专利名称：一种富含虾青素的虾油及其酶辅助超临界萃取方法
技术领域：
本发明涉及一种利用虾加工废弃物一虾头，虾壳及虾尾，通过蛋白酶辅助超临界二氧化碳萃取富含虾青素的虾油的方法，属于食品科学高新技术领域。
背景技术：
虾青素是广泛存在于生物界的一种酮式类胡萝卜素，属萜烯类不饱和化合物。已知虾青素在抗氧化、着色、光保护、促进繁殖、增强免疫、中枢神经系统健康的保护、预防心血管疾病以及防紫外线辐射等方面具有优异的生物学功能，因此近年来，天然虾青素的提取分离方法成为研究热点。天然虾青素作为一种天然制剂，在医药、养殖、食品以及化工等行业具有巨大的应用潜力和发展前景。本发明采用虾加工废弃物作为主要原料，提取富含虾青素的虾油，使原料变废为宝达到综合利用资源的目的。常见的从虾加工废弃物中提取虾青素以及油脂的方法有酶解法、有机溶剂提取法、超临界提取法。其中酶解法利用不同种类酶的酶解反应获得产物，但此法只能单纯将物质进行分解，后续还需要有进一步的提取工艺将目标物进行提取。有机溶剂提取法常用的溶剂有乙醇、丙酮、二氯甲烷和正己烷等，公开号为CN102503877A，申请号为201110387069.0的专利“一种虾青素的提取方法”，该方法首先采用低浓度乙醇溶液提取，再用二氯甲烷与已烷组成的混合溶剂进行萃取，获得虾青素。产品单一，且存在溶剂残留。公开号为CN102603589A，申请号为201210038732.0的发明“一种从冰冻的南极磷虾提取富集虾青素酯的方法”，利用乙醇液提取，而后利用正己烷浓缩可得含有虾青素的油脂。但该方法原料为南极磷虾整虾，成本高，且正己烷残留，损害产品质量。公开号为CN102731359A,申请号为201210249101.3的专利“一种从南极磷虾中提取虾青素及其酯的方法”，以冰冻的南极磷虾为原料，用乙醇提取，浓缩后加入甲壳素乙酸溶液，再加入乙醇洗脱，过滤得红色膏状物。该专利所得产品为膏体状而非澄清油态，故产品纯度不高，杂质较多。公开号为CN102731361A, 申请号为201210249118.9的专利“ 一种从南极磷虾中快速富集虾青素及其酯的方法”，该发明利用干南极磷虾为原料，加入正已烷或环已烷或石油醚或6#汽油的提取，再加入白色VE粉搅拌吸附，用丙酮洗脱至VE粉变白得红色膏状物，经硅胶柱层析可得虾青素酯洗脱液，各自蒸除溶剂得虾青素酯。柱顶洗脱时未下移的虾青素部分经丙酮提取。该发明工艺流程复杂，需要多步萃取，吸附，及分离操作，且该法所得产品含有有机溶剂残留，难以达到食品安全级别。超临界流体萃取作为一种新型的提取技术，传质速率快，无溶剂残留且产物分离简便，广泛应用于活性物质的提取和提纯中。二氧化碳因其临界点温和、安全、环保、无毒且经济等优势，在众多的超临界流体中脱颖而出，应用于多种物质尤其是食品工业中活性物质的萃取过程中。目前超临界提取技术与酶解反应结合这一模式，较多应用于化学反应效率提升的研究中，鲜少应用于活性物质的提取分离。本发明欲提供一种新型的组合提取方式，高效且简便的获得产品。有研究表明木瓜蛋白酶可选择性降解甲壳素的GIcNAc-GlcN糖苷键，因此本发明采用木瓜蛋白酶作为辅助酶参与虾青素的提取。
发明内容
本发明主要解决了现存的传统提取方法提取效率较低、流程繁琐的缺点，提供了利用木瓜蛋白酶辅助超临界二氧化碳的新型组合提取的方式，从而获得富含虾青素的虾油
女口
广叩ο本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案实现的:
本发明是利用虾加工废弃物一虾头，虾壳及虾尾，利用木瓜蛋白酶辅助超临界二氧化碳萃取富含虾青素的虾油的方法，其特点是:
1)将虾头，虾壳及虾尾等加工废弃物进行真空冷冻干燥，真空度曲线设定为15 20Mpa，温度曲线设定为0-30min升温至50°C后保持300min，而后在30min内降至40°C，并保持40°C直到曲线与设定曲线保持平行一小时后或重量恒定，视为真空冷冻干燥结束；
2)将进行真空冷冻干燥后的虾头，虾壳及虾尾放入粉碎机进行粉碎，粉碎至40-60目后备用;
3)称取定量虾头，虾壳及虾尾粉(以下简称为虾粉)，加入木瓜蛋白酶，比例为2 8%，充分搅拌均匀；
4)将完成步骤3后的虾粉装入超临界萃取釜中，控制萃取压力为15(T350Bar，萃取温度为3(T50°C，二氧化碳流量为I 3L/min以及萃取时间l(Tl20min，进行超临界动态萃取；
6)通过分离口收集产物，分离口温度设定为80°C。本发明所获得产品是一种富含虾青素的虾油，产品为澄清油状物，呈鲜艳的橙红色，具有虾油特有的海鲜香气。经响应面分析法优化后，虾粉中油脂萃取率可达10%以上，利用GC-MS和HLPC分析，虾油中不饱和脂肪酸总量可达30°/Γ63%，虾青素含量可达50 μ g/g 527 μ g/g。本发明具有明显的优点是:
1)产品丰富。通过此工艺可获得富含虾青素的虾油。既保存了含有不饱和脂肪酸的虾油，又富含虾青素，增强了产品的保健功效；
2)产品绿色环保纯度高。通过超临界二氧化碳萃取所得的产品无溶剂残留且产品纯度
闻;
3)工艺简单易于实施。本发明只需要经过原料处理和超临界萃取即可。
具体实施方式
:
通过下述实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。实施例:
1)将中国对虾加工废弃物经真空冷冻干燥进行预处理。真空度曲线设定为15 20Mpa，温度曲线设定为0-30min升温至50°C后保持300min，而后在30min内降至40°C，并保持40°C直到曲线与设定曲线保持平行一小时后或重量恒定，则真空冷冻干燥结束；
2)将进行真空冷冻干燥后的虾头，虾壳及虾尾放入中药粉碎机进行粉碎，粉碎至40-60目备用；
3)称取15g虾头，虾壳及虾尾粉(以下简称为虾粉)，加入木瓜蛋白酶，比例为6%，充分搅拌均匀，装入超临界萃取釜中，进行超临界二氧化碳萃取；4)控制萃取压力为300Bar，萃取温度为40 °C，二氧化碳流量2L/min，萃取时间为60min,进行超临界动态萃取，分离口温度设定为80°C。经过·以上步骤，虾粉中虾油的萃取率为11.2%，其中虾青素含量为518μ g/g。
权利要求
1.一种富含虾青素的虾油及其酶辅助超临界萃取方法，其特征在于包括以下制备过程: (1)将虾头，虾壳及虾尾等废弃物进行真空冷冻干燥后，粉碎，得到虾头，虾壳及虾尾粉(以下简称为虾粉); (2)称取一定量虾粉，加入木瓜蛋白酶，充分搅拌均匀装入超临界萃取釜中，进行超临界二氧化碳萃取； (3)通过分离口收集产物得到富含虾青素的虾油。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以下几个方面: (1)真空冷冻干燥过程中，真空度曲线设定为15 20Mpa，温度曲线设定为0_30min升温至50°C后保持300min，而后在30min内降至40°C，并保持40°C直到曲线与设定曲线保持平行一小时后或重量恒定，视为真空冷冻干燥结束； (2)将进行真空冷冻干燥后的虾头，虾壳及虾尾放入粉碎机进行粉碎至40-60目备用； (3)木瓜蛋白酶加入量控制为物料总量的(Γ10%； (4)超临界二氧化碳萃取虾油时的萃取条件为:萃取压力15(T400Bar，萃取温度30^600C，二氧化碳流量 I 3L/min，萃取时间l(Tl20min，分离口温度80°C。
全文摘要
一种富含虾青素的虾油及其酶辅助超临界萃取方法，本发明选用虾加工废弃物——虾头，虾尾以及虾壳经冷冻干燥后的粉末为主要原料，在木瓜蛋白酶的辅助下进行超临界二氧化碳萃取得到富含虾青素的虾油。设定萃取温度，萃取压力以及木瓜蛋白酶的投入量为三个待优化因素，利用响应面分析法进行优化分析，得到富含虾青素虾油萃取的最佳条件。所得产品可作为功能食品直接食用或作为附加材料添加到其他食品中，增强保健作用，实现废弃物综合环保利用。
文档编号C11B1/02GK103087814SQ20131005044
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月13日 优先权日2013年2月13日
发明者桑亚新, 王向红, 张雪娇 申请人:河北农业大学