柏 韻,李 然,張 振,郭雪松,張冬陽

(錦州醫(yī)科大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧錦州 121000)

中國對蝦蝦殼制備幾丁質(zhì)工藝研究

柏 韻,李 然,張 振*,郭雪松*,張冬陽

(錦州醫(yī)科大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧錦州 121000)

本實(shí)驗以中國對蝦蝦殼為原料制備幾丁質(zhì),利用檸檬酸脫鈣、蛋白酶脫除蛋白質(zhì),通過對蛋白酶活力測定,本實(shí)驗選用Alcalase堿性蛋白酶進(jìn)行實(shí)驗。通過單因素實(shí)驗和Box-behnken響應(yīng)面設(shè)計優(yōu)化幾丁質(zhì)的最佳制備條件,以灰分含量為脫鈣指標(biāo),得到檸檬酸脫鈣最佳工藝條件為:固液比1∶12,反應(yīng)時間2.5 h,檸檬酸濃度為8%,灰分含量為0.42%。以蛋白質(zhì)含量為指標(biāo),測得堿性蛋白酶脫蛋白的最佳工藝條件為:加酶量2200 U/g,反應(yīng)時間5 h,反應(yīng)溫度50 ℃,脫除的蛋白質(zhì)濃度可達(dá)到31.42%。本實(shí)驗條件溫和、反應(yīng)迅速、無環(huán)境污染,符合我國綠色無公害理念,為工業(yè)化生產(chǎn)幾丁質(zhì)提供基礎(chǔ)。

幾丁質(zhì),檸檬酸,蛋白酶,響應(yīng)面,最佳工藝

幾丁質(zhì),常用名甲殼素,作為天然的堿性多糖廣泛地存在于自然界中。幾丁質(zhì)和其衍生物有著“第六大生命要素”的美名。幾丁質(zhì)自然生成量很大,每年約為10 億t以上,僅次于纖維素。幾丁質(zhì)在蝦、蟹甲殼中含量較高,約為10%～30%,是自然界中少見的帶正電荷的可食性動物纖維素。幾丁質(zhì)可以抑制細(xì)菌生長,可降解,與生物有良好的相容性,因此在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、食品、化工等各個領(lǐng)域倍受青瞇[1-2]。

幾丁質(zhì)主要從蝦、蟹殼中提取,通過脫蛋白、脫鈣、脫脂等過程制備,目前除鈣、除蛋白質(zhì)的方法主要是利用鹽酸和NaOH溶液[3],此過程不僅耗時較長,在生產(chǎn)過程中會有大量廢液的生成,對環(huán)境影響嚴(yán)重[4]。因此本實(shí)驗選用檸檬酸代替鹽酸,同時利用酶反應(yīng)條件的溫和性及高效性,在較短時間內(nèi)脫除蛋白質(zhì),此方法保留幾丁質(zhì)原有的結(jié)構(gòu),同時保護(hù)環(huán)境。

因此,本實(shí)驗以中國對蝦蝦殼為原料,對檸檬酸脫鈣、蛋白酶脫蛋白質(zhì)進(jìn)行工藝優(yōu)化,通過響應(yīng)面設(shè)計得到制備幾丁質(zhì)的最佳工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

中國對蝦 錦州海鮮市場;Alcalase堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、Dispase分散酶、福林酚試劑、牛血清蛋白 BIOSHARP公司;檸檬酸、酪氨酸、碳酸鈉、三氯乙酸、過氧化氫、乙醚等試劑 分析純。

恒溫水浴鍋 天津市泰斯特儀器有限公司;UV-6300型紫外可見分光光度計 上海美譜達(dá)儀器有限公司;pHs-3B型精密pH計 上海雷磁儀器有限公司;分析天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司;DHG-9140型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科技有限公司;高速粉碎機(jī) 上海圣科儀器設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗方法

1.2.1 工藝流程 酶法優(yōu)化幾丁質(zhì)制備工藝流程:蝦殼預(yù)處理→檸檬酸脫鈣→水洗至中性→蛋白酶脫蛋白質(zhì)→水洗至中性→乙醚脫脂→干燥→脫色→幾丁質(zhì)

1.2.2 原料預(yù)處理 將新鮮對蝦洗凈,去肉去雜質(zhì),45 ℃恒溫水浴鍋浸泡20 min,浸泡后的蝦殼用清水洗至無內(nèi)容物,晾干水分。將瀝干水分的蝦殼置于75 ℃的鼓風(fēng)干燥箱中,干燥4 h。將充分干燥好的蝦殼放入搗碎機(jī)內(nèi)粉碎[5],蝦殼粉備用。

1.2.3 灰分測定 參照國標(biāo)GB 5009.4-2010《食品中灰分的測定》[6]。稱取蝦殼粉5 g,精確至0.0001 g,加入1 mL乙酸鎂溶液(240 g/L)使試樣完全潤濕,放置10 min,在水浴鍋上將水分蒸干。在電熱板上以小火加熱使試樣充分炭化至無煙。置于馬弗爐中550 ℃灼燒4 h,冷卻至200 ℃左右。取出,放入干燥器中冷卻30 min后稱量,重復(fù)灼燒至前后兩次稱量相差不超過0.5 mg。做三組平行實(shí)驗,取平均值。

1.2.4 水分測定 直接干燥法。準(zhǔn)確稱取5 g蝦殼粉置于濾紙筒內(nèi),封好上口,在105 ℃烘箱中烘1 h,取出后放置于干燥器中備用。重復(fù)上述實(shí)驗至稱量前后兩次稱量相差不超過0.5 mg。參照GB 5009.3-2010食品中水分的測定[7]。

1.2.5 脂肪含量測定 索氏提取法。準(zhǔn)確稱取5 g蝦殼粉置于濾紙筒內(nèi),封好上口,在105 ℃烘箱中烘1 h,以吸收濾紙包中的水分。取出后放置于干燥器中備用。具體測定方法參照國標(biāo)GB/T 14772-2008食品中粗脂肪的測定[8]。做三組平行實(shí)驗,取平均值。

1.2.6 蛋白質(zhì)含量測定 在分析天平上準(zhǔn)確稱取5 g粉碎的蝦殼,加入30 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的NaOH溶液,于溫度95 ℃下水浴浸泡60 min,離心分離,濾渣重復(fù)上述實(shí)驗,合并上清液,用凱氏定氮法測定上清液中的蛋白質(zhì)含量。參照國標(biāo)GB 5009.5-2010,食品中蛋白質(zhì)的測定[9]。做三組平行實(shí)驗,取平均值。

1.3 檸檬酸脫鈣工藝優(yōu)化

1.3.1 檸檬酸濃度對蝦殼粉中灰分含量影響 選擇固液比1∶10、反應(yīng)時間3 h,分別加入濃度為 6、8、10、12、14 g/L 的檸檬酸對蝦殼粉進(jìn)行脫鈣處理,測得灰分含量。

1.3.2 固液比對蝦殼粉中灰分含量影響 反應(yīng)時間為3 h、檸檬酸濃度10 g/L,測得固液比為1∶1、1∶5、1∶10、1∶15、1∶20 g/mL的灰分含量。

1.3.3 反應(yīng)時間對蝦殼粉中灰分含量影響 固液比1∶10,檸檬酸濃度10 g/L,分別測得反應(yīng)2、2.5、3、3.5、4 h后的灰分含量。

1.3.4 響應(yīng)面實(shí)驗 為優(yōu)化檸檬酸脫鈣,在單因素的基礎(chǔ)上,以檸檬酸濃度、固液比、反應(yīng)時間為自變量,灰分含量為Y,運(yùn)用響應(yīng)面法設(shè)計實(shí)驗。

表1 檸檬酸脫鈣設(shè)計因素水平編碼表

1.4 酶活力的測定

采用福林酚顯色法[10-11],測得680 nm處的OD值并計算酶活力。酶活力定義為1 g固體酶粉,在一定溫度和pH條件下,1 min水解酪素產(chǎn)生1 μg酪氨酸為1個活力單位,用U/g表示。

1.4.1 比色計常數(shù)K的測定 以酪氨酸溶液為標(biāo)準(zhǔn),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,其中以酪氨酸含量為橫坐標(biāo),吸光度OD值為縱坐標(biāo)。

1.4.2 樣品測定 取1 mL酶稀釋液,40 ℃下預(yù)熱5 min,加入1 mL 2%酪蛋白溶液、2 mL 0.4 mol/L三氯乙酸,沉淀15 min,過濾,取濾液1 mL,加5 mL 0.4 mol/L碳酸鈉、1 mL福林酚試劑,40 ℃恒溫水浴顯色20 min,680 nm處比色。同時做空白實(shí)驗。

1.5 酶解法脫蛋白質(zhì)工藝優(yōu)化

1.5.1 福林酚法測蛋白質(zhì) 取7支試管,分別加入0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1 mL標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液(250 μg/mL牛血清蛋白),用水補(bǔ)足到1 mL,加入5 mL福林酚試劑甲,混勻,于25 ℃放置10 min,再加入試劑乙0.5 mL,立即搖勻,25 ℃保溫30 min,于500 nm處比色。以蛋白質(zhì)濃度為橫坐標(biāo),光密度值為縱坐標(biāo)[12],繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.5.2 加酶量對蛋白質(zhì)含量的影響 分別加入1000、1500、2000、2500、3000 U/g的Alcalase堿性蛋白酶,在50 ℃下反應(yīng)5 h,取1 mL水解液于500 nm處比色,通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算水解液中蛋白質(zhì)含量。做三組平行實(shí)驗,取平均值,同時做空白實(shí)驗。

1.5.3 反應(yīng)時間對蛋白質(zhì)含量的影響 反應(yīng)溫度50 ℃,加入2000 U/g Alcalase堿性蛋白酶,分別反應(yīng)1、3、5、7、9 h,計算水解液中蛋白質(zhì)含量。方法同上。

1.5.4 反應(yīng)溫度對蛋白質(zhì)含量的影響 加入2000 U/g Alcalase堿性蛋白酶,恒溫水浴的溫度分別為30、40、50、60、70 ℃,反應(yīng)時間5 h,測得水解液中蛋白質(zhì)含量。方法同上。

1.5.5 響應(yīng)面實(shí)驗 為優(yōu)化蛋白酶脫蛋白質(zhì)工藝,在單因素實(shí)驗的基礎(chǔ)上,以反應(yīng)溫度、加酶量、反應(yīng)時間為自變量,蛋白質(zhì)濃度為Y值,運(yùn)用響應(yīng)面法設(shè)計實(shí)驗[13],分析各研究自變量及其交互作用對蛋白質(zhì)濃度的影響。

表2 蛋白酶脫蛋白質(zhì)設(shè)計因素水平編碼表

1.6 乙醚脫脂

將脫鈣、脫蛋白后的蝦殼粉用無水乙醚浸泡3 h,過濾、揮干乙醚。

1.7 脫色

將揮干乙醚后的蝦殼粉經(jīng)過30%過氧化氫溶液浸泡2 h。

1.8 數(shù)據(jù)討論分析

利用Design-Expert8.0.6進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計。

2 結(jié)果與分析

2.1 蝦殼常規(guī)指標(biāo)測定結(jié)果

由表3可知，對蝦殼中各成分含量進(jìn)行測定，其中灰分17.88%、水分4.32%、脂肪14.26%、蛋白質(zhì)41.65%，其余部分主要為甲殼素。

表3 蝦殼常規(guī)指標(biāo)測定結(jié)果

2.2 檸檬酸脫鈣單因素實(shí)驗結(jié)果

2.2.1 檸檬酸濃度對蝦殼粉中灰分含量影響 檸檬酸濃度對蝦殼中灰分影響見圖1。

圖1 檸檬酸濃度對蝦殼中灰分影響Fig.1 Effect of citric acid concentration on ash content in shrimp shells

圖1表明,當(dāng)檸檬酸濃度為8 g/L時,灰分含量最低,濃度小于8 g/L時,隨著濃度的增加,灰分含量逐漸降低,而當(dāng)檸檬酸濃度大于8 g/L時,隨檸檬酸濃度增加,灰分含量有小幅升高,但總體趨于穩(wěn)定,因此選擇最佳濃度為8 g/L。

2.2.2 固液比對蝦殼粉中灰分含量影響 固液比對蝦殼粉中灰分含量影響見圖2。

圖2 固液比對蝦殼粉中灰分含量影響Fig.2 Effect of solid-liquid ratio on ash content in shrimp shells

圖2表明,當(dāng)固液比小于1∶10 時,隨著固液比的增大,灰分含量有所下降,且下降明顯。固液比的增加有助于蝦殼中的無機(jī)鹽與檸檬酸充分接觸,有利于無機(jī)鹽溶解[14]。當(dāng)固液比在1∶10 以后,灰分含量降低緩慢。因此固液比1∶10為最佳。

2.2.3 反應(yīng)時間對蝦殼粉中灰分含量影響 反應(yīng)時間對蝦殼粉中灰分含量影響見圖3。

圖3 反應(yīng)時間對蝦殼中灰分影響Fig.3 Effect of reaction time on ash content in shrimp shell

圖3表明,當(dāng)反應(yīng)時間為3 h時,灰分含量最低。2～3 h時，增加反應(yīng)時間,檸檬酸與蝦殼中的無機(jī)鹽反應(yīng)越來越完全,灰分含量呈逐漸減少的趨勢。3 h后延長反應(yīng)時間,灰分含量沒有明顯的變化,因此3 h為最佳反應(yīng)時間。

2.2.4 響應(yīng)面實(shí)驗優(yōu)化檸檬酸脫鈣

2.2.4.1 響應(yīng)面實(shí)驗結(jié)果 利用Design-Expert8.0.6進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計,以灰分含量(Y)為響應(yīng)值,響應(yīng)面實(shí)驗結(jié)果如表4,對表4進(jìn)行回歸分析,得到回歸方程為Y=0.59+0.046A+0.23B-0.30C+0.097AB+0.11AC-0.10BC+0.18A2+0.086B2+0.37C2

表4 檸檬酸脫鈣Box-Behnken實(shí)驗設(shè)計結(jié)果

表5 檸檬酸脫鈣Box-Behnken回歸方程方差分析

注：差異不顯著,p≥0.05,*差異顯著,p≤0.05;**差異極顯著,p≤0.01。

圖4 反應(yīng)時間和檸檬酸濃度相互作用對檸檬酸脫鈣工藝影響的響應(yīng)曲線面Fig.4 Response curve surface of citric acid decalcification process with interaction of reaction time and citric acid concentration

圖5 反應(yīng)時間和固液比相互作用對檸檬酸脫鈣工藝影響的響應(yīng)曲線面Fig.5 Response curve surface of citric acid decalcification process with interaction of reaction time and solid-liquid ratio

圖6 檸檬酸濃度和固液比相互作用對檸檬酸脫鈣工藝影響的響應(yīng)曲線面Fig.6 Response curve surface of citric acid decalcification process with interaction of citric acid concentration and solid-liquid ratio

從圖 4、圖5、圖6可見:檸檬酸濃度、反應(yīng)時間和固液比之間的交互作用。從圖4可見:根據(jù)響應(yīng)面彎曲程度分析得出,檸檬酸濃度較低時,增加反應(yīng)時間，灰分含量逐漸降低后趨于平穩(wěn)。當(dāng)提高檸檬酸濃度時,灰分含量隨著反應(yīng)時間的增加先降低后緩慢增加。隨著檸檬酸濃度增加,與蝦殼中的無機(jī)鹽反應(yīng)越完全,溶液一直呈現(xiàn)酸性,從而檸檬酸鈣未出現(xiàn)沉淀,因此灰分含量隨著時間逐漸減小[15]。從圖5可見:隨固液比的增加,灰分含量呈現(xiàn)降低趨勢,反應(yīng)時間增長,隨著固液比的增加,灰分含量先降低后略有上升。當(dāng)固液比較低時,溶液中的檸檬酸隨著反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸減少,最終導(dǎo)致溶液pH增大而使其中的檸檬酸鈣沉淀吸附在幾丁質(zhì)上,從而使產(chǎn)品灰分含量較大,增加固液比后,溶液一直保持酸性,未出現(xiàn)沉淀,隨反應(yīng)時間增加，灰分含量開始減少,料液比與反應(yīng)時間之間存在相互作用。從圖6可見:隨著固液比和檸檬酸濃度的增加,灰分含量同樣先減少后略有上升,曲面較陡,表明檸檬酸濃度和固液比的相互作用對灰分含量的影響較大。

2.2.4.3 檸檬酸脫鈣最佳工藝條件的確定 通過軟件Design-ExpertV8.0.6求解方程,得到了最優(yōu)提取工藝條件為:固液比為1∶12.4,反應(yīng)時間2.5 h,檸檬酸濃度為8.14%,在上述條件下,由響應(yīng)面模型預(yù)測的灰分含量0.420%。為了驗證模型可行性,結(jié)合實(shí)際情況以固液比為1∶12,反應(yīng)時間在2.5 h,檸檬酸濃度為8%,經(jīng)過三次重復(fù)實(shí)驗,灰分含量平均值為0.423%,與預(yù)測值0.420%結(jié)果比較接近,說明模型可以很好的反映檸檬酸脫鈣的最佳工藝條件。

2.3 酶解法脫蛋白質(zhì)單因素實(shí)驗

2.3.1 福林酚法測蛋白質(zhì) 以吸光度OD值為縱坐標(biāo),牛血清蛋白濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,測定濃度為0～250μg/mL,結(jié)果如圖7所示。

圖7 牛血清蛋白濃度-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.7 Bovine serum albumin concentration-absorbance standard curve

2.3.2 加酶量對蛋白質(zhì)含量的影響 根據(jù)酶活力測定結(jié)果選擇Alcalase堿性蛋白酶進(jìn)行實(shí)驗。加酶量對蛋白質(zhì)含量的影響見圖8。

圖8 加酶量對蛋白質(zhì)含量的影響Fig.8 The amount of enzyme on protein content

圖8表明,蛋白質(zhì)濃度隨著加酶量增加而增加。當(dāng)加酶量在2000 U/g以下時,蛋白質(zhì)濃度增加明顯,坡度較大,當(dāng)加酶量>2000 U/g時,增加緩慢,總體趨勢趨于平穩(wěn)。因此最適加酶量為2000 U/g。

2.3.3 反應(yīng)時間對蛋白質(zhì)含量的影響 反應(yīng)時間對蛋白質(zhì)含量的影響見圖9。

圖9 反應(yīng)時間對蛋白質(zhì)含量的影響Fig.9 Effect of reaction time on protein content

圖9表明,延長反應(yīng)的時間,反應(yīng)進(jìn)行的越完全,蛋白質(zhì)濃度也隨之增加,反應(yīng)時間在5 h之前,蛋白質(zhì)濃度增加明顯,當(dāng)反應(yīng)時間為5 h時,水解液中蛋白質(zhì)濃度達(dá)到30%,之后增加反應(yīng)時間,蛋白質(zhì)濃度增加不明顯,因此反應(yīng)時間為5 h。

2.3.4 反應(yīng)溫度對蛋白質(zhì)含量的影響 反應(yīng)溫度對蛋白質(zhì)含量的影響見圖10。

圖10 反應(yīng)溫度對蛋白質(zhì)含量的影響Fig.10 Effect of reaction temperature on protein content

圖10表明,反應(yīng)溫度由30 ℃升至50 ℃的過程中,蛋白質(zhì)濃度由21.9%升至44.5%,之后隨著溫度的上升,蛋白質(zhì)濃度基本保持不變。在較高溫度下,蛋白質(zhì)在酶解液中溶解度較大,分子運(yùn)動加劇,蛋白質(zhì)分子從蝦殼中分離的速率加快。當(dāng)溫度大于50 ℃,超出蛋白酶最適溫度,酶活力降低,因此蛋白質(zhì)濃度基本不增加。因此選用50 ℃作為最佳反應(yīng)溫度。

2.4 堿性蛋白酶脫蛋白質(zhì)響應(yīng)面優(yōu)化

2.4.1 響應(yīng)面實(shí)驗結(jié)果 利用Design-Expert8.0.6進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計,以蛋白質(zhì)濃度(Y)為響應(yīng)值,響應(yīng)面實(shí)驗結(jié)果如表6,對表6進(jìn)行回歸分析,得到回歸方程為Y=29.95+1.54A-0.68B+0.17C+0.34AB-0.61AC-0.87BC-2.09A2-6.39B2-2.57C2

表6 蛋白酶法脫蛋白質(zhì)的Box-Behnken實(shí)驗設(shè)計結(jié)果

圖11、圖12、圖13表明:反應(yīng)溫度、加酶量、反應(yīng)時間三個因素間存在交互作用。從圖11可知:蛋白質(zhì)濃度隨著加酶量和反應(yīng)時間的增加先增加后降低,曲線弧度較大。增加反應(yīng)時間,反應(yīng)越完全,增加蛋白酶的添加量,脫除的蛋白質(zhì)含量越高,說明反應(yīng)時間和加酶量對蛋白質(zhì)濃度的影響較大。從圖12可見:溫度較低時,蛋白質(zhì)濃度隨著加酶量的增加明顯上升,提高反應(yīng)溫度,分子間運(yùn)動加快,蛋白質(zhì)濃度增加,溫度超過酶最適溫度后酶活力降低,蛋白質(zhì)脫除率減少。從圖13可見:隨著反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間的增加,蛋白質(zhì)濃度同樣有先增加后減少的過程,曲面明顯,有明顯的峰值,兩者之間存在相互作用。

表7 堿性蛋白酶脫蛋白質(zhì)的Box-Behnken回歸方程方差分析

注：**差異極顯著,p≤0.01;*差異顯著,p≤0.05;不顯著,p≥0.05。

圖11 反應(yīng)時間和加酶量相互作用對堿性蛋白酶脫蛋白工藝影響的響應(yīng)曲線面Fig.11 Response curve surface of alcalase protease deproteinization process with interaction of reaction time and protease dosage

圖12 反應(yīng)溫度和加酶量相互作用對堿性蛋白酶脫蛋白工藝影響的響應(yīng)曲線面Fig.12 Response curve surface of alcalase protease deproteinization process with interaction of reaction temperature and protease dosage

圖13 反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間相互作用對堿性蛋白酶脫蛋白工藝影響的響應(yīng)曲線面Fig.13 Response curve surface of alcalase protease deproteinization process with interaction of reaction temperature and reaction time

2.4.3 堿性蛋白酶脫蛋白質(zhì)的最佳工藝條件確定 通過軟件Design-ExpertV8.0.6求解方程,得到的堿性蛋白酶脫蛋白質(zhì)最佳提取工藝條件為:加酶量2197.29 U/g,反應(yīng)時間4.92 h,反應(yīng)溫度49.46 ℃,在上述條件下由響應(yīng)面模型預(yù)測的蛋白質(zhì)濃度為30.24%。為了檢測模型可行性,結(jié)合具體自身實(shí)際情況,以反應(yīng)溫度50 ℃,加酶量2200 U/g,反應(yīng)時間5 h,經(jīng)過三次重復(fù)實(shí)驗平均值為31.42%,與預(yù)測值30.24%結(jié)果比較接近,說明模型可靠,可以得出良好的提取工藝條件。

3 結(jié)論

通過單因素實(shí)驗和Box-behnken響應(yīng)面設(shè)計優(yōu)化幾丁質(zhì)的最佳制備條件,以灰分含量為脫鈣指標(biāo),得到檸檬酸脫鈣最佳工藝條件為:固液比1∶12,反應(yīng)時間2.5 h,檸檬酸濃度為8%,灰分含量為0.42%,符合食品級要求。以蛋白質(zhì)含量為指標(biāo),測得堿性蛋白酶脫蛋白的最佳工藝條件為:加酶量2200 U/g,反應(yīng)時間5 h,反應(yīng)溫度50 ℃,脫除的蛋白質(zhì)濃度可達(dá)到31.42%。

幾丁質(zhì)的制備一直是人們研究的熱點(diǎn),但常用的制備方法多用到鹽酸、濃堿[16-17]。此類試劑雖然易得,但反應(yīng)時間長,同時在反應(yīng)過程中會產(chǎn)生多種廢液,對環(huán)境污染嚴(yán)重。本實(shí)驗選用酶法脫蛋白,試劑的用量少,反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)時間與傳統(tǒng)工藝相比較明顯縮短。利用福林酚法測得的蛋白質(zhì)含量,靈敏性高,顯色效果明顯,減少了不必要的偏差實(shí)驗步驟,方便快捷。

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Optimum technology of chitin preparation from penaeus chinensis

BAI Yun,LI Ran,ZHANG Zhen*,GUO Xue-song*,ZHANG Dong-yang

(College of Food Science and Engineering,Jinzhou Medical University,Jinzhou 121000,China)

In this study,chitin was extracted from Penaeus chinensis,and the protein was removed by protease and decalcified by citric acid. The protease activity was measured by Alcalase Alkaline protease. The optimal conditions of chitin preparation were determined by single factor experiment and Box-behnken response surface design. The optimal conditions of decalcification were obtained as follows:solid-liquid ratio 1∶12,reaction Time 2.5 h,citric acid concentration of 8%,ash content of 0.42%. The optimum conditions were as follows:adding 2200 U/g enzyme,reaction time 5 h,reaction temperature 50 ℃,and the protein concentration could reach 31.42% by taking the protein content as the index. The experimental conditions are mild,rapid response,no environmental pollution,in line with the concept of pollution-free green,and to provide the basis for industrial production of chitin.

chitin;citric acid;protease;response surface;optimal process

2016-11-17

柏韻(1992-),女,碩士,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程,E-mail:m13188132062@163.com。

*通訊作者:張振(1983-),男,博士,講師,研究方向:食品營養(yǎng)與安全,E-mail:zhangzhen8849@163.com。 郭雪松(1970-),男,碩士,副教授,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品精深加工及綜合利用,E-mail:Jzguoxuesong@163.com。

遼寧醫(yī)學(xué)院校長基金(XZJJ20140121);大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目(201610160057)。

TS254.1

B

1002-0306(2017)09-0174-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.09.025