南美白对虾虾壳、头的成分及利用现状【文献综述】

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毕业论文文献综述食品科学与工程南美白对虾虾壳、头的成分及利用现状[摘要]南美白对虾的虾头、虾壳中含有极其丰富的营养,可以用来做养殖饲料、制作生物肥等等。本文主要介绍了南美白对虾虾壳中的各类营养成分、利用现状。[关键字]虾壳成分利用现状虾头　　我国虾类资源极为丰富。自2000年以后，其产量呈跳跃失增长，20006年达到156万吨左右。2007年，仅广东省南美白对虾产量就达35万吨[1]。目前我国南美白对虾主要以出口为主，而出口产品又你以虾仁为主，因此在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%[2]）。如果不加以利用,会造成严重的资源浪费且污染环境。虾壳(头)具有较高的营养价值,含有粗蛋白30%～36%、粗脂肪7.78%、钙6.94%、磷0.87%、甲壳素17.69%[3],是廉价的可再生资源。虾头经水解可制成营养丰富、具有保健功能的调味品,又可作虾味食品的添加剂;虾壳可提取或制成虾青素、蛋白质、甲壳素、壳聚糖、氨基葡萄糖盐酸盐等[4]。就甲壳素而言,已在轻工、食品、医药、化妆品、农业等领域广泛应用,如在罗非鱼饲料中添加0.5～1.0%壳聚糖,能降低饲料系数,提高饲料的蛋白效率[5];在水产养殖水体中适当的壳聚糖浓度有利于净化水质[6],近年来也扩大到环保行业作为污水处理的絮凝剂[7]，但是虾壳、虾头的利用率还是不令人满意。因此，如何更科学的开发利用对虾虾头、虾壳资源，提高其经济价值，已成为目前急待解决的问题。1南美白对虾虾头、虾壳的成分分析1.1一般化学成分分析经研究， 南美白对虾虾头、虾壳的一般化学成分及氨基酸、脂肪酸、矿质元素组成。结果表明,虾头、虾壳水分含量最高,分别为78.44%和75.15%;蛋白质、灰分、甲壳素含量丰富,以湿重计,虾头中分别为6.38%、3.62%和3.33%,虾壳中分别为5.22%、5.30%和6.67%;虾头中脂肪、总糖及总酸度以湿基计分别为2.42%、0.27%和2.30%,虾壳中则依次为1.09%、0.16%和2.29%。虾头、虾壳中氨基酸种类齐全,矿质元素含量丰富,含有人体8种必需氨基酸、4种呈味氨基酸以及7种对人体有益的微量元素。虾头、虾壳中油酸、亚油酸、DHA和EPA含量丰富,不饱和脂肪酸含量分别占游离脂肪酸总量的55.57%和48.42%(以干基计)。对比而言,虾头中脂肪、总糖、蛋白质高于虾壳,分别为虾壳的2.22倍、1.69倍和1.22倍;虾头中氨基酸总量及游离脂肪酸总量也明显高于虾壳,分别为虾壳的1.37倍和2.96倍;但虾壳中甲壳素含量显著高于虾头,为虾头的2.00倍;此外,虾壳中钙元素含量极高,占原料干重的19.6%,比虾头高1.87倍[6]。表1虾头虾壳的一般化学成分分析（以湿重计%）Table1Generalchemicalcomponentsofwhiteshrimpheadandshell(bywetweight%)项目虾头虾壳水分78.4475.15灰分3.625.31蛋白质6.385.22还原糖0.270.16脂肪2.421.09甲壳素3.336.67总酸度2.312.291.2虾头虾壳中的游离氨基酸南美白对虾虾头、虾壳的游离氨基酸组成见表2所示。虾头、虾壳中游离氨基酸的种类较齐全、含量丰富，以干基计，总量分别为2.358％和1.717％。虾头、虾壳中8种必需氨基酸基本齐全，必需氨基酸含量分别占游离氨基酸总量的41.52%和45.54%，必需氨基酸与非必需氨基酸比值分别为70.99%和83.64%。表2表明虾头、虾壳中呈鲜味和甘味的天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等鲜味氨基酸含量非常丰富，分别占氨基酸总量的36.05%和38.56%。由此推断南现代食品科技ModernFoodScienceandTechnology2009,Vol.25,No.3226美白对虾虾头、虾壳水解液具有较强的鲜味，可用于开发虾味海鲜调味料。虾头与虾壳相比较，虾头中牛磺酸、各种氨基酸含量都高于虾壳，但必需氨基酸、鲜味氨基酸所占总量比例则低于虾壳。由此可见虾壳与虾头一样，是一种宝贵的蛋白资源。表2虾头虾壳中游离氨基酸的含量（以干重计%） Table2Thefreeaminoacidcontentsofwhiteshrimpheadandshell(bydryweight%)氨基酸种类虾头虾壳氨基酸种类虾头虾壳天冬氨酸0.0700.052苯丙氨酸0.1300.097苏氨酸0.1600.100赖氨酸0.2300.160丝氨酸0.0600.034组氨酸0.0460.030谷氨酸0.2100.160精氨酸0.3200.250甘氨酸0.3400.270脯氨酸0.0560.040丙氨酸0.2300.180牛磺酸0.1600.110缬氨酸0.1100.076氨基酸总量2.3581.717甲硫氨酸0.0700.044必需氨基酸总量①0.9790.782异亮氨酸0.0830.056非必需氨基酸总量②1.3790.935亮氨酸0.1500.100鲜味氨基酸总量③0.8500.662酪氨酸0.0930.068注：①指苏氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和组氨酸②指天门冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、酪氨酸、精氨酸③指天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸。1.3虾头虾壳中的脂肪酸含量虾头、虾壳中脂肪酸含量结果如表3。由表3可知，虾头、虾壳中必需脂肪酸种类齐全，油酸、亚油酸、DHA和EPA含量丰富。虾头中，不饱和脂肪酸含量较高，占总量的55.57%，而单重脂肪酸以油酸含量最高，干重为原料的3.06%，其次依次为十六酸、亚油酸和十八酸，干基含量分别为2.92%、1.58%和1.48%，十五酸和十九酸含量最少，都为0.066%；虾壳中油酸含量亦丰富，为1.05%，其次为十六酸和十八酸，二十二酸和花生酸含量最少，仅都为0.04%。两者相对比，虾头中脂肪酸总量显著高于虾壳，为虾壳的2.58倍，虾壳中不饱和脂肪酸含量相对较少，为48.42%，但两者都明显高于黄鳍金枪鱼鱼头中38.6%[6]。虾头中饱和脂肪酸主要以十六酸和十八酸为主，占饱和脂肪酸的88.50%，不饱和脂肪酸以油酸和亚油酸为主，占不饱和脂肪酸的74.62%，而虾壳中不饱和脂肪酸主要由油酸和EPA为主，占不饱和脂肪酸的65.71%，亚油酸含量相对较低，仅为不饱和脂肪酸的5.24%。由此可知，虾头、虾壳脂肪酸中是一种富含不饱和脂肪酸尤其是油酸、亚油酸和EPA 的海洋油脂，如对其进行提取，可作为功能食品来使用。表3虾头虾壳中脂肪酸的含量（以干重计%）Table.3Thefattyacidcontentsofwhiteshrimpheadandshell(bydryweight%)脂肪酸名称虾头虾壳脂肪酸名称虾头虾壳十四酸0.0790.097十六碳一烯酸0.1800.250十五酸0.0600.260油酸3.0601.050十六酸2.9200.930亚油酸1.5800.110十七酸0.1800.210花生酸0.0880.040十八酸1.4800.600二十碳一烯酸0.1600.200十九酸0.0600.056EPA0.9300.330二十二酸0.1000.040DHA0.2200.120二十四酸0.0930.044不饱和脂肪酸6.2182.100饱和脂肪酸4.9722.237脂肪酸总量11.1904.3371.4虾头虾壳中矿物元素的含量虾头虾壳中矿质元素的含量测定结果如表4。由表中结果可知，虾头、虾壳中含有多种矿物元素，包括钙、钾、钠、镁四种常量元素，同时含有铁、锌、铜、锰、硒、钴、镍7种人体必需的微量元素。且该类具有提高机体自身免疫力的微量元素及钾、钠、镁都比克氏螯虾高[8]。虾头中，钙含量最高，为干重的6.82%，其次为钾、钠，两者都为0.56%，微量元素中铁和锌的含量较丰富；虾壳中钙含量约占总金属元表4虾头虾壳中矿物元素含量（以干重计%）Table.4.Mineralelementcontentsofwhiteshrimpheadandshell(bydryweight%)元素虾头虾壳元素虾头虾壳钾0.560.16锰0.00190.0060钠0.560.44锌0.00650.0022钙6.8219.6镍0.00023未检出镁0.361.05铅未检出0.0011 铜0.00560.0013硒0.0000270.000097铁0.0400.030钴0.0000600.000093素含量的92.06%，其次为镁元素，干重为1.05%，微量元素以铁和锰为主。虾头、虾壳相比较，金属元素含量以虾壳含量高，尤以钙元素差别最大，虾壳中未检出镍元素，而虾头中铅未检出。由此可见，南美白对虾虾头、虾壳中含有的各种常量、微量有益元素，若能加以利用，可作为功能食品使用。2成分测定的实验方法2.1一般化学成分的测定；水分，常压干燥法[9];灰分，高温煅烧法[10]脂肪，索氏抽提法[11]；蛋白质，双缩脲法[12]；总糖，直接滴定法[13];总酸，直接滴定法[13]甲壳素，按参考文献[14]测定。2.2氨基酸的测定采用日立L-8800型氨基酸自动分析仪进行测定。虾头、虾壳湿样各2.5g，磨碎，加入12mL、0.02mol/LHCl浸泡1h，再加入12mL、6％的水杨酸浸泡40min，12000r/min离心20min，取上清液进行测定。2.3脂肪酸的测定采用气-质联用仪进行测定。石油醚提取虾头、虾壳，离心过滤后上清液过气-质联用仪，采用GC/MS面积归一化法进行检测[15]2.4矿物元素的测定采用220Z石墨炉原子吸收光谱仪和220FS火焰原子吸收光谱仪进行测定。称取虾头、虾壳干燥粉各1g，加入20mL硝酸和10mL高氯酸，蒸干，再用去离子水溶解、定容至50mL，取部分液体进行测定。3南美白对虾虾头、壳的利用现状3.1源酶自溶制备虾香调味料    对虾加工生产虾仁及去头虾过程中，虾头会作为加工下脚料及废弃物处理。而虾头中含有丰富的蛋白质及风味物质，可用于制备虾香调味料加以利用。本课题组利用虾头内源酶研究了使虾头水解自溶的温度、固液比、时间及pH值等因素的影响，并得出了获得较高氨基酸含量产品的最优工艺条件，水解后可以得到氨态氮含量为0.31%，可溶性蛋白（短肽）含量为4.2mg/ml的调味液，香味浓郁，营养丰富；提取虾头蛋白酶，利用该酶与其它蛋白酶复合对虾头进行水解，水解液中可溶性蛋白（短肽）含量可达到8.0mg/ml，氨态氮含量可达到0.42%。另外以虾壳为原料，以氢氧化钠为主要反应试剂提取蛋白质，提取工艺及设备较为简单，条件更容易控制，提取出的蛋白质是一种优质的动物性蛋白质，非但可以用于食品、饮料中，亦可完全水解后制成氨基酸营养液[16],还可用于调料添加剂及饲料添加剂。3.2虾头提取脂溶性物质  为了充分利用虾头中的蛋白质资源，先将虾头酶水解，然后再进行溶剂提取，脂溶性物质的提取率也因此而提高了15％左右；虾头酶水解后，经离心后分离液－固两相，采用直接浸提法进行浸提。采用环己烷作为提取溶剂，通过研究确定了最佳提取工艺方案。所得到的脂溶性提取物呈深红色，具有浓郁虾香风味。虾青素的含量为0.673mg/100g虾头。虾油的不饱和程度较高，游离脂肪酸含量较高，杂质较多。经气象色谱分析，虾头中脂肪酸的种类很多，不饱和脂肪酸的含量占脂肪酸总量的63.12％，必需脂肪酸的总含量为43.28％。该研究不仅提高了产油率，减少了环境污染，又可以充分回收蛋白质资源，提高了经济价值；另一方面又为甲壳素的生产进行了前处理。3.3虾壳提取甲壳素、壳聚糖技术虾壳经脱钙、脱蛋白后得到甲壳素。在微波场敞开式反应系统中，采用乙醇预渗透、间歇水洗/二次微波处理技术，得到甲壳素非均相碱法脱乙酰反应的优化条件，所得壳聚糖的脱乙酰度可达98.84％，特性粘度为305.76ml/g，灰分为0.05%，色泽纯白。与传统工艺相比，碱的用量减少60％，反应时间缩短约25倍，节能、节时效果非常显著。研究表明在虾壳中含有20%的甲壳素，近年来国内外对甲壳素及其衍生物壳聚糖的研究十分活跃，因为甲壳素无毒、无味、无副作用，具有很好的防病效果，所以甲壳素在医药、造纸、印染、植物生长素、日用化学品、食品工业、水果保鲜、纺织工业、环境保护等领域应用开发发展很快，有些已进人实用阶段，并取得了良好的效益。壳聚糖化学名称为聚一2一氨基一2一脱氧一日，D一1，4一葡萄糖。是由甲壳素脱乙酞基得到的重要衍生物。其分子结构内含有游离氨，具有相当优良的物化性质及生理功能。壳聚糖是一种高附加值的高科技精细化学品，国内外工业级壳聚糖价格相当昂贵，其产品在全球范围是供不应求3.4虾壳红色素的提取应用虾壳中含有4%～5%的色素，其红色素色泽鲜艳，对温度、时间都有很好的稳定性，纯天然、无毒、是食品添加剂中最好的原料，同时虾壳红色素在抗氧化和抗肿瘤增殖方面具有明显的生物学功能。 [参考文献][1]蔡生力.对虾养养殖最新研究和进展-第三届华人虾类养殖研讨会综述[J].渔业现代化,2002,(2):3-6[2]曹文红,章超桦,谌素华,等.中国毛虾营养成分分析与评价[J].福建水产,2001(1):1-5[3]王润莲,张政军,等.虾、蟹、螺副产物的营养价值[J].饲料研究,2006(6):61262.[4]刘芳,叶克难.虾壳综合加工工艺的研究[J].现代食品科技,2007(9):53254.[5]刘兴国,宋里平.壳聚糖作为罗非鱼饲料添加剂的效果研究[J].渔业现代化,2004(1):40241,35.[6]郑宗林,唐俊,喻文娟.壳聚糖在水产养殖中的应用及前景展望[J].渔业现代化,2004(5):40242.[7]HIFH,CHENGWP.UseofChitosanasCoagulanttoTreatWastewaterfromMilkProcessingPlant[J].JPolymEnviron,2006,14:4112417.[8]书成,章超桦,洪鹏志,等.酶解法从黄鳍金枪鱼鱼头中提取鱼油的研究[J].福建水产,2007,26(1):46-50[9]食品中水分含量的测定.国标法GB/T5009.3-1985[10]食品中灰分含量的测定.国标法GB/T5009.4-1985[11]2055手动索氏提取系统安装及使用资料.福斯华（北京）科贸有限公司[12]靳敏,夏玉宇.食品检测技术[M].北京:化学工业出版社,2003[13]黄晓钰,刘邻渭.食品化学综合实验[M].北京:中国农业大学出版社,2002[14]冯振明.虾、蟹壳制备可溶性甲壳素的方法及应用[J].贮藏与加工,2003,(3):37-38[15]有机质谱分析方法通则.JY/T003-1996[16]王挺大.壳聚搪[M].北京化学工业出版社，环境科学与工程出版社，2000.1.