一种甲壳素的制备方法技术

本发明专利技术涉及工业生产的技术领域，具体为一种甲壳素的制备方法，包括如下步骤：A、筛选乳杆菌，确定发酵能力最强的单菌，选为发酵乳酸菌；B、将所述发酵乳酸菌接种到培养基中，培养后获得菌液；C、将已灭菌的蟹壳配置在糖水中，形成蟹壳

【技术实现步骤摘要】
一种甲壳素的制备方法


[0001]本专利技术涉及工业生产的
，具体为一种甲壳素的制备方法。

技术介绍

[0002]甲壳素，化学名称为β
‑
(1，4)
‑2‑
乙酰氨基
‑2‑
脱氧
‑
D
‑
吡喃葡聚糖，由N
‑
乙酰氨基葡萄糖以β
‑
1，4糖苷键缩合而成，又名甲壳质、几丁质、壳多糖等，是地球上存在量仅次于纤维素的多糖，也是自然界中除蛋白质外数量最大的含氮天然有机高分子化合物。甲壳素广泛存在于虾蟹等甲壳动物及各类昆虫的表面和乌贼、贝类等软体动物的骨骼以及蘑菇和菌类的细胞壁中。蟹壳中含有丰富的甲壳素，含量高达蟹壳的三分之一。
[0003]甲壳素易脱乙酰基为壳聚糖，壳聚糖是一种良好的抗菌剂，可以抑制多种细菌、真菌的生长，可抑制大肠杆菌、沙门菌属、金黄色葡萄球菌、产气单胞菌属及某些真菌等的生长。甲壳素和壳聚糖都有很好的生物降解性。甲壳素能够被溶菌酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶和脂肪酶降解，壳聚糖可通过化学(酸解)或酶法被生物降解。除此之外，壳聚糖具有良好的生物相容性，对动植物都有良好的适应性，对生物体无刺激性，炎症反应小，在日本、意大利和芬兰等国家，壳聚糖被批准用于食品中，FDA也批准壳聚糖用于伤口敷料。
[0004]在食品工业中，全世界每年丢弃的蟹类废弃物约为600
‑
800万吨，大多废弃物被填埋或焚烧，不仅造成相当大的环境二次污染问题，还不能充分利用这些废弃物的价值。蟹壳中富含甲壳素、蛋白质等有机质以及钙等无机质。蟹壳中碳酸钙的含量高达20％
‑
50％，蛋白质含量高达20％
‑
40％，除了碳酸钙及蛋白质，蟹壳中最主要的成分即为甲壳素，在蟹壳中的含量有15％
‑
40％。
[0005]从蟹壳中提取甲壳素的方法有酸碱法、酶法以及生物法。最常见的甲壳素提取方法是酸碱法，该方法用酸去除碳酸钙等无机盐，用碱脱蛋白，再脱色素得到甲壳素。传统的酸碱法操作方便，应用广泛，但是在生产过程中会产生大量酸碱废液，对环境造成很大的污染，并且需要对废液进行处理这就加大了生产成本。相比之下，生物法不但环保，且不需要高昂的成本，但是生产周期较长、发酵效率太低，因此寻找一种低廉、便捷、高效的方式来提高发酵效率具有深远的意义。
[0006]乳酸菌是一种益生菌能够将碳水化合物发酵成乳酸，可用于甲壳素的制备。乳酸菌发酵时产生的乳酸由葡萄糖分解产生，从而形成抑制腐败微生物生长的低pH条件。乳酸与碳酸钙反应形成的乳酸钙沉淀可通过洗涤除去；虾蟹废物的脱蛋白通过菌株产生的蛋白水解酶水解，故而可以用来去除蟹壳中的矿物质和蛋白质。除此之外，乳酸菌通过发酵产生的有机酸、特殊酶系、酸菌素等物质具有特殊生理功能。大量研究资料表明，乳酸菌能促进动物生长，调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡，从而改善胃肠道功能、提高食物消化率和生物效价、降低血清胆固醇、控制内毒素、抑制肠道内腐败菌生长、提高机体免疫力等，与人的健康密切相关。乳酸菌广泛存在于我们的生活之中，许多食物中都含有乳酸菌，例如酸奶、活性乳酸菌饮料、泡菜等。乳酸菌不仅可以改善食品的风味，还能提高食品的营养价值，使食品的储存期延长，赋予食品更高的利用价值。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，研究和设计了一种低强度超声促进生物法发酵甲壳素的制备方法，解决了现有技术中甲壳素制备存在的成本高、不环保等问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种甲壳素的制备方法，包括如下步骤：
[0010]A、筛选乳杆菌，确定发酵能力最强的单菌，选为发酵乳酸菌；
[0011]B、将所述发酵乳酸菌接种到培养基中，培养后获得菌液；
[0012]C、将已灭菌的蟹壳配置在糖水中，形成蟹壳
‑
糖水混合物，备用；
[0013]D、将所述菌液接种到所述蟹壳
‑
糖水混合物中，进行超声处理发酵，获得初级发酵液；
[0014]E、在所述初级发酵液加入强酸处理，之后再加入强碱处理，漂白后，获得不溶性甲壳素。
[0015]本专利技术充分利用食品工业废弃物螃蟹壳，从中提取甲壳素。运用生物发酵结合酸碱法生产甲壳素，在反应的初期采用生物发酵的方法，从而大幅度减少酸碱的使用(减少量达到70～80％)，减少污染的同时降低成本。在反应的后期，生物发酵趋于缓慢，因此采用酸碱法辅助完整最后阶段的甲壳素提取，保证了较高的生产效率，且生物发酵结合酸碱法生产的甲壳素纯度达到90％，是理想的工业生产方法。
[0016]优选的，包括如下步骤：
[0017]A、筛选乳杆菌，确定发酵能力最强的单菌，选为所述发酵乳酸菌；
[0018]B、将所述发酵乳酸菌以5～10％的接种量接种到液体培养基中，恒温培养8～12h，培养后获得所述菌液；
[0019]C、将已灭菌的蟹壳粉末按质量体积比1g：2～6ml配置在糖水中，所述糖水中糖的质量浓度为5～25％，形成所述蟹壳
‑
糖水混合物，备用
[0020]将所述菌液以5～10％的菌液接种量接种到所述蟹壳
‑
糖水混合物中，进行超声处理，恒温发酵32～72h，获得初级发酵液；
[0021]D、在所述初级发酵液加入1mol/L
‑1的HCl溶液处理，之后再加入8％的NaOH溶液处理，漂白后，获得所述不溶性甲壳素。
[0022]优选的，步骤C中，所述超声处理为单时间点间歇超声，具体为：在发酵开始时进行第一次超声5～20min之后每间隔8h超声5～20min，超声功率为0.167W/cm2，超声频率为40KHz，超声温度为37℃。
[0023]超声波是一种频率超过人类听阈的声波。它是一种由超声换能器产生的振动能量，能产生加热作用、机械传质作用和空化作用，超声作为一种绿色和经济的食品加工技术，具有方向性好、穿透力强、还有一系列的反应效应、乳化效应、热学效应、力学效应等等，这种无危害、无化学添加的非热处理手段使其在许多食品加工应用中的潜在应用开辟了可能性。根据强度可将超声分为高强度超声和低强度超声，不同强度的超声波对微生物可产生不同程度的影响。低强度超声处理产生的空化效应对细胞的损伤较小，可以改善膜的通透性，从而加快物质的转移并促进细胞的生长繁殖，并可以提高代谢物产量，因此超声技术在微生物发酵工程上具有广阔的应用前景。本专利技术在研究中发现，在蟹壳发酵制备甲壳素的过程中，采用超声处理，特别是单时间点间歇超声处理，能有效地提高反应效率和发酵质
量。
[0024]优选的，在发酵开始时进行第一次超声10min之后每间隔8h超声10min。
[0025]优选的，步骤C中，将已灭菌的蟹壳按质量体积比1g：3ml配置在所述糖水中；所述糖水为葡萄糖水，所述糖水中糖的质量浓度为15％。
[0026]优选的，步骤A中，所述发酵乳酸菌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲壳素的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A、筛选乳杆菌，确定发酵能力最强的单菌，选为发酵乳酸菌；B、将所述发酵乳酸菌接种到培养基中，培养后获得菌液；C、将已灭菌的蟹壳配置在糖水中，形成蟹壳
‑
糖水混合物，备用；D、将所述菌液接种到所述蟹壳
‑
糖水混合物中，进行超声处理发酵，获得初级发酵液；E、在所述初级发酵液加入强酸处理，之后再加入强碱处理，漂白后，获得不溶性甲壳素。2.如权利要求1所述甲壳素的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A、筛选乳杆菌，确定发酵能力最强的单菌，选为所述发酵乳酸菌；B、将所述发酵乳酸菌以5～10％的接种量接种到液体培养基中，恒温培养8～12h，培养后获得所述菌液；C、将已灭菌的蟹壳粉末按质量体积比1g：2～6ml配置在所述糖水中，所述糖水中糖的质量浓度为5～25％，形成所述蟹壳
‑
糖水混合物，备用将所述菌液以5～10％的菌液接种量接种到所述蟹壳
‑
糖水混合物中，进行超声处理，恒温发酵32～72h，获得所述初级发酵液；D、在所述初级发酵液加入1mol/L
‑1的HCl溶液处理，之后再加入8％的NaOH溶液处理，漂白后，获得所述不溶性甲壳素。3.如权利要求1所述甲壳素的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述超声处理为单时间点间歇超声，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨燊，邢宇凡，陈兴花，张玉苍，邓尚贵，郑明静，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：