蝦、蟹殼主要含有甲殼質,也稱甲殼素或幾丁質,是一種含氮的多糖(多聚乙酰氨基葡萄糖)。即2-乙酰氨基-2-脫氨-D-葡萄糖。它的分子結構與纖維相似。隻是C2的羥基被乙酰基的取代。在自然界中,甲殼質是一種產量最高的氨基多糖,是一種天然存在的糖蛋白的降解產物,也可以說是從一種特殊的糖蛋白中分離出來的輔基。
研究表明,甲殼質原料的蝦蟹殼,含有(以自然幹物計算)10%~12%的水分,25%~45%的無機鹽和43%~65%的有機物,在有機物中,甲殼質占75%~85%,蛋白質占12%~22%,色素占0.1%~0.25%,其餘為少量油脂等。
一、殼聚糖的製備
甲殼質的生產工藝主要是根據原料中的非甲殼質成分的性質、含量,采用化學方法順次破壞並除去這些成分,以製得純粹的甲殼質,然後用濃堿處理,脫去乙酰基即得殼聚糖。
(一)原料與設備
蝦、蟹殼、鹽酸、氫氧化鈉、水、幹燥器、壓榨機、堿煮鍋、水解容器、高錳酸鉀、草酸、醋酸、硝酸、磷酸、過氧化氫、硫代硫酸鈉、重亞硫酸鈉、殼聚糖酶、脂肪酶、溶菌酶、蛋白酶。
(二)加工工藝
1.工藝流程
2.工藝要點
(1)原料的處理原料力求新鮮,必須把原料中的肉質、汙物用水洗淨,搗碎,進入下一步工序。如短期內不加工,可將洗淨的原料曬幹或烘幹貯藏備用。
(2)浸酸浸酸旨在除去原料中的CaCO3和Ca(NO3)2,因為這些成分在蝦蟹殼中含量相當高。浸酸可用工業HCl或廢HCl,濃度視原料種類而不同。一般蝦殼用5%,河蟹殼用10%,海蟹殼用10%~15%,浸漬過程中應經常攪拌。如發現原料並未浸漬軟,已無氣泡發生,說明酸量不足,應補充加入一些濃酸,或浸入新的酸液。當原料全部軟化,不再有氣泡發生,浸酸過程即可完畢。一般需2~3h,浸酸後的原料取出,用水洗至中性。
(3)堿煮目的是除去蛋白質及油脂,並破壞部分色素。堿液質量分數為8%~10%,邊攪拌邊煮沸2h左右,蛋白質逐漸被堿液溶解,而與甲殼素脫離,油脂皂化後溶於堿液。部分色素被破壞,顏色變淺。原料經煮沸以後,取出用水洗去堿液,為縮短洗滌時間和節約用水,可加HCl以中和殘餘的堿,再用水洗。
(4)氧化脫色蝦蟹殼中的主要色素為蝦紅素,在蝦、蟹死後和煮後變為紅色,需用氧化脫色。通常先將洗淨的軟殼壓榨去水,加1%高錳酸鉀酸性溶液浸漬1~2h,取出用水衝洗。
(5)還原劑漂白經高錳酸鉀處理後的原料,需用還原劑才能完全去掉高錳酸鉀所沾染的紫色。一般采用草酸、硫代硫酸鈉、重亞硫酸鈉等,質量分數為1%~1.5%。在還原過程中應不斷將原料翻動,使退色均勻完全。將漂白後原料取出,用水洗淨,幹燥後得半成品,不溶解甲殼素。
(6)脫乙酰基甲殼素在濃堿的作用下脫乙酰基成為可溶性的甲殼素。一般采用0.4g/mL NaOH於60~80℃保溫20~24h,如用同樣NaOH溶液,在135~140℃條件下需l~2h,就可脫淨乙酰基。但從製品色澤看,低溫處理的成品色澤好。如經100℃、3h處理的產品為黃褐色、在60℃、22h處理為微黃色,經30℃、120h處理的則為潔白色。
檢查乙酰基脫去的方法:取甲殼素樣品,洗去堿液。浸入1.5%~3%的酸液中,溶解就說明已脫去乙酰基。
將脫去乙酰基的甲殼素取出,水洗,幹燥後即得殼聚糖。若要製成顆粒,則將其溶於2%~5%的醋酸中過濾。濾液中加稀堿使之成為堿性,黏稠的甲殼素即成顆粒沉澱,用水充分洗滌,幹燥後即為成品。
(三)殼聚糖的質量標準與檢驗方法
1.質量標準
殼聚糖產品的質量標準。
2.檢測方法
(1)水分的測定按GB/T 5009.3—2003《食品中水分的測定》的規定執行。
(2)灰分的測定按GB/T 5009.4—2003《食品中灰分的測定》的規定執行。
(3)黏度的測定按中華人民共和國藥典(1995年版二部)附錄ⅥG的規定執行。