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南美白对虾加工废弃物高值化利用技术研究

作　者: 张艳
导　师: 崔青曼
学　校: 天津科技大学
专　业: 海洋生物学
关键词: 复合微生物南美白对虾废对虾废弃物复合蛋白粉低聚壳聚糖
分类号: TS254.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

南美白对虾,又名凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei),是世界上公认的优良养殖品种之一,近年来已成为中国养殖的主要对虾种类。在消耗对虾过程中会产生大量的虾头、虾壳及虾尾废弃物,约占整虾的40%-45%,这些废弃物中含有大量的甲壳素、蛋白质、不饱和脂肪酸、虾青素、矿物质等营养成分,回收利用这些物质对于节能减排、缓解环境压力具有重要意义。本研究采用复合微生物发酵法对南美白对虾加工废弃物进行处理,研制营养全面的复合蛋白粉和多种生物学功能的低聚壳聚糖,实现对虾加工废弃物的绿色高值化开发。采用Plackett-Burman实验设计确定了影响南美白虾废弃物发酵的主要因素是发酵时间、发酵温度和固液比,其主次顺序是：发酵时间>发酵温度>固液比,最佳工艺条件是：发酵温度40℃、发酵时间48h、固液比1:2.5,在此条件下,水解度的验证值平均为24.42%,实际验证值与理论预测值(24.38%)非常接近,说明用响应面法得到的工艺条件具有较强的可靠性。以虾壳发酵液和豆粕为原料,根据影响发酵效果的几个因素,设计6组试验,通过测定系列指标,比较不同处理组豆粕的发酵效果。结果表明,发酵豆粕(复合蛋白粉)与原料豆粕相比,感官良好,带有酒香的浓郁酸香味,胰蛋白酶抑制因子和植酸含量显著降低(P<0.05),酸溶蛋白、游离氨基酸、小肽含量显著升高(P<0.05),蛋白质含量显著升高(P<0.05),说明经过混菌发酵,豆粕的营养价值得到极大提高。在各实验组中,以实验5组效果最佳,该组的发酵参数是：发酵原液pH值6.5,添加未灭菌豆粕,料液比为1:1.8,酿洒酵母接菌量为豆粕质量的15%,发酵后12h添加豆粕质量10%的葡萄糖,发酵温度35℃,发酵时间48h。以南美白对虾废弃物进行固液分离后的虾壳制取的甲壳素,呈白色或淡黄色片状,回收率达91.53%；制备的甲壳素经三次脱乙酰基后脱乙酰度可达95%以上,制备的壳聚糖接近无色半透明片状；壳聚糖通过乙酸-过氧化氢反应体系降解后,通过凝胶色谱测定低聚壳聚糖平均分子量为5200Da。基础饲料中分别添加0.05‰、0.1‰、0.2‰肆0.4‰的低聚壳聚糖,制成颗粒饲料后投喂中华绒鳌蟹28d,试验开始后第14d、28d,分别测定系列血液免疫学指标,探讨低聚壳聚糖对中华绒鳌蟹免疫功能的影响,结果表明,低聚壳聚糖能够显著提高河蟹呼吸爆发活性、血清酚氧化酶、超氧化物歧化酶、溶菌和过氧化氢酶的活性(P<0.05),从而明显提高河蟹的免疫保护率。低聚壳聚糖的适宜添加量为0.2‰。用低聚壳聚糖做免疫增强剂,分四个梯度添加到南美白对虾的饲料中,饲养8周,结果表明,低聚壳聚糖能够明显进行虾生长,明显提高对虾酚氧化酶、超氧化物歧化酶、一氧化氮合酶和呼吸爆发的活性(P<0.05),从而明显提高对虾的存活率,最适宜添加量3‰。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 前言  9-27
  1.1 南美白对虾资源及其加工利用概况  9-16
    1.1.1 南美白对虾养殖状况  9
    1.1.2 南美白对虾废弃物的营养价值  9-10
    1.1.3 南美白对虾废弃物利用状况  10-16
  1.2 豆粕研究概况  16-21
    1.2.1 豆粕资源  16
    1.2.2 豆粕中的抗营养因子及其抗营养作用  16-18
    1.2.3 豆粕中抗营养因子的处理方法  18-20
    1.2.4 发酵豆粕的特点及营养特性  20-21
  1.3 低聚壳聚糖的制备、性质及应用  21-24
    1.3.1 低聚壳聚糖的制备  22
    1.3.2 低聚壳聚糖的性质  22
    1.3.3 低聚壳聚糖的应用  22-24
  1.4 本课题研究的主要内容及目的意义  24-27
    1.4.1 研究的主要内容  24-25
    1.4.2 研究目的及意义  25-27
2 材料与方法  27-42
  2.1 试验材料  27-30
    2.1.1 生物材料  27
    2.1.2 药品及试剂  27-29
    2.1.3 主要仪器设备  29-30
  2.2 试验方法  30-42
    2.2.1 复合微生物发酵南美白对虾加工废弃物  30-32
    2.2.2 混合菌株发酵豆粕生产复合蛋白粉工艺条件的确定  32-35
    2.2.3 复合蛋白粉营养成分分析  35-36
    2.2.4 低聚壳聚糖制备及应用  36-41
    2.2.5 数据处理  41-42
3 结果与分析  42-66
  3.1 复合微生物发酵南美白对虾废弃物  42-55
    3.1.1 酸奶中乳酸菌筛选及产酸能力的测定  42
    3.1.2 菌株对数生长期的确定  42-44
    3.1.3 复合微生物发酵南美白对虾废弃物条件优化  44-55
  3.2 混合菌株发酵豆粕生产复合蛋白粉  55-59
    3.2.1 不同处理组豆粕感官指标比较  55-56
    3.2.2 不同处理组豆粕鲜样pH值、风干pH值比较  56
    3.2.3 不同处理组豆粕抗营养因子比较  56-57
    3.2.4 不同处理组豆粕酸溶蛋白、游离氨基酸、小肽含量的比较  57
    3.2.5 不同处理组豆粕的主要营养物质的比较  57-58
    3.2.6 Tricine-SDS-PAGE电泳分析  58-59
  3.3 低聚壳聚糖的制备及应用  59-66
    3.3.1 低聚壳聚糖的制备  59-60
    3.3.2 低聚壳聚糖对中华绒螯蟹免疫功能的影响  60-64
    3.3.3 低聚壳聚糖对南美白对虾免疫机能的影响  64-66
4 结论  66-67
  4.1 复合微生物发酵南美白对虾废弃物条件优化  66
  4.2 混合菌株发酵豆粕生产复合蛋白粉  66
  4.3 低聚壳聚糖的制备及应用  66-67
5 展望  67-68
6 参考文献  68-77
7 攻读硕士学位期间发表论文情况  77-78
8 致谢  78

南美白对虾加工废弃物高值化利用技术研究

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