CN101962666A - 一种利用甲壳废弃物制备甲壳素、l-乳酸钙和复合氨基酸或肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过微生物发酵虾蟹等甲壳废弃物制备甲壳素、L-乳酸钙和复合氨基酸或肽的方法,具体为甲壳废弃物在鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CICC6003和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CICC23579种子液中发酵后获得L-乳酸钙,然后在米曲霉(Aspergillus oryzae)CICC41477种子液中发酵后获得复合氨基酸或肽和甲壳素。本发明的方法可以实现虾蟹等甲壳废弃物的脱钙、脱脂及脱蛋白,并制备出优质的甲壳素、L-乳酸钙、复合氨基酸(肽)系列产品,实现蛋白质、碳酸钙资源的综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用甲壳废弃物制备甲壳素、L-乳酸钙和复合氨基酸或肽的方法,具体涉及一种通过微生物发酵虾蟹等甲壳废弃物制备甲壳素、L-乳酸钙和复合氨基酸或肽的方法。
背景技术
甲壳素是地球上仅次于纤维素的第二大生物多糖,也是地球上唯一的天然碱性多糖,它广泛存在于甲壳纲动物虾、蟹的甲壳,昆虫的甲壳,真菌(包括酵母、霉菌等)的细胞壁、藻类及植物的细胞壁中。每年甲壳素的生物合成量约为100多亿吨。
甲壳素脱乙酰基的产物是壳聚糖。壳聚糖分子结构中含有氨基、羟基、乙酰氨基、氧桥以及富含电子的吡喃环等活性基团,能进行多种化学改性反应,使其具有独特的物理、化学性质及生理功能,在医药、食品、功能材料、化妆品、农业、环保及生物技术等领域显示出广阔的应用前景,有望形成甲壳素化学最具活力的新型产业。
虾蟹等甲壳废弃物中除含甲壳素外,还含有大量的蛋白质、碳酸钙及少量的脂肪和色素。目前对虾蟹等甲壳废弃物的利用主要用于制备甲壳素。工业上常采用酸、碱在一定温度下处理虾蟹等甲壳废弃物来制备甲壳素,这种方法不仅酸、碱耗量大,环境污染严重,而且产品特性不稳定,蛋白质和碳酸钙等资源导致浪费。比如中国专利CN101003581A公开了一种提取高分子量甲壳素的新技术,其以虾身壳为原料,将虾壳洗净甩干,用柠檬酸溶液浸泡,搅拌反应12-22h并过滤后,再将其置于氢氧化钠溶液中浸泡,沸腾搅拌并过滤,然后用柠檬酸溶液常温浸泡12-22h,从而达到脱钙的目的。还有中国专利CN101659711A公开了一种从虾蟹壳中提取甲壳素的工艺,通过在脱钙釜内洗涤并曝气、与稀盐酸反应并曝气、再经煮碱釜加入碱液加热曝气和洗涤曝气脱蛋白,从而制备出甲壳素。
在蛋白质的去除方面,中国专利CN1526739A公开了采用酶法降解去除蛋白质的工艺,其方案是:以虾蟹壳为原料,先采用低浓度的盐酸喷洒虾蟹壳,使虾蟹壳软化,然后再用A.S1.398中性蛋白酶水解软化后虾蟹壳中的蛋白质,滤出蛋白水解液后的固形物用3-5mol/L的盐酸于40-50℃浸泡1h-2h,彻底脱去钙等矿物质,经自来水清洗、晒干获得甲壳素产品。但在使用该方法的过程中由于酶促反应是非均相反应,蛋白质去除率低,同时碳酸钙等矿物质还是需要用酸处理。在蛋白质和虾青素制备方面,中国专利CN1463988A公开了采用有机酸、有机溶剂萃取制备甲壳素同时获得蛋白质和虾青素的方法,该方法可回 收碳酸钙,但蛋白质的去除率低,甲壳素中蛋白质含量高,同时采用了有机溶剂,给环境和产品带来新的污染。在脂肪去除方面,目前的工艺大多采用碱法处理,也会产生废水污染。在色素去除方面,大多采用高锰酸钾或亚硫酸氢钠或草酸脱色,给环境带来新的污染,且会影响甲壳素产品的质量。
另外,中国专利CN101215595A公开了一种利用微生物从虾壳中提取虾青素、蛋白质以及甲壳素的方法,是利用革兰氏阴性杆菌邻单胞杆菌(PLESIOMONAS)在37℃的条件下进行降解发酵,降解物经离心分离,液体经浓缩、干燥得蛋白粉;固体用溶剂浸泡,再经离心,液体经除去溶剂得虾青素;沉淀中下层为粗品甲壳素;沉淀中上层为菌体以及少量蛋白,用作生物肥料。然而该专利所报道方法的没有解决如何去除虾壳中存在的30-40%钙盐的问题,由于钙盐的存在导致虾壳非常坚硬,因此在没有去除钙盐的前提下采用革兰氏阴性杆菌邻单胞杆菌(PLESIOMONAS)在37℃的条件下进行降解发酵高效去除蛋白质的过程是很困难的,并且该文献报道的方法也没有明确蛋白质的去除率,无法衡量其效果,同时虾壳中的主要钙盐没有得到利用,也没有公开虾壳中脂肪的去除问题。虽然利用有机溶剂萃取获得了虾青素,但溶剂的残留会影响甲壳素的质量,且有机溶剂的使用不可避免的产生安全隐患和污染。中国专利CN101579132A公开了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。然而,该专利的方法采用嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种中任意一种或三种的混合菌发酵虾头和虾壳提取蛋白质和甲壳素,由于这些菌株多为异型乳酸发酵,产酸率不高,发酵完毕后钙盐的去除率低,以致残渣需要用稀酸(0.6mol/L)处理才能完全去除钙盐得到甲壳素,这不仅导致钙盐的损失,也会产生环境污染,且靠发酵产生的乳酸(所谓高酸环境)在现有发酵条件下导致蛋白质自溶,从而使得充分水解蛋白质的可能性极小。另外,该方法发酵周期长(5-7天),其成本高,发酵过程难以控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过微生物发酵虾蟹等甲壳废弃物制备甲壳素、L-乳酸钙和复合氨基酸的方法。利用本发明的方法,本领域技术人员可以获得虾蟹等甲壳废弃物的 脱钙、脱脂肪及脱蛋白质的甲壳素清洁生产工艺,同时实现蛋白质、碳酸钙资源的综合利用,并制备出优质的甲壳素、L-乳酸钙、复合氨基酸(肽)系列产品。
为了实现本发明,发明人通过大量试验反复研究,并终于获得了如下制备甲壳素、L-乳酸钙和复合氨基酸或肽的方法:
一种利用甲壳废弃物制备甲壳素的方法,其步骤为:1)第一次发酵:取清洗并粉碎后甲壳废弃物100重量份,加入32-38重量份的淀粉水解糖、0.3-0.5重量份的柠檬酸氢二铵、0.3-0.5重量份的乙酸钠、0.8-1.2重量份的酵母膏、0.06-0.08重量份的蛋白胨,并加入2-4倍重量的水,煮沸,冷却后接入2-5%(V/V)体积各半的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)CICC6003和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CICC23579种子液,于37℃下发酵36-40小时待淀粉水解糖耗尽;2)第二次发酵:离心后收集脱钙脱脂产物沉淀,取干燥脱钙脱脂产物100重量份,加入2.5-3.5重量份饴糖、1.7-2.3重量份(NH4)2SO4、1.7-2.3重量份K2HPO4、0.8-1.2重量份CaCl2,加水至水含量达65-75%,灭菌,冷却后接入5-10%(V/V)米曲霉(Aspergillus oryzae)CICC41477种子液,于30℃条件下发酵36-48小时;发酵产物加一倍重量的水充分搅拌后过筛网去除菌丝体、微生物细胞和孢子,收集固形物,加入1.5-2倍体积的双氧水,在室温下搅拌2-3小时,用80目筛网过滤并用1倍体积的水清洗,所述固形物在40-45℃下干燥后即得甲壳素(见图1)。
上述利用甲壳废弃物制备甲壳素的方法,在第一次发酵之前的煮沸步骤优选为在100℃下煮沸10分钟。
上述利用甲壳废弃物制备甲壳素的方法,所述接种的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)CICC6003种子液的细胞数为1-6×109个/mL。
上述利用甲壳废弃物制备甲壳素的方法,所述接种的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CICC23579种子液的细胞数为12-18×109个/mL。
上述利用甲壳废弃物制备甲壳素的方法,所述接种的米曲霉(Aspergillus oryzae)CICC41477种子液的孢子数为8.0-9.0×108个/mL。
上述利用甲壳废弃物制备甲壳素的方法,优选地,第一次发酵接入鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CICC6003和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CICC23579时,发酵至10小时后每隔4小时轻轻搅动一次;在接入米曲霉(Aspergillus oryzae)CICC41477后每隔6小时翻动培养基一次,发酵24小时后,每隔4小时翻动一次。。
上述利用甲壳废弃物制备甲壳素的方法,第一次发酵结束后的离心步骤优选为用三足离心机在3000rpm/min条件下离心,并用干物质两倍重量的水洗涤至洗液中无游离钙。
上述利用甲壳废弃物制备甲壳素的方法,优选地,第二次发酵结束后去除菌丝体的筛网为20目,所述去除微生物细胞和孢子的筛网为80目。
在制备甲壳素的过程中,发明人创造性地实现了甲壳废弃物中的蛋白质、碳酸钙资源的综合利用,变废为宝,探索出了L-乳酸钙和复合氨基酸和/或复合肽的制备方法,具体如下:
一种利用甲壳废弃物制备L-乳酸钙的方法,其步骤为:取清洗并粉碎后甲壳废弃物100重量份,加入32-38重量份的淀粉水解糖、0.3-0.5重量份的柠檬酸氢二铵、0.3-0.5重量份的乙酸钠、0.8-1.2重量份的酵母膏、0.06-0.08重量份的蛋白胨,并加入2-4倍重量的水,煮沸,冷却后接入2-5%(V/V)体积各半的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CICC6003和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CICC23579种子液,于37℃下发酵36-40小时待淀粉水解糖耗尽;离心后收集上清液,采用真空浓缩至L-乳酸钙浓度18-22%(W/V),冷却结晶产生L-乳酸钙晶体,分离晶体,干燥得L-乳酸钙(见图1)。
一种利用甲壳废弃物制备复合氨基酸或肽的方法,其步骤为:取清洗并粉碎后甲壳废弃物100重量份,加入32-38重量份的淀粉水解糖、0.3-0.5重量份的柠檬酸氢二铵、0.3-0.5重量份的乙酸钠、0.8-1.2重量份的酵母膏、0.06-0.08重量份的蛋白胨,并加入2-4倍重量的水,煮沸,冷却后接入2-5%(V/V)体积各半的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CICC6003和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CICC23579种子液,于37℃下发酵36-40小时待淀粉水解糖耗尽;离心后收集脱钙脱脂产物沉淀,取干燥脱钙脱脂产物100重量份,加入2.5-3.5重量份饴糖、1.7-2.3重量份(NH4)2SO4、1.7-2.3重量份K2HPO4、0.8-1.2重量份CaCl2,加水至水含量达65-75%,灭菌,冷却后接入5-10%(V/V)米曲霉(Aspergillusoryzae)CICC41477种子液,于30℃条件下发酵36-48小时;发酵产物加一倍重量的水充分搅拌后过20目筛网去除菌丝体,滤过物再过80目的筛网去除微生物细胞和孢子,收集过80目的筛网所得的液体,再次过80目的筛网,滤出液经真空度0.1MPa浓缩至浓度至25-28%,通过喷雾干燥即得复合氨基酸或肽(见图1)。
与现有技术相比,本发明制备甲壳素、L-乳酸钙和复合氨基酸或肽的方法具有如下显著的进步性:
1)通过生物发酵工艺对虾蟹等甲壳废弃物进行分阶段处理,发酵周期不超过4天,使得原料中的钙盐、蛋白质和脂肪得到了有效的去除,从而不仅获得了优质的甲壳素产品,而且还制备出了L-乳酸钙和复合氨基酸或肽,实现了蛋白质、碳酸钙资源的综合利用。相比中国专利CN101215595A、CN101579132A具有显著的进步性。
2)利用本发明的工艺方法具有高的脱钙率、脱蛋白率和脱脂率,所制备的产品纯度高。 具体为,甲壳素产品的脱钙率≥99%,脱脂率≥98%,脱蛋白率≥98%,钙含量≤0.1%,蛋白质含量≤0.2%,水份≤10%;L-乳酸钙含量95±1%;复合氨基酸或肽的蛋白含量为85±2%。
3)本发明工艺不采用任何酸、碱和有机溶剂,避免了工业上常采用酸、碱、有机溶剂处理来制备甲壳素所带来的酸、碱、有机溶剂耗量大,环境污染严重,而且产品特性不稳定,蛋白质和碳酸钙等资源导致浪费的问题。
附图说明
图1固态发酵虾蟹等甲壳废弃物制备甲壳素、L-乳酸钙和复合氨基酸的流程工艺图
具体实施方式
实施例1以虾蟹等甲壳废弃物为原料制备甲壳素
1、清洁生产工艺及参数
1)虾蟹等甲壳废弃物清洗:用自来水将虾蟹等甲壳废弃物上的泥土等脏物清洗干净,干燥后粉碎;
2)粉碎细度:20-60目。
2、甲壳废弃物固态发酵脱钙脱脂
1)鼠李糖乳杆菌及枯草芽孢杆菌种子的培养
1.1)鼠李糖乳杆菌培养基
A、斜面活化培养基组成(g/100ml):蛋白胨1%,牛肉膏1%,酵母膏0.5%,葡萄糖2%,柠檬酸氢二铵0.2%,磷酸二氢钾0.2%,吐温800.1%,硫酸镁0.058%,硫酸锰0.025%,乙酸钠0.2%,琼脂2%,碳酸钙0.6%,115℃灭菌30min,pH 6.4。
B、液体种子培养基组成(g/100ml):蛋白胨1%,牛肉膏1%,酵母膏0.5%,葡萄糖2%,柠檬酸氢二铵0.2%,磷酸二氢钾0.2%,吐温800.1%,硫酸镁0.058%,硫酸锰0.025%,乙酸钠0.2%,115℃灭菌30min,pH 6.4。
1.2)枯草芽孢杆菌培养基
A、斜面活化培养基组成(g/100ml):牛肉膏0.3%,蛋白胨1%,NaCl 0.5%,琼脂2%,pH自然;
B、液体种子培养基组成(g/100ml):牛肉膏0.3%,蛋白胨1%,NaCl 0.5%,pH自 然
1.3)种子培养过程及工艺参数:
A、种子活化:
按斜面活化培养基制成菌种活化斜面培养基,将鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌株分别接种到各自的斜面培养基中,在37℃下培养20-30小时,即得斜面活化种子。
B、液体种子培养
按液体种子培养基组成配制培养基后分装到三角瓶中,于121℃灭菌20min,冷却后接入两菌株的斜面活化种子,鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)在37℃下静置培养10-20小时,使细胞数达到3×109个/mL,即得鼠李糖乳杆菌液体种子;枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在37℃下通气搅拌培养16-24小时,使细胞数达到15×109个/mL,即得枯草芽孢杆菌液体种子。
2)甲壳废弃物发酵脱钙脱脂过程及工艺参数:
取10Kg经清洗和粉碎后的干虾蟹等甲壳废弃物,加入3.5Kg的淀粉水解糖、40g柠檬酸氢二铵、40g乙酸钠、100g酵母膏、7g蛋白胨,向其中加入2-4倍重量的水,在100℃下煮沸10分钟,冷却后接入3%(V/V)培养好的两个菌种的液体种子,发酵至10小时后每隔4小时轻轻搅动一次,于37℃下发酵36-40小时待淀粉水解糖耗尽。
3)脱钙脱脂产物的制备
发酵完毕后,用三足离心机在3000rpm/min条件下离心,同时用干物质两倍重量的水洗涤洗液中无游离钙,收集三足离心机中的固形物即为脱钙脱脂产物,用于下一阶段脱蛋白。
3、甲壳废弃物固态发酵脱蛋白
1)米曲霉种子的培养
1.1)培养基
A、斜面活化培养基:采用PDA固体培养基,制备方法:马铃薯200g(马铃薯去皮,切成块煮30min,然后用纱布过滤,取汁),蔗糖20g,加水定容至1000mL,加入20g琼脂,于121℃灭菌20分钟后分装到试管中制成斜面。
B、液体培养基:采用PDA液培养基
1.2)种子培养过程及工艺参数:
在PDA固体斜面培养基中经两次活化的米曲霉菌种接种到装有PDA液体培养基的三 角瓶中,在30℃,转速180rpm条件下培养,使孢子数达到8.5×108个/mL即得种子液
2)发酵脱蛋白过程及工艺参数:
取10Kg脱钙脱脂的干虾蟹等甲壳废弃物,加入300g饴糖、200g(NH4)2SO4、200g K2HPO4、100g CaCl2,加水至水分至65-75%,于121℃灭菌20分钟,冷却后接入7%的种子液与发酵培养基均匀混合后,在30℃条件下发酵36-48小时,发酵过程中翻动发酵培养基,发酵前期每隔6小时翻动一次,发酵24小时后,每隔4小时翻动一次。
3)脱蛋白产物及复合氨基酸(肽)的制备
发酵脱蛋白后的发酵产物加一倍重量的水充分搅拌后过20目筛网去除菌丝体,滤过物再过80目的筛网去除微生物细胞和孢子,收集过80目的筛网所得的固形物即得脱蛋白后的虾蟹等甲壳废弃物的产物(粗甲壳素)。
4、粗甲壳素脱色制备甲壳素
粗甲壳素加入1.5-2倍体积的双氧水,在室温下搅拌2-3小时,用80目筛网过滤并用1倍体积的水清洗,固形物在40-45℃下干燥后即得甲壳素产品。
5、甲壳素产品的技术参数
1)脱钙率≥99%;
2)脱脂率≥98%;
3)脱蛋白率≥98%
4)脱色效果:使产品为白色。
5)甲壳素颜色:白色,钙含量≤0.1%、蛋白质含量≤0.2%
6)甲壳素的水份≤10%。
实施例2以虾蟹等甲壳废弃物为原料制备L-乳酸钙、复合氨基酸或肽
1、清洁生产工艺及参数
1)虾蟹等甲壳废弃物清洗:用自来水将虾蟹等甲壳废弃物上的泥土等脏物清洗干净,干燥后粉碎;
2)粉碎细度:20-60目。
2、甲壳废弃物固态发酵脱钙脱脂
1)鼠李糖乳杆菌及枯草芽孢杆菌种子的培养
1.1)鼠李糖乳杆菌培养基
A、斜面活化培养基组成(g/100ml):蛋白胨1%,牛肉膏1%,酵母膏0.5%,葡萄糖 2%,柠檬酸氢二铵0.2%,磷酸二氢钾0.2%,吐温800.1%,硫酸镁0.058%,硫酸锰0.025%,乙酸钠0.2%,琼脂2%,碳酸钙0.6%,115℃灭菌30min,pH 6.4。
B、液体种子培养基组成(g/100ml):蛋白胨1%,牛肉膏1%,酵母膏0.5%,葡萄糖2%,柠檬酸氢二铵0.2%,磷酸二氢钾0.2%,吐温800.1%,硫酸镁0.058%,硫酸锰0.025%,乙酸钠0.2%,115℃灭菌30min,pH 6.4。
1.2)枯草芽孢杆菌培养基
A、斜面活化培养基组成(g/100ml):牛肉膏0.3%,蛋白胨1%,NaCl 0.5%,琼脂2%,pH自然;
B、液体种子培养基组成(g/100ml):牛肉膏0.3%,蛋白胨1%,NaCl 0.5%,pH自然
1.3)种子培养过程及工艺参数:
A、种子活化:
按斜面活化培养基制成菌种活化斜面培养基,将鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌株分别接种到各自的斜面培养基中,在37℃下培养20-30小时,即得斜面活化种子。
B、液体种子培养
按液体种子培养基组成配制培养基后分装到三角瓶中,于121℃灭菌20min,冷却后接入两菌株的斜面活化种子,鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)在37℃下静置培养10-20小时,使细胞数达到1×109个/mL,即得鼠李糖乳杆菌液体种子;枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在37℃下通气搅拌培养16-24小时,使细胞数达到16×109个/mL,即得枯草芽孢杆菌液体种子。
2)甲壳废弃物发酵脱钙脱脂过程及工艺参数:
取10Kg经清洗和粉碎后的干虾蟹等甲壳废弃物,加入3.5Kg的淀粉水解糖、40g柠檬酸氢二铵、40g乙酸钠、100g酵母膏、7g蛋白胨,向其中加入2-4倍重量的水,在100℃下煮沸10分钟,冷却后接入2%(V/V)培养好的两个菌种的液体种子,发酵至10小时后每隔4小时轻轻搅动一次,于37℃下发酵36-40小时待淀粉水解糖耗尽。
3)L-乳酸钙的制备
发酵完毕后,用三足离心机在3000rpm/min条件下离心,同时用干物质两倍重量的水洗涤至洗液中无游离钙,收集离心出的液体和洗液,采用真空浓缩至L-乳酸钙浓度18-22% (W/V),冷却结晶产生L-乳酸钙晶体,分离晶体,干燥即得L-乳酸钙产品,颜色为白色,含量:95±1%。
3、甲壳废弃物固态发酵脱蛋白
1)米曲霉种子的培养
1.1)培养基
A、斜面活化培养基:采用PDA固体培养基,制备方法:马铃薯200g(马铃薯去皮,切成块煮30min,然后用纱布过滤,取汁),蔗糖20g,加水定容至1000mL,加入20g琼脂,于121℃灭菌20分钟后分装到试管中制成斜面。
B、液体培养基:采用PDA液培养基
1.2)种子培养过程及工艺参数:
在PDA固体斜面培养基中经两次活化的米曲霉菌种接种到装有PDA液体培养基的三角瓶中,在30℃,转速180rpm条件下培养,使孢子数达到9.0×108个/mL即得种子液。
2)发酵脱蛋白过程及工艺参数:
取10Kg脱钙脱脂的干虾蟹等甲壳废弃物,加入300g饴糖、200g(NH4)2SO4、200g K2HPO4、100g CaCl2,加水至水分至65-75%,于121℃灭菌20分钟,冷却后接入5%的种子液与发酵培养基均匀混合后,在30℃条件下发酵36-48小时,发酵过程中翻动发酵培养基,发酵前期每隔6小时翻动一次,发酵24小时后,每隔4小时翻动一次。
3)复合氨基酸(肽)的制备
发酵脱蛋白后的发酵产物加一倍重量的水充分搅拌后过20目筛网去除菌丝体,滤过物再过80目的筛网去除微生物细胞和孢子,收集过80目的筛网所得的液体,再次过80目的筛网,滤出液经真空浓缩(真空度0.1MPa)至浓度至25-28%,通过喷雾干燥即得氨基酸(肽)产品,颜色为淡黄色,总蛋白质含量:85±2%。
Claims (10)
1.一种利用甲壳废弃物制备甲壳素的方法,其特征在于:取清洗并粉碎后甲壳废弃物100重量份,加入32-38重量份的淀粉水解糖、0.3-0.5重量份的柠檬酸氢二铵、0.3-0.5重量份的乙酸钠、0.8-1.2重量份的酵母膏、0.06-0.08重量份的蛋白胨,并加入2-4倍重量的水,煮沸,冷却后接入2-5%(V/V)体积各半的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)种子液,于37℃下发酵36-40小时待淀粉水解糖耗尽;离心后收集脱钙脱脂产物沉淀,取干燥脱钙脱脂产物100重量份,加入2.5-3.5重量份饴糖、1.7-2.3重量份(NH4)2SO4、1.7-2.3重量份K2HPO4、0.8-1.2重量份CaCl2,加水至水含量达65-75%,灭菌,冷却后接入5-10%(V/V)米曲霉(Aspergillus oryzae)种子液,于30℃条件下发酵36-48小时;发酵产物加一倍重量的水充分搅拌后过筛网去除菌丝体、微生物细胞和孢子,收集固形物,加入1.5-2倍体积的双氧水,在室温下搅拌2-3小时,用80目筛网过滤并用1倍体积的水清洗,所述固形物在40-45℃下干燥后即得甲壳素。
2.如权利要求1所述制备甲壳素的方法,其特征在于:所述煮沸步骤为在100℃下煮沸10分钟。
3.如权利要求1所述制备甲壳素的方法,其特征在于:所述接种的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)种子液的细胞数为1-6×109个/mL。
4.如权利要求1所述制备甲壳素的方法,其特征在于:所述接种的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)种子液的细胞数为12-18×109个/mL。
5.如权利要求1所述制备甲壳素的方法,其特征在于:所述接种的米曲霉(Aspergillusoryzae)种子液的孢子数为8.0-9.0×108个/mL。
6.如权利要求1所述制备甲壳素的方法,其特征在于:在接入鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)时发酵至10小时后每隔4小时轻轻搅动一次;在接入米曲霉(Aspergillus oryzae)后每隔6小时翻动培养基一次,发酵24小时后,每隔4小时翻动一次。
7.如权利要求1所述制备甲壳素的方法,其特征在于:所述离心步骤为用三足离心机在3000rpm/min条件下离心,并用干物质两倍重量的水洗涤至洗液中无游离钙。
8.如权利要求1所述制备甲壳素的方法,其特征在于:所述去除菌丝体的筛网为20目,所述去除微生物细胞和孢子的筛网为80目。
9.一种利用甲壳废弃物制备L-乳酸钙的方法,其特征在于:取清洗并粉碎后甲壳废弃物100重量份,加入32-38重量份的淀粉水解糖、0.3-0.5重量份的柠檬酸氢二铵、0.3-0.5重量份的乙酸钠、0.8-1.2重量份的酵母膏、0.06-0.08重量份的蛋白胨,并加入2-4倍重量 的水,煮沸,冷却后接入2-5%(V/V)体积各半的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)种子液,于37℃下发酵36-40小时待淀粉水解糖耗尽;离心后收集上清液,采用真空浓缩至L-乳酸钙浓度18-22%(W/V),冷却结晶产生L-乳酸钙晶体,分离晶体,干燥得L-乳酸钙。
10.一种利用甲壳废弃物制备复合氨基酸或肽的方法,其特征在于:取清洗并粉碎后甲壳废弃物100重量份,加入32-38重量份的淀粉水解糖、0.3-0.5重量份的柠檬酸氢二铵、0.3-0.5重量份的乙酸钠、0.8-1.2重量份的酵母膏、0.06-0.08重量份的蛋白胨,并加入2-4倍重量的水,煮沸,冷却后接入2-5%(V/V)体积各半的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)种子液,于37℃下发酵36-40小时待淀粉水解糖耗尽;离心后收集脱钙脱脂产物沉淀,取干燥脱钙脱脂产物100重量份,加入2.5-3.5重量份饴糖、1.7-2.3重量份(NH4)2SO4、1.7-2.3重量份K2HPO4、0.8-1.2重量份CaCl2,加水至水含量达65-75%,灭菌,冷却后接入5-10%(V/V)米曲霉(Aspergillus oryzae)种子液,于30℃条件下发酵36-48小时;发酵产物加一倍重量的水充分搅拌后过20目筛网去除菌丝体,滤过物再过80目的筛网去除微生物细胞和孢子,收集过80目的筛网所得的液体,再次过80目的筛网,滤出液经真空度0.1MPa浓缩至浓度至25-28%,通过喷雾干燥即得复合氨基酸或肽。
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