利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法与设计方案

甲壳素的提取方法高相对分子质量甲壳素、壳聚糖的制备方法及综合利用本发明属于一种高相对分子质量甲壳素、壳聚糖的制备方法及综合利用。

该制备方法采用EDTA代替现有技术采用HCl进行脱钙，对甲壳素的分子链无损害，脱钙彻底，在脱钙这一步，可保持甲壳素天然状态的分子量大小。

因对甲壳素的分子链无损害，因此可提高产量达10％以上。

另外，在整个生产过程中产生的副产品及废弃物均进行了回收、转化和处理，既能降低成本，提高经济效益，同时有利于环保。

甲壳素纳米硒及其制备方法一种甲壳素纳米硒是由甲壳素和红色纳米硒组成复合物。

该复合物由甲壳素(包括壳聚糖，水溶性壳聚糖和壳寡糖)同硒化合物反应制备的。

甲壳素纳米硒经红外光谱仪、紫外光谱仪、质谱仪透射电镜等对其结构、组成及性质的多方面比较研究表明，红色纳米硒被甲壳素吸附包裹成稳定的粒子，微观结构呈球状或分形结构。

甲壳素的结构、性质没有变化。

甲壳素纳米硒兼有纳米硒和甲壳素的免疫调节、养颜抗衰、预防癌症及心血管疾病等功效，在医药、保健、食品等领域有广泛的应用前景。

其制备方法简单易行，常温常压，操用控制方便，适宜工业化生产。

一种用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质和甲壳素及用甲壳素制备壳聚糖的方法一种用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质和甲壳素及用甲壳素制备壳聚糖的方法，属于生物技术酶解蝇蛆蛋白质技术领域。

解决了用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质和回收甲壳素，将蝇蛆水解蛋白脱腥增香，用甲壳素制备壳聚糖的工艺技术。

主要技术特点是采用酶水解法来提取水解蛋白，用美拉德反应来去除腥味和后修饰增香，经酶解和筛选去除了蝇蛆皮中的黄色物和黑点，对酶解反应、美拉德反应、脱蛋白、脱钙、脱乙酰化均给出了优化的工艺条件。

产品蛋白质和壳聚糖质量均达到食品级标准，可应用于食品、保健品、药品、化妆品等技术含量要求高的行业。

氢氧化钠/尿素水体系制备甲壳素/纤维素共混材料的方法本发明公开了一种氢氧化钠/尿素水体系制备甲壳素和纤维素共混材料的方法：以NaOH/尿素水溶液为溶剂将甲壳素和纤维素的不同配比共混后进行刮膜或喷丝，再在氯化钙水溶液中凝固，并在盐酸或硫酸水溶液中再生得到上述共混材料。

本技术公开了一种利用微生物发酵虾壳生产有机肥料的方法，包括利用EM菌对虾壳进行发酵，将虾壳降解，得到富含EM菌、有机钙、有机氮源以及甲壳素的有机肥。

有益效果在于：该方法操作简单，价格低廉，减少虾壳废弃物的环境污染，综合利用了虾壳资源；本技术得到的有机肥富含EM菌，有机钙，有机氮源和甲壳素等有效成分，具有较高的肥效作用和生理活性；在农业生产中应用，不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质，同时具有生理活性，提高作物产量和品质，提高作物的抗病虫害和抗逆性环境的能力。

权利要求书1.一种利用微生物发酵虾壳生产有机肥料的方法，其特征在于：包括利用EM菌对虾壳进行发酵，将虾壳降解，得到富含EM菌、有机钙、有机氮源以及甲壳素的有机肥。

2.根据权利要求1所述的一种利用微生物发酵虾壳生产有机肥料的方法，其特征在于：所述EM菌为乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和放线菌构成的复合菌液。

3.根据权利要求1所述的一种利用微生物发酵虾壳生产有机肥料的方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：A、将虾壳粉碎后加水，制成虾壳醪液；B、向步骤A中粉碎的虾壳醪液中加入碳源；C、将步骤B中的虾壳醪液进行灭菌；D、向步骤C中灭菌后的发酵醪液中接中接种EM菌；E、保温好氧发酵；F、对步骤E中发酵液进行调配，运用KOH溶液将发酵液PH调至中性，根据发酵液中EM菌浓度和甲壳素浓度对其进行稀释调配；G、将调配好的发酵液进行喷雾干燥，得到有机肥料成品。

4.根据权利要求3所述的一种利用微生物发酵虾壳生产有机肥料的方法，其特征在于：所述步骤A中，所述虾壳醪液的虾壳含量为5-30%。

5.根据权利要求3所述的一种利用微生物发酵虾壳生产有机肥料的方法，其特征在于：所述步骤B中，加入所述虾壳醪液中的所述碳源包括葡萄糖，蔗糖或红糖。

6.根据权利要求5所述的一种利用微生物发酵虾壳生产有机肥料的方法，其特征在于：所述碳源的添加量为0.2-2%葡萄糖，0.2-2%蔗糖或0.2-2%红糖。

提取甲壳素的乳酸菌发酵工艺优化摘要：以地产克氏螯虾（Procambarus clarkii）虾壳为原料，采用乳酸菌（Lactococcus lactis）发酵的方法提取甲壳素，并对发酵工艺进行优化研究。

结果表明，发酵的最佳工艺组合为发酵温度37 ℃，发酵时间96 h，葡萄糖加入量5%，固液比1.0∶3.0（m/V，g∶mL），发酵起始pH 5.5。

采用上述组合，所得甲壳素产率达13.9%。

该工艺具有显著的经济效益和社会效益，具有良好的应用前景。

关键词：甲壳素；制备；乳酸菌（Lactococcus lactis）发酵；克氏螯虾（Procambarus clarkii）虾壳甲壳素（Chitin）又名几丁质、壳多糖、甲壳质、聚乙酰氨基葡萄糖等，化学名称为（1，4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，分子式为（C8H13NO5）n，它是由N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖以β-1，4-糖苷键连接的一种乙酰氨基葡萄糖。

甲壳素是人类继发现淀粉、纤维素之后在地球上发现的第三大生物资源，广泛存在于虾、蟹、昆虫等动物的外壳及植物的细胞壁中，是一种重要的天然高分子多糖。

在甲壳素被发现的一个多世纪以来，人们对该类化合物进行了大量的基础研究和应用研究，揭示了其在医药、农业、日化、轻纺、环保等领域广泛的应用价值[1-3]。

目前，国内外主要采用传统的化学方法生产甲壳素，生产工艺相对简单，但生产过程中大量使用强酸、强碱会导致严重的环境污染，同时造成水资源的严重浪费。

可以说，高污染及浪费水资源已成为影响甲壳素产业生存与发展的瓶颈，严重制约了该产业的持续健康发展。

而采用生物工艺，即通过微生物的发酵作用代替化学工艺制备甲壳素，正成为甲壳素生产工艺研究的热点[4，5]。

本研究以地产克氏螯虾（Procambarus clarkii）（俗称小龙虾）虾壳为原料，采用乳酸菌（Lactococcus lactis）纯种发酵的方法制备甲壳素，以期为甲壳素这一重要生物资源的更好利用以及中国甲壳素生产企业的技术革新提供新的有效途径。

小龙虾壳中甲壳素的提取及壳聚糖的制备甲壳素（Chitin），又名几丁质，是一种氨基多糖，主要存在于节肢动物如虾、蟹的外壳和真菌及一些藻类植物的细胞壁中，是仅次于纤维素的第二大可再生资源。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物，是天然多糖中惟一的碱性多糖，具有许多特殊的物理化学性质和生理功能，被认为是继蛋白质、脂肪、糖类、维生素和无机盐之后的第六大生命要素。

目前，甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品、材料科学、医药科学、微生物学、免疫学、农业等方面有重要的应用价值，现已成为最热门的研究领域之一。

我国目前加工提取甲壳素和壳聚糖的主要原料是海虾和海蟹壳等，用淡水虾壳制备甲壳素和壳聚糖的报道尚不多见。

小龙虾学名为克氏原螯虾（Procambarus clarkii），也叫红螯虾，是一个淡水小龙虾种，原产于美国东南部，现广泛分布于长江中下游各省市。

小龙虾壳为虾仁加工或食用后的废弃物，长期以来未得到很好的利用，既浪费了资源，又污染了环境。

因此，以小龙虾壳为原料生产甲壳素类产品具有综合利用资源和保护环境的双重意义。

本研究以小龙虾壳为原料，采用酸碱法提取甲壳素，然后将甲壳素脱乙酰基制备壳聚糖，考察不同提取制备条件对甲壳素提取率和壳聚糖质量的影响，确定最佳工艺条件，旨在为虾壳的综合利用提供参考。

1 试验方法1.1 甲壳素的提取1.1.1 甲壳素的提取将收集于荆州市南门某大排档的新鲜小龙虾壳洗净，除去附着物，烘干并磨成粉，取小龙虾壳粉，室温下分别用不同浓度的HCl溶液浸泡，期间不断搅拌，除去虾壳中的矿物质，直至无气泡产生。

倾去酸液，水洗至中性；用不同浓度的NaOH溶液在90～100 ℃水浴中反应不同时间，水解除去虾壳中的蛋白质。

倾去NaOH溶液，水洗至中性，得甲壳素粗品。

甲壳素粗品用5 g/L的KMnO4溶液浸泡1 h，过滤，水洗除去KMnO4后用10 g/L的草酸水溶液于60～70 ℃搅拌进行脱色反应，直至全部变成白色，水洗至中性，于60～70 ℃干燥24 h，得白色的甲壳素。

一种从虾蟹壳中提取甲壳素的方法甲壳素是一种重要的生物高分子有机化合物，广泛存在于虾蟹等甲壳动物的外壳中。

它具有多种应用价值，可以用于制备食品、药物、化妆品等产品。

因此，开发一种高效、环保的从虾蟹壳中提取甲壳素的方法具有重要意义。

目前，常用的从虾蟹壳中提取甲壳素的方法主要有物理法、化学法和生物法等。

其中，物理法主要包括研磨法、煮沸法和超声波法等；化学法主要包括酸碱法、酶解法和溶剂法等；生物法主要包括微生物发酵法和酶法等。

这些方法各有优缺点，但都存在一定的局限性。

针对目前提取甲壳素方法存在的问题，我们提出了一种新的从虾蟹壳中提取甲壳素的方法。

该方法主要包括以下几个步骤：第一步，虾蟹壳的预处理。

将虾蟹壳进行清洗，去除杂质和污染物，然后晾干或烘干。

第二步，虾蟹壳的研磨。

将预处理后的虾蟹壳进行研磨，可以选择机械研磨或者手工研磨的方式。

研磨后得到的粉末可以更好地进行后续处理。

第三步，虾蟹壳的酶解。

将研磨后的虾蟹壳粉末与适量的酶液混合，进行酶解反应。

酶液可以选择适合甲壳素酶解的酶，如纤维素酶、蛋白酶等。

酶解反应时间和温度可以根据实际情况进行调整。

第四步，虾蟹壳的过滤。

将酶解后的混合液进行过滤，去除残渣和杂质。

可以选择不同孔径的过滤器进行过滤，以得到较纯净的甲壳素溶液。

第五步，虾蟹壳溶液的浓缩。

将过滤后得到的甲壳素溶液进行浓缩处理，可以选择蒸发浓缩或者冷冻浓缩等方式。

浓缩后得到的甲壳素溶液可以更好地用于后续的提取和应用。

第六步，虾蟹壳溶液的提取。

将浓缩后的甲壳素溶液进行提取，可以选择溶剂提取或者离子交换树脂吸附等方式。

提取后得到的甲壳素可以进一步纯化和利用。

通过以上几个步骤，我们可以从虾蟹壳中高效、环保地提取甲壳素。

与传统方法相比，该方法具有操作简单、成本低廉、产率高等优点。

同时，该方法还可以减少对环境的污染，提高资源利用效率。

总之，我们提出的这种从虾蟹壳中提取甲壳素的方法具有很大的应用前景。

它不仅可以为虾蟹加工业提供新的发展方向，还可以促进资源循环利用和环境保护。

O *O *OH NHCOCH 3n543216HO 从虾壳中提取甲壳素实验原理1甲壳素性质甲壳素(Chitin)，又称几丁质、壳多糖、甲壳质，是由N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖以-1，4-糖苷键形式连接而成的，即N-乙酰-D-葡萄糖胺的聚糖。

甲壳素结构式甲壳素，无论是在酸性或碱性的水溶液中都不会溶解，只溶于浓盐酸、硫酸、浓磷酸、无水甲酸等，但同时会伴随部分主链的降解，此外还可溶于某些复合溶剂如酰胺/LiCl 。

2甲壳素提取方法及原理甲壳素制备一般采用盐酸脱钙(简称H 法)氢氧化钠脱蛋白质，但这两种化学品对甲壳素的分子链都有损坏，而且能耗高，废弃物对环境污染较为严重。

而采用EDTA 代替盐酸制备甲壳素（简称E 法），由于EDTA 所特有的脱钙机理，同等条件下，其脱钙效果较好，所得的甲壳素分子量较高，而且EDTA 可回收利用，减少了环境污染，并不增加成本。

从天然产物虾壳中提取甲壳素，需要将虾壳中的无机盐（主要为碳酸钙）、蛋白质、脂肪及虾壳色素去除。

从虾壳主要成分可以确定提取甲壳素的主要方法，分别进行酸处理脱除无机盐、碱处理脱除蛋白质和脂肪及虾壳的脱色处理，同时确定检测指标为灰分和含氮量，通过灰分的测定可以研究酸在处理无机盐时的效率，含氮量的测定则可以说明碱处理对产品的氮含量影响或者间接地显示碱对脱除蛋白质的影响。

对此我们可以将整个流程表示为以下几个部分。

（1）脱除无机盐由于虾壳中无机盐主要成分为CaCO3，实验室最常用的酸有盐酸、硫酸、硝酸和磷酸。

硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙微溶于水不利于脱除，硝酸虽然可以与碳酸钙反应且不生成沉淀但是其有氧化性对甲壳素有较大影响，磷酸对甲壳素提取影响较之以上两种小，但是相比较盐酸而言还是不如，由此此次实验脱除无机盐采用盐酸作为主要的试剂。

相关反应式如下：↑++=+22232CO O H CaCl HCl CaCO↑++↓=+224423CO O H CaSO SO H CaCO ↑++=+224433CO O H CaHPO PO H CaCO↑++=+222333)(2CO O H NO Ca HNO CaCO在实验中发现，用酸来处理影响其脱除效率的几个因素分别为盐酸浓度、用量、温度和时间，所以在实验设计时可以按此来安排实验。

甲壳素生产工艺流程工艺流程：取蟹壳（含其螯）洗涤、晾干、粉碎。

称取碎壳100g ，加入2.5mol/L 氢氧化钠溶液(400ml)，软皂(8g)，持续搅拌6小时，停止搅拌，放置18小时。

将壳捞出，再用2.5mol/L 氢氧化钠溶液(400ml)，浸泡24小时。

将两次浸泡后的壳捞出，纱布过滤，水洗至中性，稍沥干。

加入1mol/L的盐酸溶液(1000ml)，搅拌反应30分钟。

再将壳捞出，用1mol/L的盐酸液(500ml)搅拌反应30分钟，纱布过滤，大量水洗至中性。

挤去水分，晒干即得。

得率以粗碎净壳(干燥品)计，平均21%。

⒉脱色处理用本工艺流程制备的甲壳素脱色前呈红色或白色片状，可按下述流程进行脱色：取甲壳素产品，加入5倍量无水乙醇，加热回流1小时。

过滤，滤饼用清水漂洗后加入1‰高锰酸钾溶液(1:2)浸泡1小时。

过滤，滤饼再用1%亚硫酸氢钠溶液(1:2)浸泡1小时，得乳白色半透明甲壳素湿品，晒干，得灰白色甲壳素干燥品。

⒊产品质量分析需重点考察蟹壳提取物的分子特性，脱蛋白和脱盐是否完全。

①红外吸收光谱分析取蟹壳提取物和市售甲壳素，用KBr压片法，分别绘制红外吸收光谱，比较其特征吸收，若两者图谱一致，可证明蟹壳提取甲壳素的分子基团特征与对照品一致。

壳聚糖甲壳素纤维素甲壳素的学名为[(1，4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖]，分子式为(C8H13NO5)n，单体之间以β(1→4)甙键连接，分子量一般在106左右，理论含氮量6.9%。

其分子结构特点为：氧原子将每个碳原子的糖环连接到下一个糖环上，侧基团“挂”在这些环上。

甲壳素分子化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常相似，所不同的是，若把组成纤维素的单个分子——葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基(OH)换成乙酰氨基(NHCOCH3)，这样纤维素就变成了甲壳素，从这个意义上讲，甲壳素可以说是动物性纤维。

②蛋白质检查取产品10g，加1mol/L 氢氧化钠溶液回流煮沸2小时，离心。

专利名称：一种从虾头和虾壳中提取蛋白质和甲壳素的方法专利类型：发明专利
发明人：段杉,张影霞,陆婷婷,曹对喜,陈净刁,李桂森,武利刚申请号：CN200910040121.8
申请日：20090610
公开号：CN101579132A
公开日：
20091118
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种从虾头和虾壳中提取蛋白质和甲壳素的方法，该方法是利用乳酸菌发酵将虾头、虾壳中的蛋白质液化分离出来，经干燥得到蛋白质；发酵产生的乳酸还可将虾头、虾壳中的无机钙盐溶解，转移到发酵液中，剩余的残渣经脱色处理可得到甲壳素，该方法包括如下步骤：(1)将虾头和虾壳粉碎后，加水；(2)向上述粉碎的虾头和虾壳中加入葡萄糖或蔗糖；(3)接种乳酸菌；(4)保温发酵；(5)发酵结束后将发酵液与发酵残渣分离，发酵液经中和、干燥后得到蛋白质，发酵残渣经稀酸浸泡和脱色处理后得到甲壳素。

本发明得到的蛋白质具有腥臭味低、苦涩味低，风味良好，且富含乳酸钙的特点，可用于食品中。

申请人：华南农业大学
地址：510642 广东省广州市天河区五山路483号
国籍：CN
代理机构：广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：林丽明
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一种从发酵虾头壳中提取物质的方法说实话从发酵虾头壳中提取物质这事儿，我一开始也是瞎摸索。

我就想着虾头壳里肯定有不少有用的东西，可咋把它弄出来呢，真让人头疼。

我最初尝试的方法啊，就简单地把虾头壳捣碎，然后就想通过普通的水煮来提取。

我当时想啊，这就跟泡茶似的，一煮那些有用的物质就都跑到水里去了。

结果呢，是大错特错啊。

煮出来的东西那叫一个乱，啥杂质都有，根本没法得到我想要的纯净物质。

后来我就去查资料，我才知道人家正规的发酵可复杂了。

然后我就重新开始，我先确保虾头壳是干净的，把那些什么虾肉残渣啥的都清得干干净净的，这就像打扫房间要干净整洁一样才能办事。

然后就是发酵这一步，这个我真的尝试了好多回。

我觉得发酵剂的选择特别关键，我刚开始不懂，随便用了一种，结果发酵的效果特别不好，虾头壳都有点发臭了，完全不是正常发酵该有的样子。

后来经过摸索，我找到了一种比较合适的发酵剂。

我就把虾头壳和这个发酵剂放到一个合适的环境里，我感觉这个环境就像是它们的小窝一样，温度和湿度都得刚刚好。

我用的温度大概是30度左右吧，这个温度我也是试了好几遍才确定的，湿度呢就保持在一个让虾头壳摸起来有点湿润但又不会积水的状态。

发酵了好几天，具体几天我也不是特别确定，但是看着虾头壳有明显变化的时候我就觉得差不多了。

接下来就到提取了。

我没有太好的设备，就用了一个比较简单的过滤装置，就好比是用滤网过滤杂质一样，把那些大的残渣过滤掉，但是这个方法肯定不如专业设备过滤得干净。

这之后我还想把得到的液体里的物质再进一步分离出来，我试过用一些简单的化学方法，像那种加盐或者加酸之类的，但是效果不是很理想。

我知道这个步骤肯定是有更好的方法的，不过我还在探索当中。

咱们做这个啊一是要有耐心，二就是多尝试不同的方法。

看着简单的事儿，做起来真不容易，我到现在都还没完全弄明白，但经过这些尝试我也大概知道了一些方向，再接着探索吧。