海洋生物资源利用实验指导书2009.doc

海洋生物资源利用实验指导书海洋生物资源综合利用是利用海洋中食用价值较低的水产资源以及食品加工中的废弃物生产工业、医业农业、国防用品及特种食品的综合性课程。它的任务是研究海洋中能利用资源（鱼类、藻类、贝壳类及其各个部分）的组织特性、组成成分、综合利用中产品的加工工艺过程和相关的设备，分离提取的方法和相关的理论知识，从而使学生了解海洋资源综合利用的基本方法。 实验一 全鱼粉的制作一、目的和要求1、掌握全鱼粉制作的原理。2、基本掌握全鱼粉制作的工艺过程和技术要求。3、了解制作过程的操作方法。二、 原理原料粉碎、蒸煮后，利用离心机分离液体和固体，液体送到粗离心机中以分离油、汁水、和渣，鱼油到精离心机中进一步精制，汁水由浓缩器浓缩，由卧式离心机分离出来的固形物，与浓缩汁水混合后送到干燥机进行干燥。三、主要仪器设备蒸煮机、压榨机、高速中药粉碎机、电子秤、恒温加热器、电热干燥箱、红外线干燥器、冰箱、煤气灶、四、工艺流程原料粉碎蒸煮卧式离心液体粗离心汁水、鱼油、渣除去固体精离心浓缩干燥全鱼粉 五、实验步骤： 1、原料粉碎：除去原料中的外来杂质，用高速分散机粉碎成浆状。2、蒸煮：加适量水蒸煮，保持沸腾至原料熟透。3、离心：乘热离心成固体和液体，分离的液体温度应达到95c，并静置于储罐中，使其自然分成油层和汁水层。4、粗离心：油层的油通过粗离心机基本离去汁水，并通过精离心机精制成纯鱼油。5、浓缩：汁水部分通过真空浓缩机浓缩成含干物35%左右。6、干燥：将卧式离心机分离的固体和浓缩汁水混合均匀，干燥。六、计算：根据投入的原料量和成品量计算出成品率。七、全鱼粉主要质量指标： 特级 一级别 二级别 粗蛋白质% 60 55 50 粗脂肪% 8 10 12 水分% 12 12 12 盐分% 3 4 4 砂分% 3 4 4 八、思考题生产过程中的汁液为什么要利用？实验二 淡碱水解法提取鱼肝油一、 目的与要求（1）学习和掌握鱼肝油提取的基本原理和精制方法。（2）熟悉和掌握鱼肝油提取的基本操作。（3）计算鱼肝油的成品率。二、原理鱼肝内油脂一般以两种形态存在，一部分在肝脏细胞中呈游离状态，一部分与蛋白质等 结合构成细胞原生质。前者容易分离，后者用普通方法难以分离出来，甚至也难以用普通的溶剂自细胞中提取出来。为此，采用淡的碱液，将鱼肝油蛋白质组织分解，破坏蛋白质与肝油见的结合关系，从而比较充分地分离鱼肝油，此种方法即称为淡碱水解法。与蒸煮法相比，淡碱水解法不但出油率和维生素含量均较高，而且碱液还能中和原料中的游离脂肪酸，并有一定的脱色作用，因而肝油的颜色淡、酸价低。淡碱水解法一般适用于多脂鱼肝原料。三、材料、试剂和仪器 材料：大鲨肝、小鲨肝、马面鱼肝、鳐肝等。 药品：工业烧碱、pH试纸、精盐。 仪器：烧杯、恒温水浴锅、粉碎机或组织捣碎机、低速离心机、过滤器、电炉、冰箱、电子天平、电动搅拌机、滴定架四、工艺流程鱼肝切碎加碱调pH水解过滤离心分离盐析离心分离水洗离心分离（低温处理冷滤清鱼肝油）五、操作方法（1）原料处理 经验收合格的新鲜原料或解冻原料，在操作台上剔除金属杂物。盐藏鱼肝油必须脱去食盐，以免水解时发生严重的浮浊液。造成分离困难。用搅拌机或组织捣碎机将鱼肝油捣碎，使鱼肝在水解时能充分地与碱液接触，从而提高鱼肝油出油率（2）水解：将肝浆倒入水解锅中，加入一定比例的水，搅拌加热至40时，再加入一定量的预先配成一定浓度的碱液，使水解的pH值达到9。然后在此pH值的条件下，继续加热到80。待肝浆无粘性时，则显示肝浆水解完全。水解时间大约需要1至2小时。因肝的品种不同而异。水解完全后继续保温至80，以待分离。水解过程是淡碱水解法的重要工序，对肝油质量和出油率影响极大。A、碱的用量和碱液浓度 碱的用量要适中。过多会使肝油皂化，不但曾加损耗，而且会形成乳浊液，增加分离困难；过少则水解不完全，影响鱼肝油出油率和成品质量。因此，碱的用量要看鱼肝油的种类、新鲜程度、含油量及含盐量等因素而确定。总的要求是新鲜鱼肝的肝浆在水解时应保持pH9，而盐藏鱼肝油应保持pH10。鱼肝油的种类碱的含量（肝重的%）新鲜肝盐藏肝鲨鱼肝0.3-1.50.4-3.3鳐鱼肝0.8-1.51.8-3.3黄鱼肝1.8-2.03-3.5碱液的浓度也很重要，若过浓，在加入时就容易与油脂皂化，造成肝油损失。碱浓度的确定，主要根据鱼肝的种类而定，含油量少的鱼肝，碱液浓度可以浓一些，含油量多的鱼肝，则可以淡一些。例如：新鲜或盐藏的大黄鱼肝或鳗鱼肝，碱液浓度约为6-10%新鲜或盐藏的小鲨肝和鳐鱼肝，约为3-5%，新鲜或盐藏的大鲨肝：约为1.5-2.5%。B、加水量 水量的多少对水解的好坏影响很大，若加水量不足，不仅搅拌不均匀，而且影响蛋白质的水解速度，同时也不利于离心分析。反之水量过多，会冲淡碱液的浓度，增加碱液的饿消耗，增大水解液体积，延长分离时间。在实际生产中加水量一般为：新鲜的大小鲨肝和鳐鱼肝与水的比例为1/1，大黄鱼肝、鳗鱼肝和盐藏的大鲨肝有水的比例为3/2，盐藏的小鲨肝与水的比例为2/3。C、水解的温度与时间 在水解过程中，适当加热可促进蛋白质的水解速度，同时由于油的粘度降低，而易于分离，适当加热可以破坏肝脏的油脂肪酶，除去一些易挥发的臭味物质。水解温度一般在80为宜，但开始加碱时的温度要低，约40，因为温度高，蛋白质凝固的较紧密，会延长水解时间另外油脂在高温下，突然与碱接触，就会产生大量肥皂，肝油被损失。同时，皂化物的形成给分离带来困难。所以一般是先加热到40加碱，待加碱完毕，再加热到80。水解时间，因肝的品种不同而不同，一般含油量较高的新鲜鱼肝，水解时间约为1小时。含油量低的新鲜鱼肝，水解时间约为2小时。但同一种鱼肝，因盐藏肝的蛋白质的结缔组织变硬，不易水解，所以水解时间要比新鲜鱼肝时间延长。（3）分离、盐析、水洗 A、分离：水解液的分离，多采用离心机分离。B、盐析：盐析时将配成15%浓度的盐水，在不断搅拌下加入肝油中，加入量为肝油的10-15%，加热至80再进行第二次分离。C、水洗：第二次分离后的肝油中还有一部分碱，必须用热水洗数次，直至洗涤水呈中性为止。洗油时油和水的比例为1：1。方法是将水加热至80，然后加入肝油中并不断地搅拌，温度保持在80，静置25-30分钟，待油水分层后，水从底部放出。如此反复水洗数次。直至洗涤水呈中性为止。（4）低温处理 肝油中约含有30-40%的固体脂肪，凝固点较高，在低温季节便会析出结晶，影响产品质量，因此必须进行低温处理。 其方法是将粗制鱼肝油自然冷却至室温，置于7-10的预冷室内预冷一星期，再置于-2-4的低温处放置3天以上。然后进行压滤。获得肝油即为清鱼肝油。六、思考题：1、淡碱水解法提取鱼肝油，影响其出油率的因素有哪些？2、提取过程中，分离、盐析和水洗目的是什么？实验三 可溶性甲壳素的制备一、目的和要求 掌握甲壳素制备的原理，了解制备过程的操作方法。 基本掌握甲壳素制备的工艺过程和技术要求。 计算甲壳素的成品率。二、实验原理甲壳素(chitin)是一种天然高分子化合物，化学名称为2-乙酰胺基-2-脱氧-D-葡糖的聚合体。甲壳素不溶于稀酸、稀碱，故又称不溶性甲壳素。甲壳素经40%浓碱处理，分子中的乙酰基逐渐水解脱除。当脱乙酰基达到一定程度时，可溶于稀酸形成胶体溶液，脱乙酰基甲壳素又称可溶性甲壳素或壳聚糖(chitosan)。实验以虾壳或蟹壳为原材料，利用碱法生产甲壳素。甲壳素分子结构 可溶性甲壳素分子结构三、材料、试剂和仪器 材料：虾壳、蟹壳等。 药品：NaOH、HCl、KMnO4、NaHSO3、pH试纸。 仪器：烧杯、电炉、铁锅、干燥箱、组织捣碎机。四、工艺流程虾壳或蟹壳浸酸（脱碳酸钙）水洗烧碱煮脱色水洗干燥粉碎成品甲壳素五、操作方法（1）原料处理：新鲜的虾蟹壳除去肉质和杂质，水洗干净。（2）浸酸：称取一定量虾壳或蟹壳装入烧杯中，倒入10%的盐酸溶液浸泡8小时，以脱去原料中的碳酸钙。 清洗：将上述已泡好的壳用清水冲洗23次，至pH值为中性。 浸碱蒸煮：将壳放入锅中，用沸腾的烧碱煮11.5 h，保持碱浓度为68%左右（除去蛋白质兼皂化脂肪与部分脱色），清水冲洗23次，至pH值为中性。 脱色：将已煮好的壳用1%的KMnO4溶液浸泡12 h，用清水洗净，然后用1%1.5%的NaHSO3溶液浸泡1 h。 水洗：将经脱色处理的壳用清水洗至pH呈中性。 烘干：将洗净的壳放入干燥箱中烘干。 成品：将烘干后的壳经组织捣碎机捣碎即为成品甲壳素。六、计算：根据投入的原料量和成品量计算出成品率。七、思考题提取过程中，浸酸、浸碱的目的是什么？实验四 蛋白胨的制备一、目的和要求1、学习以低值杂鱼或鱼粉为原料，用AT3942中性蛋白酶作水解剂，制备蛋白胨的原理和方法；2、初步掌握制备蛋白胨的有关操作技术；3、计算成品率和原辅材料成本二、原理蛋白质是由无数氨基酸缩合而成的高分子化合物，其结合方式可以下列反应式表示。当蛋白质在酸、碱酶或高温高压下，分子上的肽键（CONH）逐渐断裂而水解成眎、胨、多肽、氨基酸等。故酸碱度、温度、时间等水解条件的不同，眎、胨、多肽、氨基酸所生成的量也不同，因此，控制一定的水解条件，就可以决定水解产物的成分是眎、或是胨、或是氨基酸，从而确定生产蛋白眎、蛋白胨或氨基酸的工艺条件。三、试剂和仪器1、试剂新鲜杂鱼或鱼粉、石灰或氢氧化钙、工业硫酸、工业氨水、冰醋酸、AT3942中性蛋白酶2、仪器 100温度计、尼龙布、布氏漏斗、各种烧杯、恒温水浴锅、自动温度控制器、电炉、抽滤瓶、玻璃喷射水泵 、pH滤纸或酸度计、电动搅拌机、高压消毒锅四、工艺流程 水解 中性蛋白酶、石灰或氨水 过滤 粗滤、细滤 新鲜杂鱼水解液 滤液 50-55 8小时 pH8-9 真空过滤除蛋白 用石灰或氨水过滤 除酸性蛋白 H2SO4或HAC静置 滤液 滤液pH9.5 加热至沸 pH5加热、过滤浓缩 真空薄膜 喷雾干燥 浓缩液 蛋白胨干粉 波美度9-10五、操作方法1、水解：将鱼粉500克，水2000毫升置于玻璃烧杯中，在不断搅拌之下，加入石灰水，调pH至8.5，开始加热，温度保持在501，加入AT3942中性酶（加入重按1克鱼粉加3000单位蛋白酶）。水解8小时后停止加热。2、除异性蛋白：水解结束后，在水解液中加石灰水调pH至9.5，放入压力锅内加热1小时，压力保持在1.4公斤。降温后过滤，滤液中加硫酸。在不断地搅拌之下调整pH至4.0-5.0。低温（10以下）放置24小时，吸上清液，残渣经水洗后，洗液与上清液合并。3、浓缩：上述滤液在常压下煮沸浓缩或在真空下进行浓缩，浓缩至波美度至9-10。4、干燥：浓缩液分装于搪瓷盘内，90以下真空干燥或直接进行喷雾干燥而得成品。5、包装：蛋白胨成品是粉状物，极易吸潮，故包装要迅速，装入玻璃瓶后，必须马上盖紧瓶盖，以确保密封。六、成品质量（1）溶解度：取样品10g，加蒸馏水500m