[發明專利]從蟹殼中一步脫鈣、脫蛋白、脫脂肪提取甲殼素的方法

有效

• 申請號: 201810617346.4
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108912244B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 劉利萍;孫武千;尹應武;鄭赟;歐陽偉虹
• 申請（專利權）人: 浙江萬里學院
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 謝瀟

本發明公開的從蟹殼中一步脫鈣、脫蛋白、脫脂肪提取甲殼素的方法，將潔凈的廢棄蟹殼與由含9個以上碳原子的磺酸配制而成的磺酸溶液按1:5～20的固液比混合，于25～70℃反應8～24h，對蟹殼同時進行脫鈣、脫蛋白質、脫脂肪，反應后水洗去除殘留的磺酸，過濾、烘干即得甲殼素。本發明方法從蟹殼中一步脫鈣、脫蛋白、脫脂肪提取甲殼素，直接省略了傳統方法中大量強堿的使用和繁瑣的制備步驟，避免中間步驟中蟹殼的多次轉移以及清洗制備過程中殘留的酸和堿所需消耗的大量水，有效縮短提取時間和降低人工成本，提高提取效率。本發明產生的副產物磺酸鈣和蛋白質易于回收、純化，在實現廢棄蟹殼再利用的同時，達到了蟹殼提取甲殼素的清潔生產和全價利用。

技術領域

本發明涉及一種甲殼素的提取方法，具體是一種從蟹殼中一步脫鈣、脫蛋白、脫脂肪提取甲殼素的方法。

背景技術

蝦殼和蟹殼是水產工業生產和消費過程中的固體廢棄物，目前在我國僅有少部分被作為飼料原料、肥料及提取甲殼素和殼聚糖的原料利用。蝦蟹殼的主要成分有碳酸鈣30～50%、蛋白質20～30%、甲殼素15～30%。甲殼素(Chitin)全球每年生物合成量高達1000億噸，是僅次于纖維素的第二大天然有機資源。甲殼素具有無毒、耐酸堿、耐熱、耐腐蝕、耐蟲蛀等特點，廣泛應用于紡織、印染、造紙、食品、醫藥、化妝品、水果保鮮、環保等領域。

最傳統的甲殼素的提取方法是酸堿法。酸堿法是目前工業上大規模利用蝦、蟹殼提取制備甲殼素最普遍的方法，生產過程中無論是先用HCl脫鈣，還是先用NaOH脫蛋白質（往往還需加熱），均需要兩步完成，在這期間需要消耗大量的水洗滌。由于鹽酸的使用會導致氯離子對環境的嚴重污染，且強酸強堿易破壞甲殼素的結構，所產生的酸堿廢水在處理時很難達到國家廢水排放標準，致使這類企業面臨著嚴重的環保壓力。如CN201410157272.2公開了一種從蝦蟹殼中提取甲殼素的方法，通過超聲波處理、于110～121℃高壓處理20～40min、酸處理，干燥后即得到甲殼素。該方法對設備要求高，能耗大，尤其是處理量非常有限，不適于工業化大規模生產，同時，蟹殼中大量存在的鈣資源和蛋白質資源沒有得到充分利用。

近年來發展的一些改進技術，如酶法、微生物發酵法等，由于成本高、效率低，多數停滯于實驗室規模，無法獲得工業生產應用。采用酶法脫蛋白，雖然污染小、條件溫和，但酶解脫蛋白酶解效率低，需多次酶解，往往還需要其他輔助手段協同脫蛋白，反而增加了提取步驟和提取成本。如CN201310056441.9公開了一種甲殼素的清潔生產工藝，采用酶法水解蟹殼原料中的蛋白質，由于水解不完全，酶解殘渣還需用氫氧化鈉、鹽酸依次浸泡制備甲殼素。該方法本質上與酸堿法沒有根本區別，且步驟繁多。又如CN201310615938.X公開了一種甲殼素的分離提取工藝方法，采用混合酶（胰蛋白酶：枯草桿菌1.398蛋白酶：木瓜蛋白酶=1:2:1）酶解去除蛋白質，然后用10～11%的鹽酸溶液浸泡脫鈣后加氫氧化鈉中和，鹽酸脫鈣液中的高氯高鈣使廢水處理成本大大提高。再如CN201611142177.0公開了一種蟹殼中甲殼素的提取方法，將蟹殼置于零下20～30℃冷凍后，采用液氮粉碎，加入水，置于超聲波中1～2小時后，再放置到電磁場中20～30分鐘，加入冰醋酸調節pH至3～5，溫度為45～65℃，加入蛋白酶攪拌酶解2～4小時后，再放置在水浴中滅酶，收集沉淀物，加入乙酸乙酯超聲20～30分鐘后，減壓旋轉蒸發回收乙酸乙酯，冷凍干燥后即得所述甲殼素。可見酶解法并沒有簡化工藝流程。微生物發酵法可避免使用強酸強堿造成的環境污染、甲殼素水解和部分脫乙酰基等問題，但是操作較為復雜，蛋白質脫除效率低，且發酵周期長、生產成本高。如CN200910069014.8公開了一種全過程微生物提取甲殼素的方法，將蝦、蟹殼放入固體發酵設備里，按照比例投入菌粉（5%～30%），溫度控制40℃～70℃、pH5～8.5、通氣量0.5～1.6L/min進行固體發酵。反應過程中需要通入熱風，而在反應中產生的廢氣，需要通過對其進行處理后方能排放到空氣中，大大增加了反應的步驟以及生產成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種低成本的從蟹殼中一步脫鈣、脫蛋白、脫脂肪提取甲殼素的方法。