甲殼質(zhì)資源生物加工技術(shù)研究

甲殼質(zhì)資源是地球上僅次于纖維素的第二大生物質(zhì)資源，主要涉及蝦、蟹等高經(jīng)濟(jì)價(jià)值品種，對該類資源進(jìn)行全質(zhì)化、綠色化、高值化利用一直是影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸和實(shí)踐難題。

近年來，研究人員以生物加工技術(shù)為引領(lǐng)，在資源加工的不同環(huán)節(jié)，應(yīng)用了甲殼素的酶法精制、殼寡糖的酶法制備、乙酰氨糖的生物轉(zhuǎn)化、生物質(zhì)廢水的微生態(tài)發(fā)酵等技術(shù)，構(gòu)建了甲殼質(zhì)資源生物加工技術(shù)體系。如中國專利CN201410036020.4公開了一種從蝦蟹副產(chǎn)物制備活性肽粉和甲殼素的方法，先將新鮮的蝦蟹殼擠壓破碎，再以水浸沒蝦蟹殼，在超聲波中提取處理后再加入蛋白酶進(jìn)行2次酶解處理，酶解結(jié)束后，瀝出第2次酶解液；在瀝出第2次酶解液的蝦蟹殼洗滌至中性后，再加入酸進(jìn)行脫鈣處理，再經(jīng)清洗、干燥后取得甲殼素；將擠壓破碎時(shí)擠出的膏狀蛋白質(zhì)和脂肪組織與第1次酶解液混合，酶解結(jié)束后，取溶液真空濃縮，再經(jīng)噴霧干燥制得活性肽粉。CN201510769010.6公開了外循環(huán)微波輔助酸解幾丁質(zhì)制備氨基葡萄糖的工藝，其將反應(yīng)罐與微波加熱器循環(huán)連接，將富含幾丁質(zhì)的廢棄生物質(zhì)和無機(jī)酸加入反應(yīng)罐中進(jìn)行酸解，然后取酸解生成的水解液通過微濾組合超濾方法，濾出雜質(zhì)及大分子物質(zhì)后，經(jīng)濃縮、結(jié)晶，取得氨基葡萄糖。CN201410716450.0公開了一種甲殼素的酶法提取工藝，包括如下步驟：將回收的蝦蟹殼烘干、粉碎備用；按蝦蟹殼粉末質(zhì)量的6倍加水，并用超聲波處理，再靜置溶脹；再按蝦蟹殼粉末質(zhì)量的2%～5%加入復(fù)合酶水解蛋白質(zhì)，再經(jīng)粗濾、離心分離、精濾取得凈殼粉；將得到的凈殼粉加檸檬酸液浸泡脫鈣后，然后經(jīng)過濾、清洗、烘干得甲殼素產(chǎn)品；所述復(fù)合酶由以下質(zhì)量配比的各份數(shù)組成：胰蛋白酶3～10份，木瓜蛋白酶10～12份、堿性蛋白酶5～8份、枯草芽孢桿菌蛋白酶20～30份。該發(fā)明通過超聲波預(yù)處理及特定種類蛋白酶的配比，提高蛋白質(zhì)的回收率，生產(chǎn)的甲殼素品質(zhì)高，后續(xù)甲殼素的酸處理過程中酸液的用量顯著降低，利于資源的綜合利用。CN201310495361.3公開了一種物理分離和生物酶解的甲殼素清潔生產(chǎn)工藝，其以新鮮蝦蟹殼為原料，首先將新鮮蝦蟹殼原料加入擠壓裝置進(jìn)行擠壓預(yù)處理、然后采用蛋白酶酶解蝦蟹殼中的蛋白質(zhì)，濾出蛋白酶解液后的固形物使用封閉罐曝氣浸酸去鈣、封閉式堿煮脫脂、洗滌、干燥獲得甲殼素產(chǎn)品。而濾出蛋白酶解液經(jīng)靜置沉淀，離心，干燥等工藝過程，獲得蛋白質(zhì)產(chǎn)品，可用于飼料添加劑中。CN201811398447.3公開了一種利用輻照輔助微波熱酸水解同時(shí)制備低相對分子質(zhì)量殼聚糖及D-氨基葡萄糖硫酸鹽的方法。該方法是將殼聚糖溶解于醋酸溶液中得殼聚糖溶液，向所得殼聚糖溶液中加入H2O2；然后進(jìn)行輻照處理，輻照處理后與稀硫酸混合均勻后在微波條件下進(jìn)行微波熱酸水解；然后濃縮除去水分，將濃縮物用無水乙醇進(jìn)行醇沉過夜，過濾后冷凍干燥至恒重。該發(fā)明方法濃硫酸使用量少，反應(yīng)條件溫和，環(huán)境污染小，生產(chǎn)設(shè)備要求低，綠色安全，適用于制備低相對分子質(zhì)量殼聚糖及D-氨基葡萄糖硫酸鹽。CN201810276788.7提供了一種殼聚糖溶液的水解方法及其應(yīng)用。其采用分時(shí)段嵌合式控制殼聚糖溶解及酶解過程、控量程序加酶耦合超濾分離方法，高效獲取目標(biāo)低聚殼寡糖。CN201711175028.9公開的殼聚糖的制備方法包括以下步驟：蟹殼粉碎后進(jìn)行酸浸；所述酸浸后的沉淀物進(jìn)行堿煮；所述堿煮后的物質(zhì)進(jìn)行脫乙酰基處理；所述脫乙酰基處理后的物質(zhì)經(jīng)過洗滌過濾得到殼聚糖；所述酸浸后的沉淀物以及堿煮后的物質(zhì)要進(jìn)行洗滌干燥；所述酸浸采用5%的鹽酸；通過將蟹殼粉碎后進(jìn)行酸浸、堿煮以及脫乙酰基處理后洗滌過濾得到聚殼糖，使得聚殼糖的制造工藝步驟縮減。

甲殼質(zhì)資源加工產(chǎn)品具有諸多優(yōu)良特性，具有極大的研究和應(yīng)用價(jià)值。隨著我國對環(huán)境和生態(tài)保護(hù)不斷加強(qiáng)，傳統(tǒng)的資源利用模式受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，必須尋找具有潛在工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值的新酶源，通過基因工程和蛋白質(zhì)工程技術(shù)構(gòu)建高產(chǎn)的工程菌，構(gòu)建甲殼質(zhì)資源的高效利用技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)資源的全質(zhì)化、綠色化、高值化應(yīng)用。

（江南大學(xué)圖書館 張群）