[發(fā)明專利]一種利用微生物發(fā)酵從蝦殼中提取甲殼素的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911037848.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN110643668B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永成;張巧;黃興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P39/00
• 分類號(hào): C12P39/00;C12P19/26;C12R1/125;C12R1/02
• 代理公司: ?？谙柘鑼＠聞?wù)有限公司 46001
• 代理人: 張耀婷

本發(fā)明公開了利用微生物發(fā)酵從蝦殼中提取甲殼素的方法。本發(fā)明以蝦殼為原料，洗凈干燥，研磨成粉，然后加入適當(dāng)濃度的葡萄糖，滅菌后首先接種枯草芽孢桿菌，然后流加適當(dāng)濃度乙醇并接種醋酸桿菌繼續(xù)發(fā)酵?？莶菅挎邨U菌生長(zhǎng)產(chǎn)生的蛋白酶降解蝦殼中的蛋白質(zhì)。醋酸桿菌則以乙醇為碳源，上述被枯草芽孢桿菌降解的蝦殼蛋白為氮源，生長(zhǎng)產(chǎn)生醋酸，溶解蝦殼中的礦物質(zhì)使其變成可溶性的鈣等金屬離子。本發(fā)明公開的甲殼素制備方法將蝦殼脫蛋白與脫鹽兩工藝過程耦合起來，合二為一，操作簡(jiǎn)單可行，脫蛋白和脫鹽效果好，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)蝦殼的高值化利用，且簡(jiǎn)化了甲殼素的生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，減少對(duì)環(huán)境的污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于食品工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提取甲殼素的方法，具體涉及一種利用微生物發(fā)酵除去蝦殼中的蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)來制備甲殼素的方法。

背景技術(shù)

目前蝦加工以蝦仁為主，加工時(shí)去頭去殼，這些蝦頭、蝦殼約占整蝦體重的30％～40％。由于技術(shù)條件限制，這些加工廢棄物難處理，棄之后不但占有土地，而且還造成環(huán)境污染。蝦殼主要成分是甲殼素(又稱幾丁質(zhì))(10～20％)，蛋白質(zhì)(20～40％)與無機(jī)鹽(30～40％)。而甲殼素是一種有重要應(yīng)用價(jià)值的生物大分子，經(jīng)化學(xué)或生物脫蛋白質(zhì)與無機(jī)鹽后，蝦殼可轉(zhuǎn)化為具有高附加值的甲殼素及其衍生物。因此如何綜合利用蝦殼，既是蝦加工行業(yè)面臨的一緊迫環(huán)境保護(hù)問題，又是其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的有效途徑。

蝦殼甲殼素的制備方法有化學(xué)法、酶法和發(fā)酵法?；瘜W(xué)法是利用強(qiáng)酸強(qiáng)堿去除蝦殼中的蛋白質(zhì)和碳酸鈣等成分后獲得。由于應(yīng)用強(qiáng)酸強(qiáng)堿，對(duì)環(huán)境污染較嚴(yán)重。目前研究的熱點(diǎn)是利用微生物發(fā)酵產(chǎn)生有機(jī)酸和蛋白酶處理蝦殼來生產(chǎn)甲殼素。相比而言，生物法制備甲殼素具有反應(yīng)溫和、環(huán)境污染小、對(duì)甲殼素結(jié)構(gòu)破壞少、能保留甲殼素的生物特性等優(yōu)點(diǎn)，是目前的主要生產(chǎn)方法。

傳統(tǒng)發(fā)酵法蝦殼甲殼素生產(chǎn)工藝采用兩段發(fā)酵工藝，以芽孢桿菌為產(chǎn)蛋白酶微生物，以乳酸菌為產(chǎn)酸菌。第一階段發(fā)酵中，首先培養(yǎng)乳酸菌發(fā)酵蝦殼，產(chǎn)酸除鹽，然后分離蝦殼，更換培養(yǎng)基，再次滅菌并接種產(chǎn)蛋白酶的微生物，進(jìn)行第二次發(fā)酵脫氮。由于該工藝中的脫鹽與脫蛋白是分開的，第一發(fā)酵階段脫鹽完成后，需分離蝦殼，并更換培養(yǎng)基，才能進(jìn)行脫蛋白質(zhì)的第二段發(fā)酵，因此，操作工藝流程復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種微生物發(fā)酵從蝦殼中提取甲殼素的方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)溫和、成本低、將傳統(tǒng)的蝦殼兩段微生物工藝合二為一，且脫礦物質(zhì)和脫蛋白效果較好，得到的甲殼素質(zhì)量高和甲殼素得率高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：提供一種利用微生物發(fā)酵從蝦殼中提取甲殼素的方法，包括以下步驟：

步驟S1：蝦殼粉碎，得到蝦殼粉；

步驟S2：在蝦殼粉中添加葡萄糖、酵母膏和水，攪拌均勻后滅菌，得到蝦殼培養(yǎng)基質(zhì)；

步驟S3：在蝦殼培養(yǎng)基質(zhì)中接種枯草芽孢桿菌，35～38℃、160～200rpm條件下發(fā)酵48～52h以除去蝦殼的蛋白質(zhì)，得到枯草芽孢桿菌發(fā)酵基質(zhì)；

步驟S4：待枯草芽孢桿菌發(fā)酵結(jié)束后，不更換培養(yǎng)基，直接在上述枯草芽孢桿菌發(fā)酵基質(zhì)中流加濃度5％～7％(V/V)的無水乙醇，攪拌均勻，得到乙醇發(fā)酵基質(zhì)；

步驟S5：上述枯草芽孢桿菌發(fā)酵基質(zhì)流加乙醇后，不滅菌，接種醋酸桿菌，30～35℃、160～200rpm條件下發(fā)酵60～72h以除去礦物質(zhì)，得到醋酸桿菌發(fā)酵液；

步驟S6：將醋酸桿菌發(fā)酵液進(jìn)行固液分離，沉淀用水洗至中性，按照固液重量比1：10加入濃度10％的雙氧水溶液進(jìn)行脫色，室溫條件下浸泡2h；

步驟S7：脫色后的固體物質(zhì)經(jīng)過洗凈烘干，得到白色固體甲殼素。

較佳地，所述步驟S1具體為：將干燥(45～50℃)的蝦殼原料進(jìn)行研磨，過60～80目篩網(wǎng)，得到蝦殼粉。