蝦蟹加工廢棄物之利用

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1、蝦蟹加工廢棄物之利用•蝦蟹加工過程所衍生出來的固體廢棄物量高達蝦蟹活體重的60~80%不等，而幾丁質佔這些廢棄物乾童之20~30%。•除了少數有被利用於生產蝦紛及蝦精等飼料用途之外，其餘大都丟棄而任遭腐朽。如此不但容易造成環境污染，而且亦自白的浪費了此一貴重之生物資源。•近年來，多醣類研究領域日益增廣，於天然有機物當中含量僅次於纖維素的幾丁質與幾丁聚醣之重要性亦就更加受人矚目，其應用範圍包括食品、農業、醫學、生物技術、化妝品、紡織以及環保等方面。•除了蝦粉與蝦精之外，蝦蟹加工廢棄物目前有被研究用來製造如下產品。–例如利用蝦頭製造蝦醬油、生產單細胞蛋白

2、質、)，製造幾丁質產品、純化蛋白質分解酶、抽取蝦紅素、萃取調味料以及養蝦用飼料蛋白等用途。1酵素之生產•蝦蟹殼係為幾丁質之主要製備原料，除了幾丁質之外，由於尚含蛋白質及碳酸鈣)等成分之故，於利用蝦蟹殼製備幾丁質之際，須用酸鹼來去除以碳酸鈣為主之無機鹽類及蛋白質。•酸鹼之成本以及酸鹼處裡所產生之廢液處理費，高佔幾丁質生產費之2/5。•幾丁質若經幾丁質酶(chitinase)分解，則可生產具多種功效之幾丁質寡醣。•所用之幾丁質酶通常都係由微生物所生產者。•於利用微生物生產此類酵素之際，一般都須添加經由脫鹽處理所製得之懸態幾丁質或粉粒狀幾丁質作為誘導基質。

3、•此種懸態幾丁質之製備係將脫鹽處理過之幾丁質浸泡於濃鹽酸，然後再經水洗而製得。•粉粒狀幾丁質之製備則係將幾丁質以磨球等方式研磨而製成。幾丁質之抽取法大略如下•除殘渣：先將蝦蟹外殼予以洗淨，並且浸泡於稀氫氧化鈉溶液(例如0.5N)裡，以便除去殘留於蝦蟹殼之組織。•脫碳酸鈣：將呈乳白色之原料予以洗淨，烘乾以及磨碎成適當顆粒之殼粉後，加入濃鹽酸(例如6N)除去存於原料裡之碳酸鈣(此時原料呈紅色)。•除蛋白質：所得原料使之浸泡於濃氫氧化鈉溶液(例如5N)且加熱數小時，以便除去存於原料裡之蛋白質。•除色素：所得原料使分別浸泡於稀鹽酸(例如1%)及稀醋酸(例如1

4、%)溶液一小時左右(此時原料呈淡紅色)。•乾燥：將原料予以洗淨並且乾燥後，可製得無臭無味之白色幾丁質結晶。•幾丁質再經熱鹼處理即可得到幾丁聚醣，(chitosan)•所製得之幾丁質及幾丁聚醣並不因原料種類的不同或鮮度的不佳而有所影響。•於上述幾丁質製備過程當中的除殘渣及除蛋白質步驟裡，往往會衍生源自原料之相當量的蛋白質，此部分若予以丟棄則將嚴重汙染水質而造成第二次環境污染，若能回收再利用則更能提高此類廢棄物之利用價值。•利用具分泌菌體外蛋白質分解酶能力之微生物來處理草蝦頭中所含的大量蛋白質，此舉不但可解決因氫氧化鈉等化學處理法所造成之廢水汙染問題，更

5、有可能達到回收此種微生物分解法所產生之蛋白質分解酶。•幾丁質，幾丁聚醣及其衍生物於未來的多醣類產品裡將會佔有頗大市場。•主要市場包括植物肥料，病害蟲防治，醫療用品，食品以及化妝品等。2利用蝦頭分離蛋白質分解酶•草蝦於被捕獲或經凍藏再解凍後，所產生之自家分解，乃係影響其作為食品之最大問題點。•草蝦於完整狀態時，所含蛋白質仍會迅速進行自家分解，由於草蝦之內生蛋白質分解誨進行自家分解而迅速的將草蝦蛋白質分解之故，草蝦作為蛋白質來源之利用性因而大大的減低。•草蝦所含蛋白質分解酶種類甚多，研究這些酵素將有助於防止草蝦自家分解之進行。–目前較常被研究此類酵素為胰

6、蛋白酶(trypsin)，胰凝乳蛋白酶(chymotrypsin)，胺基肽酶(aminopeptidase)以及羧狀誨(carboxypeptidase)等。•蝦的消化器官主要集中於頭部，此器官所含蛋白質分解酶係造成蝦類快速腐敗之主因，因而可以推斷草蝦頭裡含有活性甚高之蛋白質分解酶。•純化的蝦頭蛋白質分解酶，與市售之木瓜酶(Papain)或鳳梨酶(bromelain)等比較，探討此酵素嫩化牛肉之效果，結果發現由草蝦頭所製得之蛋白質分解醃並不遜於上述之市售酵素。單細胞蛋白質、蝦粉及蝦溶漿之生產•利用微生物發酵蝦頭廢棄物，可生產單細胞蛋白質(SCP,si

7、nglecellprotein)應用於飼料配方裡，以達有效利用此類廢棄物之目的。•將幾丁質生產菌Serratiamarcescens接種於均質且經過濾之草蝦頭培養液裡，經五天培養後，幾丁質分解酵素活性達1.07U/ml•接種酵母菌或黴菌於已事先進行過自家分解之培養液結果，皆以四至五天培養後之菌重量最高•利用蝦蟹加工之幾丁質廢棄物為原料，經鹼處理回收蛋白質後，以部分所得殘渣(幾丁質)作為細菌生產幾丁質醃之主要碳源，於利用發酵所得幾丁質酶分解另一部分幾丁質後，利用分解所得單糖為生產單細胞蛋白質之主要碳源。–由6069公斤此類廢棄物每日平均約可生產乾燥酵母

8、68公斤(蛋白質含量為40%)及蛋白質326公斤。蝦粉及蝦溶漿之生產•蝦類廢棄物(shrimpwastes)