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酸碱法和发酵法 如何从虾壳里面提取壳聚糖

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知识点:通过盐酸浸泡虾壳脱去碳酸盐,再通过NaOH溶液进行碱煮脱去蛋白质和脂类物质,然后再洗涤至中性,使用KMnO4溶液或者H2O2溶液脱色,最后干燥就可以得到几丁质。  

虾,是人们最喜爱吃的海产品,它有丰富的营养价值。无论是清蒸、红烧还是油爆,听到都让人流口水。但是,当你酒足饭饱后,面对一堆虾壳时,是否意识到,这虾壳也大有用途呢。提取壳聚糖就是其中之一。

虾是举着大钳子嚣张的甲壳类动物。甲壳类动物,顾名思义,都批有一层坚固无敌的壳!而这虾壳中富含几丁质。

几丁质是广泛存在于自然界的一种含氮多糖类生物性高分子,主要的来源为虾、蟹、昆虫等甲壳类动物的外壳与软件动物的器官(例如乌贼的软骨),以及真菌类的细胞壁等。其蕴藏量在地球上的天然高分子中占第二位,估计每年自然界生物的合成量可达1011吨,仅次于纤维素。可称作动物性的食物纤维,是自然界唯一存在的一种化学结构与天然纤维素类似的高分子碱性多糖。而且几丁质不溶于一般的弱无机酸或有机溶剂和碱液中,只溶于强无机酸。它具有强吸湿性,保湿效果亦相当好,并且具有吸附重金属离子的功能。

如果你对它还没了解,想一想螃蟹坚硬的外壳,想一想蜻蜓轻盈透明的翅膀,这一切都有几丁质的功劳。你该意识到,造物主选择了几丁质——这种神奇的物质——来做它的代言品牌。利用虾壳可以提取海水中的铀元素,就是因为几丁质脱乙酰化后的壳聚糖与铀元素密切相关,可吸附海水中的铀。

壳聚糖有人体第六元素之称,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。具有提高免疫、活化细胞、预防癌症、降血脂、降血压、抗衰老,调节机体环境等作用,可用于医药、保健、食品领域。医学领域,可用作优良的药物缓释剂,药物微球载体,人工皮肤,人工硬脑膜,防止术后粘连,结肠靶向给药,抗凝血材料以及用于骨修复材料等。在环保领域壳聚糖可用于污水处理,蛋白回收,水净化等。功能材料领域,壳聚糖可用于膜材料、载体、吸附剂、纤维、医用材料等。农业领域可应用于饲料添加、种子处理、土壤改良、水果保鲜等。可作为食品添加剂,并且还是化妆品工业上的优良添加剂。

提取方法

既然壳聚糖这么强大,我们又该如何从虾壳中提取它呢?目前常用的方法有两种:

1. 酸碱法

酸碱法是目前利用虾壳提取制备几丁质最普遍的方法,也是目前工业上大规模利用虾壳制备几丁质的主要方法。该方法先通过盐酸浸泡虾壳脱去碳酸盐,再通过NaOH溶液进行碱煮脱去蛋白质和脂类物质,然后再洗涤至中性,使用KMnO4溶液或者H2O2溶液脱色,最后干燥得到几丁质。得到的几丁质再通过浓碱液法脱去乙酰基,就可以得到不同脱乙酰度的壳聚糖。

2. 发酵法

微生物发酵法即以虾壳和虾头等废弃物为底料,利用微生物在其生长繁殖过程中产酸去除矿物质,产蛋白酶去除蛋白质。相比传统的酸碱法,微生物发酵法不仅反应条件温和,耗能少,而且发酵过程不会水解几丁质,可以得到较大分子量的几丁质产物,另外不会产生大量的酸碱废液,对环境友好。但目前此方法还处在实验室研究阶段,尚未大规模应用到工业化生产中。

壳聚糖的全能作用,着实让我们眼睛大亮。下一次,等你吃完美味的虾仁时,可别忘了虾壳也是不可小觑的哦。

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