[01129389]微生物发酵——内源酶催化耦合法提取虾头虾青素的关键技术研究

1、任务来源： 本项目成果来源于中国海洋大学与泰祥集团的自主研发项目。 2、应用领域和技术原理：本成果属于食品加工的副产品加工与利用领域。针对虾头中含有优质天然虾青素、富含蛋白质和钙等营养物质的特点,建立微生物发酵-内源酶催化耦合技术,选择嗜热链球菌连续发酵未灭菌虾头,并结合虾头内源酶催化作用,同步脱除虾头中与虾青素结合的蛋白质和灰分,以提高虾青素提取效率。针对发酵后残渣中建立了乙醇提取纯化虾青素的工艺,并对所提取的虾青素的稳定性和生物学活性进行了研究。 3、性能指标： （1）经过生物发酵-生物催化耦合处理过程,虾头最终脱蛋白率达到94.15%,脱钙率达到83.27%,发酵液中氨基态氮达到3.29 mg/mL;发酵结束后氨基酸的含量总和（796.98 mg/L）高于发酵前的氨基酸含量（690 mg/L）,发酵液DPPH·自由基清除能力达98%以上。 （2）最终虾青素提取量可达到49.06μg·g虾头-1,最终获得虾青素纯度高达90%以上;经生物学实验显示,能够显著提高神经细胞的存活率;建立了虾青素的保存工艺。 4、与国内同类技术比较：国内外关于虾头高值化利用的报道大部分是利用酶处理方法处理虾下脚料的研究;少数文献报道了利用以乳酸菌为主的发酵法处理虾下脚料或结合外源蛋白酶制剂、化学法处理虾下脚料技术回收蛋白 质和甲壳素的研究;未见利用微生物发酵结合虾头内源蛋白酶生物催化技术耦合提取虾头虾青素的研究。本项目建立了虾头副产物绿色综合利用关键技术,属于国内外首创。 5、成果的创造性、先进性：该成果解决了虾头虾青素提取过程提取效率低下、蛋白质等资源浪费、成本高、污染重的问题,实现了原料直接发酵或简易处理后纯种连续发酵提取虾青素并生产高游离氨基酸海洋功能食品的虾头绿色综合利用过程,简化了高温灭菌等原料预处理工艺,实现了副产物高值化过程的全利用、低能耗、高效率。 6、作用意义：该成果若推广应用将从根本上解决制约我国海洋农业与海洋水产品加工产业的瓶颈问题,对全面提升我国海洋水产品加工产业整体技术水平和综合效益,促进我国海洋产业的健康、高效和可持续发展具有重要意义。 7、推广应用的范围、条件和前景：该技术可在水产品加工行业、海洋功能食品行业推广,可显著提高水产品及其加工副产物的附加值、降低资源消耗和环境污染,获得巨大的经济效益和显著的环境效益,促进蓝色经济的健康快速发展。 8、存在的问题和改进意见：进一步研究虾青素相关产品的生物学活性和保健功能。