一种利用虾壳生产甲壳素的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用虾壳生产甲壳素的方法，包括以下步骤：（1）粉碎预处理；（2）采用自溶法、酶解法和碱法进行脱蛋白；（3）EDTA二钠溶液进行螯合脱钙；（4）KMnO4溶液和草酸联合脱色。本发明专利技术针对现有技术所存在的缺陷而对利用虾壳生产甲壳素的方法进了整体优化改进，将自溶法、酶解法和碱法脱蛋白与EDTA二钠螯合法脱钙进行有机整合，工艺步骤简单，条件温和，可操作性强，废水废液少，生产周期短，提取率高，是一种值得推广的绿色加工技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及甲壳素制备
，尤其是涉及一种利用虾壳生产甲壳素的方法。
技术介绍
甲壳素(Chitin)又名几丁质、甲壳质，化学名为β-(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D葡聚糖，分子式为(C8H15NO6)n。甲壳素及其衍生物以其独特的功能和特性，在环保、食品、医药、制作功能材料、农林业、轻纺工业等领域得到了广泛应用，具有巨大的经济价值和广阔的应用前景。以质量分数计虾壳中含有20%~30%的甲壳素，20%~30%的蛋白质等有机物，30%～40%的钙等无机物，4%~5%的色素。因此，虾壳应该是一张宝贵的生物资源，从虾壳中提取甲壳素是对虾壳的高值化利用，有利于变废为宝，减少资源浪费。申请公布号：CN104231113A，申请公布日：2014.12.24的中国专利公开了一种甲壳素的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）取食用后的龙虾虾壳，用自来水洗干净，放于一容器内。（2）加入碱性溶液，用玻璃棒搅匀后置于水浴锅中保温碱浸，滤去碱液，水冲洗至中性。（3）加入酸性溶液，用玻璃棒搅匀后置于酸洗，滤去酸液，水冲洗至中性。（4）加入高锰酸钾溶液，浸泡虾壳2小时，滤去高锰酸钾溶液，然后加入NaHSO3溶液，在室温下浸泡虾壳2小时，滤去溶液，水洗至中性。（5）将滤渣在60-70℃的条件下，干燥3-4小时，粉碎机上粉碎，过80目筛，即为成品甲壳素。该方法为传统的酸碱法生产甲壳素，存在以下弊端：酸碱用量大、易产生废液废水，环境污染严重，成本高、腐蚀性强、污染环境；操作步骤多、生产周期长。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术的从虾壳中制备甲壳素的方法酸碱用量大、易产生废液废水，环境污染严重，操作步骤多，生产周期长的问题，提供了一种工艺步骤简单，条件温和，可操作性强，废水废液少，生产周期短，提取率高的利用虾壳生产甲壳素的方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种利用虾壳生产甲壳素的方法，包括以下步骤：（1）预处理：对虾壳进行挤压脱水处理，得到的固体物料粉碎后得虾壳粉，待用。（2）脱蛋白：在虾壳粉中加入水，料液比控制在1:4~5（m/V），搅拌均匀后升温至40~60℃，保温3~5h后调节pH至8~9，加入碱性蛋白酶，于温度50~60℃下超声水解20~30min，再调节pH至10~11，80~100℃加热处理10~30min，过滤，将过滤物水洗至中性后干燥，得脱蛋白虾壳粉。本专利技术采用自溶法、酶解法以及碱法相结合的方法对虾壳粉进行脱蛋白，条件温和，工艺简单，废水废液少，蛋白脱除彻底，对环境无污染，且耗能量较小，成本低，其蛋白质水解液还可回收利用；同时在水解时通过超声波的空化效应和机械效应，能提高甲壳素的提取率和蛋白质的脱除率。（3）脱钙：在脱蛋白虾壳粉中加入质量百分浓度为9~11%的EDTA二钠溶液，料液比控制在1:1~1.5（m/V），调节pH至9~12，不断搅拌直至无气泡产生，过滤，水洗至中性后烘干，即得甲壳素粗品。本专利技术摒弃传统的传统稀酸脱钙方法，采用EDTA二钠螯合脱钙，具有污染小、成本较低、操作步骤简单、生产周期短等优点。（4）脱色：将甲壳素粗品加入质量百分浓度为3~5%的KMnO4溶液中，控制料液比为1∶10~15（m/V），浸泡0.5~1h，过滤，在过滤物中加入质量浓度为1~2%的草酸溶液，控制料液比为1∶15~20（m/V），在60~70℃水浴中处理15~20min，过滤，水洗至中性烘干，即得甲壳素成品。作为优选，步骤（1）中，虾壳粉碎至4~20目。作为优选，步骤（2）中，升温速率为每30min升高5~7℃。作为优选，步骤（2）中，碱性蛋白酶的加入量为4000~5000U/g。作为优选，步骤（2）中，超声波频率60~80kHz，功率为100~120W。因此，本专利技术的有益效果是：本专利技术针对现有技术所存在的缺陷而对利用虾壳生产甲壳素的方法进了整体优化改进，将自溶法、酶解法和碱法脱蛋白与EDTA二钠螯合法脱钙进行有机整合，工艺步骤简单，条件温和，可操作性强，废水废液少，生产周期短，提取率高，是一种值得推广的绿色加工技术。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。在本专利技术中，若非特指，所有百分比均为重量单位，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。实施例1（1）预处理：对虾壳进行挤压脱水处理，得到的固体物料烘干后粉碎至20目后得虾壳粉，待用。（2）脱蛋白：在虾壳粉中加入水，料液比控制在1:5（m/V），搅拌均匀后以每30min升高5℃的速率升温至60℃，保温5h后调节pH至9，加入碱性蛋白酶，碱性蛋白酶的加入量为5000U/g，于温度60℃下超声水解30min，超声波频率80kHz，功率为120W，再调节pH至10，80℃加热处理30min，过滤，将过滤物水洗至中性后干燥，得脱蛋白虾壳粉。（3）脱钙：在脱蛋白虾壳粉中加入质量百分浓度为11%的EDTA二钠溶液，料液比控制在1:1.5（m/V），调节pH至12，不断搅拌直至无气泡产生，过滤，水洗至中性后烘干，即得甲壳素粗品。（4）脱色：将甲壳素粗品加入质量百分浓度为3%的KMnO4溶液中，控制料液比为1∶15（m/V），浸泡1h，过滤，在过滤物中加入质量浓度为2%的草酸溶液，控制料液比为1∶20（m/V），在70℃水浴中处理20min，过滤，水洗至中性烘干，即得甲壳素成品。实施例2（1）预处理：对虾壳进行挤压脱水处理，得到的固体物料烘干后粉碎至4目后得虾壳粉，待用。（2）脱蛋白：在虾壳粉中加入水，料液比控制在1:4（m/V），搅拌均匀后以每30min升高7℃的速率升温至40℃，保温3h后调节pH至8，加入碱性蛋白酶，碱性蛋白酶的加入量为4000U/g，于温度50℃下超声水解20min，超声波频率60kHz，功率为100W，再调节pH至11，100℃加热处理10min，过滤，将过滤物水洗至中性后干燥，得脱蛋白虾壳粉。（3）脱钙：在脱蛋白虾壳粉中加入质量百分浓度为9%的EDTA二钠溶液，料液比控制在1:1（m/V），调节pH至9，不断搅拌直至无气泡产生，过滤，水洗至中性后烘干，即得甲壳素粗品；。（4）脱色：将甲壳素粗品加入质量百分浓度为5%的KMnO4溶液中，控制料液比为1∶10（m/V），浸泡0.5h，过滤，在过滤物中加入质量浓度为1%的草酸溶液，控制料液比为1∶15（m/V），在60℃水浴中处理15min，过滤，水洗至中性烘干，即得甲壳素成品。实施例3（1）预处理：对虾壳进行挤压脱水处理，得到的固体物料粉碎至10目后得虾壳粉，待用。（2）脱蛋白：在虾壳粉中加入水，料液比控制在1:4.5（m/V），搅拌均匀后以每30min升高6℃的速率升温至45℃，保温4h后调节pH至8.5，加入碱性蛋白酶，碱性蛋白酶的加入量为4500U/g，于温度55℃下超声水解25min，超声波频率70kHz本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用虾壳生产甲壳素的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）预处理：对虾壳进行挤压脱水处理，得到的固体物料粉碎后得虾壳粉，待用；（2）脱蛋白：在虾壳粉中加入水，料液比控制在1:4~5（m/V），搅拌均匀后升温至40~60℃，保温3~5h后调节pH至8~9，加入碱性蛋白酶，于温度50~60℃下超声水解20~30min，再调节pH至10~11，80~100℃加热处理10~30min，过滤，将过滤物水洗至中性后干燥，得脱蛋白虾壳粉；（3）脱钙：在脱蛋白虾壳粉中加入质量百分浓度为9~11%的EDTA二钠溶液，料液比控制在1:1~1.5（m/V），调节pH至9~12，不断搅拌直至无气泡产生，过滤，水洗至中性后烘干，即得甲壳素粗品；（4）脱色：将甲壳素粗品加入质量百分浓度为3~5%的KMnO4溶液中，控制料液比为1∶10~15（m/V），浸泡0.5~1h，过滤，在过滤物中加入质量浓度为1~2%的草酸溶液，控制料液比为1∶15~20（m/V），在60~70℃水浴中处理15~20min，过滤，水洗至中性烘干，即得甲壳素成品。

【技术特征摘要】
1.一种利用虾壳生产甲壳素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预处理：对虾壳进行挤压脱水处理，得到的固体物料粉碎后得虾壳粉，待用；
（2）脱蛋白：在虾壳粉中加入水，料液比控制在1:4~5（m/V），搅拌均匀后升温至40~60℃，保温3~5h后调节pH至8~9，加入碱性蛋白酶，于温度50~60℃下超声水解20~30min，再调节pH至10~11，80~100℃加热处理10~30min，过滤，将过滤物水洗至中性后干燥，得脱蛋白虾壳粉；
（3）脱钙：在脱蛋白虾壳粉中加入质量百分浓度为9~11%的EDTA二钠溶液，料液比控制在1:1~1.5（m/V），调节pH至9~12，不断搅拌直至无气泡产生，过滤，水洗至中性后烘干，即得甲壳素粗品；
（4）脱色：将甲壳素粗品加入质量百分浓度为3~5%的KMnO4溶液中，控制料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小娥，方旭波，黄湛圆，陈美玉，张朝阳，王军夫，
申请(专利权)人：浙江海洋学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33