来提取水解蛋白，用美拉德反应来去除腥味和后修饰增香，经酶解和筛选去除了蝇蛆皮中的黄色物和黑点，对酶解反应、美拉德反应、脱蛋白、脱钙、脱乙酰化均给出了优化的工艺条件。产品蛋白质和壳聚糖质量均达到食品级标准，可应用于食品、保健品、药品、化妆品等技术含量要求高的行业。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种从蝇蛆中提取蛋白质和甲壳素的方法，特别是，属于生物技术酶解蝇蛆蛋白质

技术介绍
蝇蛆是一种繁殖速度快、营养价值高的昆虫，含有优质的蛋白质和甲壳素资源。目前已能形成大规模养殖蝇蛆的水平。但目前蝇蛆主要作为替代型饲料，产品的技术含量低，经济效益差，严重阻碍了蝇蛆养殖业的发展。近年来，随着人们对蝇蛆营养价值和功能活性的深入认识，对蝇蛆的利用已由替代型饲料转向食品、保健品、医药、化妆品等高附加值用途的深层次开发。目前蝇蛆蛋白粉的生产主要采用机械法或化学法，如将蝇蛆湿法粉碎，直接干燥；或将蝇蛆干燥后再粉碎。这种蝇蛆蛋白粉产品的水溶性差、色泽差，还具有较重的腥味，仅用于动物饲料配方或作为动物饲料添加剂，应用领域受到较大的限制。有关蝇蛆甲壳素的提取主要利用机械破碎，清洗，获得蝇蛆皮后，再用稀酸稀碱处理，脱除蛋白、脱色、脱钙等工艺流程。但由于机械法制得的蛆皮中蛋白质含量较高，后续加工复杂，加工时间长，蛋白质资源浪费较大，生产过程污染严重。更重要的是在加工过程中尚无有效地去除黑色口腔和黄色内脏的方法，这些都影响了甲壳素和壳聚糖产品的聚合度、色泽和杂质度，使产品质量下降。从相关文献看出，虽已有将蝇蛆用于动物蛋白粉配方和作为动物蛋白饲料添加剂的公开文献报道，并已有从蝇蛆中用化学法提取蝇蛆甲壳素的公开文献报道，如中国专利971164908、981034462、991193911、001002651等，但国内外未见用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质和回收甲壳素的报道。
技术实现思路
(1)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是利用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质和回收甲壳素；将蝇蛆水解蛋白脱腥增香；利用酶法水解和结合物理法筛洗，将蝇蛆甲壳素中的黄色物和黑点(蝇蛆口腔)除去；从蝇蛆甲壳素制备壳聚糖，使壳聚糖脱乙酰度≥85％，达到食品卫生标准。(2)技术方案一种从蝇蛆中提取蛋白质的方法。它是应用酶水解方法来提取蝇蛆蛋白质，再利用美拉德(Maillard)反应进行脱腥增香。其工艺流程框图如附图所示。本专利技术利用生物技术酶水解法从蝇蛆中提取水解蛋白，应用酶水解将大分子蛋白质变成水溶性多肽和氨基酸，同时通过选择特定的酶种和条件优化防止酶解产生的苦味。将经酶解得到的蝇蛆蛋白质利用美拉德反应进行风味修饰，消除腥味，这样可大大提高蛋白质的溶解性和风味。以新鲜蝇蛆为原料，加水进行胶磨破碎，加热保温预处理，加酶进行酶水解反应，灭酶，过滤，滤液进行美拉德反应脱腥增香，浓缩或不浓缩，喷雾干燥，制得产品蝇蛆水解蛋白粉。酶水解法工艺胶磨破碎用1份蝇蛆加1～3份水(w/w，重量比，下同)进行胶磨破碎，得2～4份蝇蛆浆料，根据加工要求可加水调配蝇蛆浆料浓度。加热保温预处理将蝇蛆浆料于60～90℃加热处理10～60分钟，冷却至60℃以下。酶水解反应以蛋白质水解度的大小和苦味多少为指标，从多种蛋白酶中选择比较合适蝇蛆蛋白水解的酶种。酶种采用碱性蛋白酶、AS.1398蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、风味酶、中性蛋白酶的单种酶或两种酶的复合酶。工艺条件经正交试验分析，影响水解度的各因素主次关系为温度＞时间＞酶底比＞pH。酶解条件为温度30～55℃，时间1～4小时，酶底比(u/g)50～700，pH6.5～8.5。反应结束灭酶。过滤滤液为蝇蛆蛋白液，滤渣为蝇蛆皮。滤液进行美拉德反应脱腥增香。酶解蛋白液脱腥增香采用美拉德反应进行后修饰，达到增香和除腥的目的。反应利用酶水解产生的氨基酸和加入少量糖，根据下列配比进行。原料及其配比 反应条件温度100～125℃，时间30～100分钟。制备蛋白粉反应液浓缩，喷雾干燥，制得产品蝇蛆水解蛋白粉。产品中蛋白质含量≥60％。也可以酶解液灭酶后不经过过滤，在相同工艺条件下直接将酶解液进行美拉德反应脱腥增香，浓缩或不浓缩，喷雾干燥，制得蝇蛆水解蛋白粉，蛋白质含量≥54％。一种从蝇蛆中提取甲壳素(Chitin)的方法。它是如上所述，蝇蛆经酶水解后，以过滤分离蝇蛆蛋白液后的滤渣经酶水解的蝇蛆皮为原料，经脱蛋白和脱钙，制备蝇蛆甲壳素成品。其工艺流程框图如附图所示。通过酶水解提取蝇蛆蛋白质后，蝇蛆皮中主要成分为甲壳素，还有少量蛋白质、脂肪和灰分(碳酸钙盐)等，与虾蟹壳相比，蝇蛆皮中甲壳素含量高，蛋白质和钙盐的含量低，这就决定蝇蛆甲壳素提取工艺与虾蟹壳甲壳素提取工艺有较大的不同。因此，采用合理的脱蛋白和脱钙工艺条件对提高甲壳素的质量是极其重要的。应用生物技术酶水解法除水解去除蝇蛆皮中的蛋白质外，还可同时水解蝇蛆皮中黑色的口器和黄色的内脏，再经过物理法可有效去除产品甲壳素中的杂质。提取甲壳素的工艺为蝇蛆皮筛洗，碱煮脱蛋白，清洗至中性，酸浸脱钙，清洗至中性，干燥，制得蝇蛆甲壳素成品。脱蛋白用NaOH溶液进行脱蛋白，碱液浓度2～6％(w/w)，温度60～100℃，液固比(ml/g)3～10，反应时间1～5小时。脱钙蝇蛆皮经脱蛋白，筛洗去杂质后，留下的残渣清洗至中性，离心去水后，用稀盐酸溶液进行脱钙，盐酸浓度0.5～1.5mol/L，液固比2.0～9.0ml/g，反应时间20～60分钟，温度为室温，再用纯水清洗至中性，在低温下干燥得到蝇蛆甲壳素。一种从蝇蛆甲壳素制备壳聚糖(Chitosan)的方法。它是以如上所述酶水解方法提取的蝇蛆甲壳素为原料，在浓碱液中进行脱乙酰反应而制备的壳聚糖产品。壳聚糖是一种阳离子型直链氨基多糖，是甲壳素脱去分子中的乙酰基而形成的产物。壳聚糖的制备过程，实际也就是甲壳素这种酰胺类多糖的碱水解过程，即脱乙酰反应。脱乙酰反应的反应式如下R代表2-脱氧-D-葡萄糖基。目前壳聚糖的制备原料主要为虾蟹甲壳素，通常是采用强碱在高温下处理甲壳素使其脱除大部分乙酰基而制得的。与虾蟹甲壳素相比，蝇蛆甲壳素灰分少，重金属含量低，品质稳定。脱乙酰度是壳聚糖的主要性能指标之一。食品级壳聚糖要求较高的脱乙酰度，即脱乙酰度≥85％。本专利技术制备壳聚糖，是采用如上所述方法提取的蝇蛆甲壳素为原料，经碱水解，即脱乙酰反应而制备的壳聚糖产品。原料采用不粉碎的蝇蛆甲壳素，碱液采用NaOH溶液，碱浓度30～55％(w/w)，反应温度30～140℃，反应时间2～30小时，液固比为5～20ml/g。在优化工艺条件下，产品的脱乙酰度能达到88％以上。(3)有益效果本专利技术通过详细研究蝇蛆蛋白质的酶水解工艺条件及甲壳素和壳聚糖的制备工艺条件，为蝇蛆资源的深度加工和综合利用提供了一条新途径。通过蛋白质的提取率和溶出率的比较发现，酶法处理后蛋白质的提取率和溶出率达到92％和80％以上，而机械法分离仅为64％和24％。酶法显著改善了蛋白质的溶解性，提高了蛋白质的溶出率，增加了蛋白质的提取率。采用美拉德反应，蛋白液达到增香和去腥的目的，在优化工艺条件下产品香味浓郁，腥味消失。酶水解后的蝇蛆皮中蛋白质的含量低于机械破碎得到的蝇蛆皮。大大节约了脱蛋白工序中碱的用量和反应时间。酶水解后的蝇蛆皮中黑色口器和黄色内脏也被酶解，再经过筛洗，其中极大部分可容易被除去，少量残留在蝇蛆皮中的杂质经碱处理后加以筛洗也被进一步除去，镜检黑点除去率达98％以上。蝇蛆壳聚糖由蝇蛆甲壳素制备。在优化工艺条件下，壳聚糖的脱乙酰度和得率均很高。经红外光谱和x-射线衍射分析，确证所得产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从蝇蛆中提取蛋白质的方法，其特征是应用酶水解方法来提取蝇蛆蛋白质，再利用美拉德反应进行脱腥增香，其工艺是以新鲜蝇蛆为原料，加水进行胶磨破碎，加热保温预处理，加酶进行酶水解反应，灭酶，过滤，滤液进行美拉德反应脱腥增香，喷雾干燥，制得产品蝇蛆水解蛋白粉； （１）酶水解法工艺： 胶磨破碎：用１份蝇蛆加１～３份水（ｗ／ｗ，重量比，下同）进行胶磨破碎，得２～４份蝇蛆浆料，加水调配蝇蛆浆料浓度； 加热保温预处理：将蝇蛆浆料在６０～９０℃加热处理１０～６０分钟，冷却至６０℃以下； 酶水解反应：酶种采用碱性蛋白酶、ＡＳ．１３９８蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、风味酶、中性蛋白酶的单种酶或两种酶的复合酶，酶解条件为温度３０～５５℃，时间１～４小时，酶底比５０～７００ｕ／ｇ，ｐＨ６．５～８．５，反应结束灭酶； 过滤，滤液为蝇蛆蛋白液，滤渣为蝇蛆皮； （２）酶解蛋白液脱腥增香： 滤液进行美拉德反应脱腥增香，原料及其配比如下： 原料及其配比 ＊＊＊ 反应条件：温度１００～１２５℃，时间３０～１００分钟； （３）制备蛋白粉： 反应液浓缩或不浓缩，喷雾干燥，制得产品蝇蛆水解蛋白粉。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏文水，陈洁，项建琳，贺继东，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]