微生物发酵虾头过程的优化工艺控制

摘要

中国对虾的产量已经连续几年位居世界首位,2005年达到50万,其中南美白对虾的产量约占30-35万吨.目前我国南美白对虾产品主要以虾仁为主,每年对虾的加工过程中会产生大量的虾头、虾壳下脚料(约占整虾30％-40％).这些副产物含有丰富的蛋白质、虾青素、钙、甲壳素等营养物质。传统化学加工方法不可避免的造成环境污染。利用嗜热链球菌发酵虾头，嗜热链球菌发酵造成的高酸环境可以防止虾头、虾壳在自溶过程中发生腐败，大大延长自溶时间，加强嗜热链球菌产生的蛋白酶与虾头自身内源蛋白酶的自溶作用，保证蛋白质的充分水解和高利用率，以及虾青素的高回收率。对发酵条件:虾头含量水平(X1),葡萄糖水平(X2)、反应时间(X3)、温度(X4)、接种水平(XS)和初始pH ( X6)进行了优化，采用Box-Behnken响应曲面法，以最终pH和蛋白质水解度作为响应变量进行优化。最终的优化条件为虾头含量1鲍、葡萄糖含量5g、时间66h,温度42℃、接种量2.2ml和初始pH为5.00。接着通过验证性实验对该条件下的发酵结果进行分析得到和预测符合的最终pH2.72和脱蛋白率92.7%。经乳酸菌发酵后的上清液氨基酸含量690.213 mg/L由升高至796.978 mg/L，必须氨基酸含量是发酵前的1.54倍，占发酵后氨基酸总量的50.99%;总酚含量由282.75μg/ml升高至554.14μg/ml;虾青素含量由0.628μg/ml升高至1.173μg/ml.DPPH自由基清除率由46.36%升高至85.45%;亚铁离子鳌合能率由48.51%升高至69.18%。获得的甲壳素红外光谱分析和X一衍生分析以及脱乙酞度的测定表明微生物发酵工艺处理的甲壳素脱乙酞度达到9.12%,明显高于酸碱工艺处理的甲壳素。