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1.本发明涉及海洋生物资源高效利用领域，具体涉及一种利用南极磷虾脱壳废水制备蛋白肽的方法。
背景技术：
2.南极磷虾是一种生活在南极洲大陆周边海域的甲壳类动物，其生物量巨大，伴随着远洋捕捞行业的发展，南极磷虾捕捞成为远洋渔业的新的增长点。目前南极磷虾多捕捞后直接在南极磷虾捕捞船上加工为冷冻品或干燥为虾粉，少数被加工为南极磷虾虾仁。伴随着消费者对南极磷虾的认知，虾仁的市场需求量逐渐增大。面临的问题是，船载虾仁加工效率低，无法满足大量的消费需求；陆基加工南极磷虾虾仁则受限于南极磷虾冷冻后解冻导致磷虾蛋白自溶，影响了虾仁的得率，经济成本较高。
3.在南极磷虾脱壳方面，国内外研究机构均开发了脱壳装置，如中国发明专利cn201410674568.1一种南极磷虾脱壳设备，包括排料装置、设置于所属排料装置一端的均质装置和设置于所述排料装置的另一端的脱壳装置，该发明的南极磷虾脱壳设备在对南极磷虾进行去壳时使用方便，去壳效果好。
4.中国发明专利cn201710560120.0一种基于仿生学的南极磷虾脱壳用排布料装置公开了一种基于仿生学的南极磷虾脱壳用排布料装置，包括动力源、传动机构、传送带、刮板；所述刮板与南极磷虾脱壳设备的滚轴垂直设置，并固定在传送带上，刮板的形状与相邻滚轴之间的空间仿形；动力源工作时，所述传动带的下部带体向后运动，上部带体向前运动，刮板随传动带运转至下部带体时，与滚轴贴近但不接触，刮板随传动带运转至上部带体时，与滚轴分离。本发明从仿生学的角度，提供了一种排布料装置，实现了单方向，自动将堆积在滚轴上的虾向后刮送的功能；刮板通过铰接的形式能够在传送带下方自由摆动，利用刮板自身的重力对虾进行向后刮送。
5.现有的所有剥壳设备的最基本原理都是通过机械转动夹持南极磷虾的虾壳或虾肢，然后通过挤压使虾肉从壳中脱出，再辅助以水流冲击，使虾肉和虾壳实现分离。该过程中，南极磷虾虾壳和虾仁之间的组织液会进入到水中，虾头壳中的内脏组织和消化液也会被一同带入到水中，消化液进一步对虾肉进行水解，形成的水溶性的成分进一步溶解在水中，上述的过程导致了南极磷虾脱壳得率的降低，大量的水溶性蛋白成分流失。伴随该过程的还有脂质的流失。因此，如何回收该部分水溶性成分并进行利用具有非常大的经济效益。
技术实现要素：
6.本发明要解决的技术问题是现有的南极磷虾脱壳过程导致了南极磷虾脱壳得率的降低，大量的水溶性蛋白成分流失，伴随该过程的还有脂质的流失。因此，如何回收该部分水溶性成分并进行利用具有非常大的经济效益。
7.为解决上述问题，本发明提供了一种利用南极磷虾脱壳废水制备蛋白肽的方法，通过回收南极磷虾脱壳废水进行浓缩并进行进一步深加工得到南极磷虾蛋白肽，提高了南
极磷虾生物资源的有效利用率。
8.为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种利用南极磷虾脱壳废水制备蛋白肽的方法，包括以下步骤：
9.(1)回收脱壳废水；其中脱壳废水为3质量份南极磷虾在机械脱壳过程中产生的1-15质量份冲洗用水，所述冲洗用水来源为自来水或纯净水；
10.(2)回收液浓缩，得到浓缩液；
11.(3)浓缩液加热，得到热凝聚物和浓缩液；通过加热，大分子量的蛋白受热变性，疏水基团暴露形成热聚物，形成热聚物的同时将液体中的固形物进行初步回收，液体中固形物的含量降低。
12.(4)一次分离；将热聚物和浓缩液进行分离，分离出的成分为蛋白和脂质的混合物。
13.(5)脱氟；
14.(6)二次分离；二次分离是将浓缩液加入脱氟剂后形成的絮状物进行离心分离，使含氟成分沉淀进行分离。
15.(7)膜分离；膜分离是将脱氟后的小分子蛋白液体进行进一步的膜分离，采用不同分子量的膜，使用超滤、纳滤的方式，将小分子蛋白按照不同的分子量进行分离，通过纳滤将盐脱除。
16.(8)喷雾干燥得到成品；
17.进一步的，步骤(1)中脱壳废水回收过程中将南极磷虾脱壳冲洗水进行过滤收集，循环使用该冲洗水进行冲洗，循环冲洗过程中，水温≤15℃(温度过高会导致虾的自溶程度提高，固形物流失严重)，得到的脱壳废水中含固量为2-10％。
18.进一步的，步骤(2)中回收液浓缩过程中温度维持在30-70℃，得到浓缩液的含固量为2-30％。
19.进一步的，步骤(3)浓缩液加热的温度≥90℃(该温度以上才能够让浓缩液中的蛋白分子发生热凝集)，采用旋转刮面式换热器进行加热。
20.进一步的，步骤(4)采用卧式螺旋离心机进行分离，分离后固相的水分含量≤65％该水分含量是卧式螺旋离心机离心机在分离生物质和液体时分离度较好时的一个水分含量范围。
21.进一步的，步骤(5)脱氟采用脱氟树脂或含钙离子的无机物进行脱氟，其中含钙离子的无机物为氯化钙、氢氧化钙或硫酸钙中的一种或几种。
22.进一步的，步骤(6)采用离心式分离的方式。
23.进一步的，步骤(7)膜分离包括陶瓷膜过滤，超滤和纳滤。先后顺序是陶瓷膜过滤、超滤、纳滤，其作用分别是分离未被离心下来的小颗粒，拦截3000-10000分子量以上的大分子，透过150-300分子量以下的钠离子、氯离子等。
24.进一步的，步骤(8)喷雾干燥的温度为进风温度180℃-220℃，所述出风温度≤80℃。
25.加工液中的蛋白以水溶性蛋白为主，大多来自肌动蛋白、组蛋白和磷酸脱氢酶等蛋白。本加工方法对蛋白中的肽段有一定的选择作用，纳滤膜孔径较小，仅允许150da以下的物质通过，能够很好的保留加工原液中的多肽，而超滤膜有很好的的蛋白分离作用，能目
的性的保留目标分子量区间的多肽，且超滤膜孔径较大(截留分子量3500da)，部分分子量较小的肽在超滤过程中损失。
26.氨基酸的营养评价显示，综合必需氨基酸比例来看，长期作为人类的蛋白来源不会造成某种氨基酸的缺失。综合eaai和f值来看，该肽粉的营养评价高，是一种良好的蛋白补充剂。
27.本发明的有益效果在于：
28.将南极磷虾脱壳过程中产生的废水进行回收利用，得到南极磷虾蛋白肽，提高了南极磷虾生物资源的有效利用率。
附图说明
29.图1是回收工艺过程中各相关产品组分变化(干基)。
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1：
32.一种利用南极磷虾脱壳废水制备蛋白肽的方法，包括以下步骤：
33.(1)回收脱壳废水；其中脱壳废水为3吨南极磷虾在机械脱壳过程中产生的5吨质量份冲洗用水，所述冲洗用水来源为自来水或纯净水；
34.(2)回收液浓缩，得到浓缩液；
35.(3)浓缩液加热，得到热凝聚物和酶解液；
36.(4)一次分离；
37.(5)脱氟；
38.(6)二次分离；
39.(7)膜分离；
40.(8)喷雾干燥得到成品；
41.其中，步骤(1)中脱壳废水回收过程中将南极磷虾脱壳冲洗水进行过滤收集，循环使用该冲洗水进行冲洗，循环冲洗过程中，水温≤15℃，得到的脱壳废水中含固量为2-10％。
42.步骤(2)中回收液浓缩过程中温度维持在30-70℃，得到浓缩液的含固量为2-30％。
43.步骤(3)浓缩液加热的温度≥90℃，高温蒸煮10min，采用旋转刮面式换热器进行加热。
44.步骤(4)采用卧式螺旋离心机进行分离，或以100目滤布粗分离蛋白脂肪絮状聚集体后使用碟式离心机16000r/s分离液体中的悬浮物，收集离心后沉淀，分离后固相的水分含量≤65％。
45.步骤(5)脱氟采用脱氟树脂或含钙离子的无机物进行脱氟，其中含钙离子的无机物为氯化钙、氢氧化钙或硫酸钙中的一种或几种。
46.步骤(6)采用离心式分离的方式。
47.步骤(7)膜分离包括陶瓷膜过滤，超滤和纳滤。先后顺序是陶瓷膜过滤、超滤、纳滤，其作用分别是分离未被离心下来的小颗粒，拦截3000-10000分子量以上的大分子，透过150-300分子量以下的钠离子、氯离子等。
48.步骤(8)喷雾干燥的温度为进风温度180℃-220℃，所述出风温度≤80℃。
49.本发明还改进了南极磷虾剥壳机，实现剥壳过程水资源回用，并对剥壳漂洗水进行再加工以回收蛋白物质。对漂洗液原液加热升温至90℃，高温蒸煮10min，以100目滤布粗分离蛋白脂肪絮状聚集体后使用碟式离心机16000r/s分离液体中的悬浮物，收集离心后沉淀，对上清液进行膜浓缩，根据前面实验确定膜浓缩的操作条件：纳滤(150da)温度25℃、操作压力4.0mpa，浓缩倍数10倍；超滤(3500da)温度25℃、操作压力3.0mpa、浓缩倍数12倍，保证两种膜浓缩截留液的固形物含量基本保持一致。选取南极磷虾原虾(yx)、去壳虾肉(qk)、去壳加工原液(yy)、蒸煮离心沉淀(cd)、纳滤截留液(nl)、超滤截留液(cl)冻干待测以及普通南极磷虾肽(lx)，分析各组分变化。由图1分析可知，去壳后虾肉蛋白含量明显提高，总糖含量随着虾壳去除几乎消失。原液中以蛋白物质为主(61.24g/100g)，经过加热后蛋白物质显著增加，主要是由于加热后大分子蛋白和脂肪絮凝沉淀，离心分离后的沉淀(cd)中脂肪含量高达46.23g/100g，有效地去除了蛋白物质。超滤纳滤膜浓缩进一步对料液中蛋白的浓度，且两种膜浓缩过程蛋白含量的变化也存在差异，纳滤膜(nl)可透过的物质分子量极小，对蒸煮离心后的上清液组分几乎没有影响，蛋白含量与加工液原液的差距不大(69.31g/100g)，在这一过程中还起到了脱盐的作用；而超滤膜(cl)膜孔径较大，主要是起到截留大分子蛋白和多肽的作用，所以蛋白含量较高(76.09g/100g)。
50.nl浓缩液中脂肪含量占到18.26％，与加工液yy相差不大，这是由于纳滤膜孔径较小，能较好地保留蛋白和脂肪等有机物，但是起到了脱盐的左右，所以灰分含量大幅减少，蛋白大幅提高，脂肪含量虽有下降但是脱脂效果不明显；cl浓缩液的脂肪含量显著降低，这是由于膜孔径较大，只能截留较大分子的物质，蛋白截留率较高，但是可以透过其他物质，灰分占13.46％，脂肪仅占8.65％，所以相较于nl其蛋白含量更高。后期实验的结果也显示膜浓缩还有效的降低了氟及重金属元素含量。
51.总体来看剥壳液中提取的南极磷虾肽有较大的回收价值。
52.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可以利用上述技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。