一種利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及甲殼素制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]甲殼素(Chitin)又名幾丁質(zhì)、甲殼質(zhì)，化學(xué)名為β -(I, 4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-D葡聚糖，分子式為(CsH15N06)n。甲殼素及其衍生物以其獨(dú)特的功能和特性，在環(huán)保、食品、醫(yī)藥、制作功能材料、農(nóng)林業(yè)、輕紡工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)蝦殼中含有20% ~ 30%的甲殼素，20% -30%的蛋白質(zhì)等有機(jī)物，30%?40%的鈣等無機(jī)物，4°/『5%的色素。因此，蝦殼應(yīng)該是一張寶貴的生物資源，從蝦殼中提取甲殼素是對蝦殼的高值化利用，有利于變廢為寶，減少資源浪費(fèi)。
[0004]申請公布號:CN 104231113 A，申請公布日:2014.12.24的中國專利公開了一種甲殼素的制備方法，該方法包括以下步驟:(I)取食用后的龍蝦蝦殼，用自來水洗干凈，放于一容器內(nèi)。(2)加入堿性溶液，用玻璃棒攪勻后置于水浴鍋中保溫堿浸，濾去堿液，水沖洗至中性。(3)加入酸性溶液，用玻璃棒攪勻后置于酸洗，濾去酸液，水沖洗至中性。(4)加入高錳酸鉀溶液，浸泡蝦殼2小時(shí)，濾去高錳酸鉀溶液，然后加入NaHSO3溶液，在室溫下浸泡蝦殼2小時(shí)，濾去溶液，水洗至中性。(5)將濾渣在60-70°C的條件下，干燥3-4小時(shí)，粉碎機(jī)上粉碎，過80目篩，即為成品甲殼素。該方法為傳統(tǒng)的酸堿法生產(chǎn)甲殼素，存在以下弊端:酸堿用量大、易產(chǎn)生廢液廢水，環(huán)境污染嚴(yán)重，成本高、腐蝕性強(qiáng)、污染環(huán)境；操作步驟多、生產(chǎn)周期長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的從蝦殼中制備甲殼素的方法酸堿用量大、易產(chǎn)生廢液廢水，環(huán)境污染嚴(yán)重，操作步驟多，生產(chǎn)周期長的問題，提供了一種工藝步驟簡單，條件溫和，可操作性強(qiáng)，廢水廢液少，生產(chǎn)周期短，提取率高的利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法，包括以下步驟:
(I)預(yù)處理:對蝦殼進(jìn)行擠壓脫水處理，得到的固體物料粉碎后得蝦殼粉，待用。
[0007](2)脫蛋白:在蝦殼粉中加入水，料液比控制在1:4~5 (m/V)，攪拌均勻后升溫至40~60 0C，保溫3~5h后調(diào)節(jié)pH至8~9，加入堿性蛋白酶，于溫度50~60 °C下超聲水解20~30min，再調(diào)節(jié)pH至10~11，80~100°C加熱處理10~30min，過濾，將過濾物水洗至中性后干燥，得脫蛋白蝦殼粉。本發(fā)明采用自溶法、酶解法以及堿法相結(jié)合的方法對蝦殼粉進(jìn)行脫蛋白，條件溫和，工藝簡單，廢水廢液少，蛋白脫除徹底，對環(huán)境無污染，且耗能量較小，成本低，其蛋白質(zhì)水解液還可回收利用；同時(shí)在水解時(shí)通過超聲波的空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，能提尚甲殼素的提取率和蛋白質(zhì)的脫除率。
[0008](3)脫鈣:在脫蛋白蝦殼粉中加入質(zhì)量百分濃度為9~11%的EDTA 二鈉溶液，料液比控制在1:1~1.5 (m/V)，調(diào)節(jié)pH至9~12，不斷攪拌直至無氣泡產(chǎn)生，過濾，水洗至中性后烘干，即得甲殼素粗品。本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)的傳統(tǒng)稀酸脫鈣方法，采用Η)ΤΑ 二鈉螯合脫鈣，具有污染小、成本較低、操作步驟簡單、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)。
[0009](4)脫色:將甲殼素粗品加入質(zhì)量百分濃度為3~5%的KMnO4溶液中，控制料液比為I: 10-15 (m/V)，浸泡0.5~lh，過濾，在過濾物中加入質(zhì)量濃度為1~2%的草酸溶液，控制料液比為1: 15~20 (m/V)，在60~70°C水浴中處理15~20min，過濾，水洗至中性烘干，即得甲殼素成品。
[0010]作為優(yōu)選，步驟(I)中，蝦殼粉碎至4~20目。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(2)中，升溫速率為每30min升高5~7°C。
[0012]作為優(yōu)選，步驟(2)中，堿性蛋白酶的加入量為4000~5000U/g。
[0013]作為優(yōu)選，步驟(2)中，超聲波頻率60~80kHz，功率為100~120W。
[0014]因此，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷而對利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法進(jìn)了整體優(yōu)化改進(jìn)，將自溶法、酶解法和堿法脫蛋白與m)TA 二鈉螯合法脫鈣進(jìn)行有機(jī)整合，工藝步驟簡單，條件溫和，可操作性強(qiáng)，廢水廢液少，生產(chǎn)周期短，提取率高，是一種值得推廣的綠色加工技術(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0016]在本發(fā)明中，若非特指，所有百分比均為重量單位，所有設(shè)備和原料均可從市場購得或是本行業(yè)常用的，下述實(shí)施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域常規(guī)方法。
[0017]實(shí)施例1
(I)預(yù)處理:對蝦殼進(jìn)行擠壓脫水處理，得到的固體物料烘干后粉碎至20目后得蝦殼粉，待用。
[0018](2)脫蛋白:在蝦殼粉中加入水，料液比控制在1: 5(1^)，攪拌均勻后以每3011^11升高5°C的速率升溫至60°C，保溫5h后調(diào)節(jié)pH至9，加入堿性蛋白酶，堿性蛋白酶的加入量為5000U/g，于溫度60 °C下超聲水解30min，超聲波頻率80kHz，功率為120W，再調(diào)節(jié)pH至10，80°C加熱處理30min，過濾，將過濾物水洗至中性后干燥，得脫蛋白蝦殼粉。
[0019](3)脫鈣:在脫蛋白蝦殼粉中加入質(zhì)量百分濃度為11%的EDTA 二鈉溶液，料液比控制在1: 1.5 (m/V)，調(diào)節(jié)pH至12，不斷攪拌直至無氣泡產(chǎn)生，過濾，水洗至中性后烘干，即得甲殼素粗品。
[0020](4)脫色:將甲殼素粗品加入質(zhì)量百分濃度為3%的KMnO4溶液中，控制料液比為I: 15 (m/V)，浸泡lh，過濾，在過濾物中加入質(zhì)量濃度為2%的草酸溶液，控制料液比為I: 20 (m/V)，在70°C水浴中處理20min，過濾，水洗至中性烘干，即得甲殼素成品。
[0021]實(shí)施例2
(I)預(yù)處理:對蝦殼進(jìn)行擠壓脫水處理，得到的固體物料烘干后粉碎至4目后得蝦殼粉，待用。
[0022](2)脫蛋白:在蝦殼粉中加入水，料液比控制在1:4 (m/V)，攪拌均勻后以每30min升高TC的速率升溫至40°C，保溫3h后調(diào)節(jié)pH至8，加入堿性蛋白酶，堿性蛋白酶的加入量為4000U/g，于溫度50°C下超聲水解20min，超聲波頻率60kHz，功率為100W，再調(diào)節(jié)pH至11，100°C加熱處理lOmin，過濾，將過濾物水洗至中性后干燥，得脫蛋白蝦殼粉。
[0023](3)脫鈣:在脫蛋白蝦殼粉中加入質(zhì)量百分濃度為9%的EDTA 二鈉溶液，料液比控制在1:1 (m/V)，調(diào)節(jié)pH至9，不斷攪拌直至無氣泡產(chǎn)生，過濾，水洗至中性后烘干，即得甲殼素粗品；。
[0024](4)脫色:將甲殼素粗品加入質(zhì)量百分濃度為5%的KMnO4溶液中，控制料液比為I: 10 (m/V)，浸泡0.5h，過濾，在過濾物中加入質(zhì)量濃度為1%的草酸溶液，控制料液比為I: 15 (m/V)，在60°C水浴中處理15min，過濾，水洗至中性烘干，即得甲殼素成品。
[0025]實(shí)施例3
(I)預(yù)處理:對蝦殼進(jìn)行擠壓脫水處理，得到的固體物料粉碎至10目后得蝦殼粉，待用。
[0026](2)脫蛋白:在蝦殼粉中加入水，料液比控制在1:4.5 (m/V)，攪拌均勻后以每30min升高6°C的速率升溫至45°C，保溫4h后調(diào)節(jié)pH至8.5，加入堿性蛋白酶，堿性蛋白酶的加入量為4500U/g，于溫度55°C下超聲水解25min，超聲波頻率70kHz，功率為110W，再調(diào)節(jié)pH至10.5，90°C加熱處理20min，過濾，將過濾物水洗至中性后干燥，得脫蛋白蝦殼粉。
[0027](3)脫鈣:在脫蛋白蝦殼粉中加入質(zhì)量百分濃度為10%的EDTA 二鈉溶液，料液比控制在1:1.2 (m/V)，調(diào)節(jié)pH至10，不斷攪拌直至無氣泡產(chǎn)生，過濾，水洗至中性后烘干，SP得甲殼素粗品；。
[0028](4)脫色:將甲殼素粗品加入質(zhì)量百分濃度為4%的KMnO4溶液中，控制料液比為I: 12 (m/V)，浸泡0.6h，過濾，在過濾物中加入質(zhì)量濃度為1.5%的草酸溶液，控制料液比為1: 16 (m/V)，在65°C水浴中處理18min，過濾，水洗至中性烘干，即得甲殼素成品。
[0029]本發(fā)明的方法中蝦殼粉的蛋白質(zhì)脫除率高達(dá)85.38%± 0.02%，脫鈣率為99.71%±0.05%，得到的甲殼素成品蓬松，色澤半透明，且白晳、均一，值得推廣應(yīng)用。
[0030]以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)預(yù)處理:對蝦殼進(jìn)行擠壓脫水處理，得到的固體物料粉碎后得蝦殼粉，待用； (2)脫蛋白:在蝦殼粉中加入水，料液比控制在1:4~5(m/V)，攪拌均勻后升溫至40-60 0C，保溫3~5h后調(diào)節(jié)pH至8~9，加入堿性蛋白酶，于溫度50~60 °C下超聲水解20~30min，再調(diào)節(jié)pH至10~11，80~100°C加熱處理10~30min，過濾，將過濾物水洗至中性后干燥，得脫蛋白蝦殼粉； (3)脫鈣:在脫蛋白蝦殼粉中加入質(zhì)量百分濃度為9~11%的EDTA二鈉溶液，料液比控制在1:1~1.5 (m/V),調(diào)節(jié)pH至9~12，不斷攪拌直至無氣泡產(chǎn)生，過濾，水洗至中性后烘干，即得甲殼素粗品； (4)脫色:將甲殼素粗品加入質(zhì)量百分濃度為3~5%的KMnO4溶液中，控制料液比為I: 10-15 (m/V)，浸泡0.5~lh，過濾，在過濾物中加入質(zhì)量濃度為1~2%的草酸溶液，控制料液比為1: 15~20 (m/V)，在60~70°C水浴中處理15~20min，過濾，水洗至中性烘干，即得甲殼素成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法，其特征在于，步驟(I)中，蝦殼粉碎至4~20目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法，其特征在于，步驟(2)中，升溫速率為每30min升高5~7°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法，其特征在于，步驟(2)中，堿性蛋白酶的加入量為4000~5000U/g。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法，其特征在于，步驟(2)中，超聲波頻率60~80kHz，功率為100~120W。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法，包括以下步驟：（1）粉碎預(yù)處理；（2）采用自溶法、酶解法和堿法進(jìn)行脫蛋白；（3）EDTA二鈉溶液進(jìn)行螯合脫鈣；（4）KMnO4溶液和草酸聯(lián)合脫色。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷而對利用蝦殼生產(chǎn)甲殼素的方法進(jìn)了整體優(yōu)化改進(jìn)，將自溶法、酶解法和堿法脫蛋白與EDTA二鈉螯合法脫鈣進(jìn)行有機(jī)整合，工藝步驟簡單，條件溫和，可操作性強(qiáng)，廢水廢液少，生產(chǎn)周期短，提取率高，是一種值得推廣的綠色加工技術(shù)。
【IPC分類】C08B37/08
【公開號】CN105085707
【申請?zhí)枴緾N201510239744
【發(fā)明人】陳小娥, 方旭波, 黃湛圓, 陳美玉, 張朝陽, 王軍夫
【申請人】浙江海洋學(xué)院
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年5月13日