TW201927826A - 幾丁質以及酶化學製備幾丁質及/或幾丁聚醣之方法 - Google Patents

幾丁質以及酶化學製備幾丁質及/或幾丁聚醣之方法 Download PDF

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Abstract

本發明涉及差異純度大於97.75%的幾丁質,以及通過酶化學獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法。

Description

幾丁質以及酶化學製備幾丁質及/或幾丁聚醣之方法
本發明涉及幾丁質、幾丁聚醣和由昆蟲製備幾丁質及/或幾丁聚醣的方法。
根據本發明,「幾丁質」是指主要由葡糖胺單元和N-乙醯葡糖胺單元組成的聚合物,所述單元任選地被胺基酸及/或肽取代。
關於「主要由…組成」,是指所述聚合物包含55至98重量%,較佳75至90重量%的葡糖胺單元和N-乙醯基葡糖胺單元。
幾丁質是繼纖維素之後世界上第二大合成聚合物。事實上,幾丁質由世界上的許多物種合成:它構成甲殼類動物和昆蟲的外骨骼以及圍繞並保護真菌的側壁部分。更具體地,在昆蟲中,幾丁質因此構成其外骨骼的3至60%。
根據本發明,「幾丁聚醣」是指幾丁質的脫乙醯產物。幾丁聚醣和幾丁質之間的通常限制是由乙醯化程度來確定的:乙醯化程度小於50%的化合物稱為幾丁聚醣,此外,而乙醯化程度高於50%的化合物稱為幾丁質。
幾丁質及/或幾丁聚醣的應用有很多:化妝品(化妝品組成物)、醫療和藥物(醫藥組成物、燒傷治療、生物材料、角膜敷 料、縫合材料)、營養學和食品加工(人類食物,包括釀酒和食用動物,更具體地說,在水產養殖和家禽養殖)、技術(特別是用於水過濾和淨化的過濾劑、組織形成劑、絮凝劑或吸附劑)等。實際上,幾丁質及/或幾丁聚醣是生物相容的、可生物降解的和無毒的材料。
通常,幾丁質和幾丁聚醣是從合成幾丁質的不同物種中獲得的,例如上面提到的那些,特別是來自甲殼類動物或昆蟲。
從昆蟲獲得幾丁質和幾丁聚醣是特別有利的,後者是豐富且可再生的原料。
在許多應用中,例如在化妝品和藥物應用中都尋求實現高純度的幾丁質及/或幾丁聚醣。高純度限制,尤其是過敏、局部或全身發熱的風險,與含有幾丁質或幾丁聚醣的化妝品或藥物產品的應用有關。這種反應可能確實是由雜質如殘留的胺基酸、灰分或脂質引起的。
因此,本發明涉及一種幾丁質,其差異純度大於97.75%。
在本申請的上下文中,在測量純度時,從絕對純度(100%)的值中減去已知的雜質即胺基酸、脂質和灰分的含量,以獲得由差異估計出的純度值。因此,例如,含有30%胺基酸、10%脂質和1%灰分的樣品因此具有100-30-10-1=59%的差異純度。
根據本發明的幾丁質具有高的差異純度,因此具有低水平的胺基酸、脂質和灰分。
根據本發明的幾丁質有利地具有大於或等於98%,較佳大於或等於98.1%的差異純度。
根據本發明的幾丁質的胺基酸含量較佳根據針對色胺酸的NF EN ISO 13904法和針對其他胺基酸的NF EN ISO 13903測定。
以百分比表示的相對豐度可以通過將每種胺基酸的含量與總胺基酸含量相關聯來計算。
在整個申請中,如果沒有為法規、標準或指令指定日期,則是在申請日有效的法規、標準或指令。
確定脂肪含量(脂質)的方法是本領域技術人員公知的。作為示例並且較佳地,將通過調整CE 152/2009的規則方法來執行該含量的確定。
確定灰分含量的方法是本領域技術人員公知的。較佳地,該含量根據標準NF V18-101來確定。
有利地,根據本發明的幾丁質包含占幾丁質總乾重小於1.2重量%的胺基酸。
較佳地,根據本發明的幾丁質包含占幾丁質總乾重小於1重量%,更佳小於0.9重量%,甚至更佳小於0.8重量%,並且甚至更佳小於0.75重量%的胺基酸。
有利地,存在於根據本發明的幾丁質中的殘留胺基酸是:蘇胺酸、絲胺酸、甘胺酸、谷胺酸、丙胺酸、半胱胺酸、纈胺酸、異亮胺酸、天冬胺酸、亮胺酸、酪胺酸、苯丙胺酸、組胺酸、賴胺酸、色胺酸或它們中的兩種或更多種的組合。較佳地,存在於根據本發明的幾丁質中的殘留胺基酸是:半胱胺酸、纈胺酸、組胺酸、賴胺酸、色胺酸或它們中的兩種或更多種的組合,更佳是所有這些胺基酸的組合。
有利地,根據本發明的幾丁質包含占幾丁質總乾重小於2重量%的灰分。
根據本發明的幾丁質較佳包含占幾丁質總乾重小於1.6重量%,更佳小於1.4重量%,甚至更佳小於1.2重量%的灰分。
有利地,根據本發明的幾丁質包含占幾丁質總乾重小於1重量%,較佳小於0.5重量%,更佳小於0.2重量%的脂質。
甚至更佳地,根據本發明的幾丁質不包含脂質。
有利地,根據本發明的幾丁質具有大於或等於450kg.mol-1,較佳大於或等於500kg.mol-1,更佳大於或等於600kg.mol-1,更佳大於或等於650kg.mol-1的分子量。
分子量通過落球法測量黏度來確定。
較佳地,分子量是通過在以下出版物中描述的落球法測量黏度的方法確定的:「Pacheco et al.;Structural characterization of chitin and chitosan obtained by biological and chemical methods;Biomacromolecules;12,3285-3290,2011」。
該方法特別用於實施例1中。
較佳地,根據本發明的幾丁質是分離的幾丁質。
「分離的」幾丁質是指從其天然環境中分離或提取的幾丁質。
更具體地,在本申請的上下文中,幾丁質是從昆蟲,更具體而言從昆蟲角質層分離或提取的。
根據一個較佳具體例,幾丁質具有大於或等於98.0%的差異純度,和大於或等於800kg.mol-1的分子量,較佳地,具有大於或等於98.5%的差異純度,和大於或等於850kg.mol-1的分子 量。
根據該較佳具體例,幾丁質較佳包含占幾丁質總乾重小於0.35重量%的胺基酸,及/或占幾丁質總乾重小於0.9重量%的灰分,及/或占幾丁質總乾重少於0.3重量%的脂質。
本發明還涉及一種幾丁聚醣,其差異純度大於97.75%。
較佳地,根據本發明的幾丁聚醣的差異純度大於或等於98%,更佳大於或等於98.1%。
根據本發明的幾丁聚醣的差異純度、胺基酸含量、灰分含量和脂質含量以與上文對幾丁質所示相同的方式測量。
有利地,根據本發明的幾丁聚醣包含占幾丁聚醣總乾重小於0.8重量%的胺基酸。
較佳地,根據本發明的幾丁聚醣包含占幾丁聚醣總乾重小於0.6重量%,更佳小於0.4重量%的胺基酸。
有利地,存在於根據本發明的幾丁聚醣中的殘留胺基酸是:蘇胺酸、酪胺酸、賴胺酸及/或色胺酸。
有利地,根據本發明的幾丁聚醣包含占幾丁聚醣總乾重小於2重量%的灰分。
根據本發明的幾丁聚醣較佳包含占幾丁聚醣總乾重小於1.8重量%,更佳小於1.5重量%,甚至更佳小於1.0重量%的灰分。
有利地,根據本發明的幾丁聚醣包含占幾丁聚醣總乾重小於1重量%,較佳小於0.7重量%,更佳小於0.5重量%的脂質。
有利地,根據本發明的幾丁聚醣具有大於或等於250 kg.mol-1,較佳大於或等於300kg.mol-1,更佳大於或等於350kg.mol-1,更佳大於或等於400kg.mol-1的分子量。
較佳地,根據本發明的幾丁聚醣是分離的幾丁聚醣。
「分離的」幾丁聚醣是指從其天然環境中分離或提取的幾丁質獲得的幾丁聚醣。
更具體地,在本申請的上下文中,幾丁聚醣是從昆蟲,更具體而言從昆蟲的角質層分離或提取的幾丁質獲得的。
根據一個較佳具體例,幾丁聚醣有大於或等於97.9%的差異純度,和大於或等於480kg.mol-1的分子量,更具體地,具有大於或等於98.8%的差異純度,和大於或等於540kg.mol-1的分子量。
根據該較佳具體例,幾丁聚醣有利地包含占幾丁聚醣總乾重小於0.4重量%的胺基酸,及/或占幾丁聚醣總乾重小於0.6重量%的灰分,及/或占幾丁聚醣總乾重小於0.2重量%的脂質。
本發明還涉及從昆蟲獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法,包括以下步驟:- 從昆蟲的柔軟部分分離角質層,- 用蛋白酶酵素水解該角質層,得到固體殘留物,和- 對該固體殘留物進行鹼處理。
根據本發明的獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法可以獲得高純度的幾丁質及/或幾丁聚醣。
此外,根據本發明的方法,更具體而言,酵素水解步驟可以減少後續鹼處理步驟中固有的某些缺點,例如,減少在該步驟中使用的鹼的量。該步驟還允許回收水解產物。
有利地,根據本發明的方法不包括氧化步驟,例如用過氧化氫進行的處理。
「昆蟲」是指處於發育的任何階段,例如成蟲期、幼蟲或若蟲期(中間階段)的昆蟲。有利地,根據本發明的方法中使用的昆蟲在昆蟲是全代謝時處於幼蟲期,在昆蟲是異源代謝時處於若蟲期(中間階段),或者如果合適的話處於成蟲期。
在根據本發明的方法中使用的昆蟲可以是可食用的。
有利地,用於實施根據本發明的方法的較佳昆蟲是例如,鞘翅目、雙翅目、鱗翅目(例如,大蠟螟(Galleria mellonella))、等翅目、直翅目、膜翅目、蜚蠊目、半翅目、異翅目、蜉蝣目和長翅目,較佳鞘翅目、雙翅目、直翅目、鱗翅目或其混合物,更佳鞘翅目。
根據本發明的方法中較佳使用的昆蟲屬於擬步甲科、鰓金龜科、皮蠹科、瓢蟲科、天牛科、步甲科、吉丁科、花金龜科,象鼻蟲亞科、或其混合物。
更佳地,其為下面的鞘翅目:黃粉蟲(Tenebrio molitor),黑菌蟲(Alphitobius diaperinus)、大麥蟲(Zophobas morio)、黑粉蟲(Tenebrio obscurus)、赤擬穀盜(Tribolium castaneum)、金龜子(Pachnoda marginata)、和紅棕象甲(Rhynchophorus ferrugineus),或其混合物。更佳的是黃粉蟲(Tenebrio molitor)。
根據本發明的獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法包括將角質層與昆蟲的柔軟部分分離的步驟。
角質層是昆蟲表皮分泌的外層(或外骨骼),其通常由三層組成:上表皮、外角質層和內角質層。
通過「柔軟部分」,是指昆蟲的肉(包括肌肉和內臟)和體液(包括生物液體、水和血淋巴)。特別是,柔軟部分不包含昆蟲體液。
可以使用任何類型的合適分離機進行角質層與昆蟲的柔軟部分的分離。
根據第一具體例,使用帶式分離機進行角質層與柔軟部分的分離。
根據第二具體例,使用壓濾機進行角質層與柔軟部分的分離。
昆蟲的角質層與柔軟部分的這一分離步驟更充分地在以下根據本發明的獲得產幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟2中進行說明。
角質層與昆蟲的柔軟部分的這種分離使得尤其可以將幾丁質與柔軟部分分離。實際上,在該分離步驟結束時獲得的角質層具有相對於角質層總重量的大約10至30重量%的高幾丁質含量,如下所示。
特別地,將角質層與柔軟部分分離的步驟在沒有任何先前的特別是以顆粒形式進行的研磨昆蟲步驟的情況下進行。
根據本發明的獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法在將角質層與柔軟部分分離的步驟之前有利地包括處死步驟。
該處死步驟在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟1中進行了更全面的描述。
有利地,在步驟1處死之後,昆蟲直接用於實施步驟2的將角質層與昆蟲的柔軟部分分離,即,所述昆蟲在步驟1和步 驟2之間不進行例如研磨、冷凍或脫水的處理。
對於根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法,包括在從昆蟲的柔軟部分分離角質層的步驟之後,用蛋白酶酵素水解角質層,以得到固體殘留物的步驟。
有利地,酵素水解進行3至10小時,較佳4至8小時,例如約6小時。
應注意,在本申請的上下文中,除非另有說明,否則所指示的值包括端值在內。
較佳地,酵素水解在40至80℃,較佳在50至70℃,例如約60℃的溫度下進行。
有利地,酵素水解在6至8,較佳6.5至7.5的pH下進行。
酵素水解可用單一的蛋白酶進行,或者用含有至少一種蛋白酶的酶混合物進行,更佳為含有多種蛋白酶的混合物,例如含有內切蛋白酶和外切蛋白酶的酶混合物,或含有蛋白酶和多糖酶的酶混合物。
所述酶或酶混合物以經受酵素水解的角質層(濕的)的總重量為基準0.2至10重量%,較佳1至8重量%,更佳3至7重量%的量引入。
在酶活性方面,酶或酶混合物的導入量相當於每100g濕重2000至5000 SAPU(「光度法酸性蛋白酶單位」)的活性,較佳為3000至4000 SAPU的活性,水分含量為待加工基料,即昆蟲的角質層的30至70%。
在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細 方法的步驟3中更全面地描述了這種酵素水解角質層的步驟。
根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法包括在酵素水解角質層的步驟之後對固體殘留物進行鹼處理的步驟。
有利地,鹼處理使用強鹼進行。
有利地,強鹼選自氫氧化鈉或蘇打、氫氧化鉀和氫氧化銨。較佳地,強鹼是氫氧化鈉或氫氧化鉀,更佳氫氧化鈉。
較佳地,用於鹼處理的鹼是鹼性水溶液的形式。
在這種情況下,鹼在水溶液中的莫耳濃度有利地為0.1至5mol.L-1,較佳為0.5至2mol.L-1,甚至更佳等於1mol.L-1(例如,莫耳蘇打)。
較佳地,調節鹼的濃度以獲得鹼乾重(g):固體殘留物乾重(g):水的重量(g)的比為0.1:0.45:2至0.8:0.45:15,更佳為0.3:0.45:8至0.7:0.45:12,例如約0.36:0.45:9.23。
在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟4中更全面地描述了該固體殘留物的鹼處理步驟。
有利地,固體殘留物的鹼處理步驟之後是回收幾丁質的步驟。
在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟5中更全面地描述了回收幾丁質的步驟。
任選地,根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法還包括洗滌幾丁質的步驟。
在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟6中更全面地描述了洗滌幾丁質的任選步驟。
任選地,根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方 法還包括乾燥幾丁質的步驟。
在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟7中更全面地描述了乾燥幾丁質的任選步驟。
由於幾丁質可以以粉末的形式銷售,因此根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法可任選地包括研磨幾丁質的步驟。
在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟8中更全面地描述了研磨幾丁質的任選步驟。
還可以進行研磨步驟以促進脫乙醯化反應,這使得可以從幾丁質製備幾丁聚醣。
因此,僅在所需產物是幾丁聚醣時才實施旨在將幾丁質轉化為幾丁聚醣的脫乙醯化步驟。
在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟9中更全面地描述了幾丁質的脫乙醯化步驟。
有利地,幾丁質的脫乙醯化步驟之後是回收幾丁聚醣的步驟。
在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟10中更全面地描述了回收幾丁聚醣的步驟。
任選地,根據本發明的獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法還包括洗滌幾丁聚醣的步驟。
在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟11中更全面地描述了洗滌幾丁聚醣的任選步驟。
任選地,根據本發明的獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法還包括乾燥幾丁聚醣的步驟。
在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方 法的步驟12中更全面地描述了乾燥幾丁聚醣的任選步驟。
應注意,如上描述的,以及在下面根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法中更全面地描述的步驟6至8、11和12是任選的。然而,根據本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法有利地包括這些步驟中的一個或多個,較佳包括所有這些步驟。
還應注意,下面描述的根據本發明的獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟1至12的特徵不限於在所述詳細方法中的實施,但是,無論在這些具體例中提供的步驟的數量如何,都適用於本申請中描述的本發明的獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法的所有具體例。
這些特徵也適用於獲得幾丁質的特定方法和根據本發明的用於獲得幾丁聚醣的特定方法,如下所述。
因此,本發明更具體地涉及從昆蟲獲得幾丁質的特定方法,包括以下步驟:- 將昆蟲處死,- 從昆蟲的柔軟部分分離角質層,- 用蛋白酶酵素水解該角質層,得到固體殘留物,- 對該固體殘留物進行鹼處理,以及- 回收幾丁質。
因此,該方法包括在下面獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟1至5,並且有利地包括該詳細方法的任選步驟6至8中的一個或多個。
本發明還涉及可通過本發明獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法或通過本發明獲得幾丁質的特定方法獲得的幾丁質。
因此,本發明還涉及從昆蟲獲得幾丁聚醣的特定方法,包括以下步驟:- 將昆蟲處死,- 從昆蟲的柔軟部分分離角質層,- 用蛋白酶酵素水解該角質層,得到固體殘留物,- 對該固體殘留物進行鹼處理,- 回收幾丁質,- 將幾丁質脫乙醯化,以及- 回收幾丁聚醣。
因此,該方法包括在下面用於獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法的步驟1至5、9和10,並且有利地包括該詳細方法的任選步驟6至8、11和12中的一個或多個。
本發明還涉及可通過本發明的獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法,或通過獲得本發明的幾丁聚醣的特定方法獲得的幾丁聚醣。
根據本發明的幾丁質及/或幾丁聚醣以及能夠通過根據本發明的方法獲得的幾丁質及/或幾丁聚醣可以有利地用於各種應用:- 化妝品組成物、藥物、營養品或膳食組成物,- 作為生物材料,用於治療燒傷作為第二層皮膚,用於生產角膜敷料或縫合材料,- 作為特別是用於水過濾和淨化的過濾劑、組織形成劑、絮凝劑及/或吸附劑。
根據本發明的獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的詳細方法 ˙步驟1:將昆蟲處死
該處死步驟1可以有利地通過熱衝擊進行,例如熱燙 或漂燙。該步驟1使得能夠在降低微生物負荷(降低變質風險和健康風險),並且通過使昆蟲內部酶失活的同時殺死昆蟲,所述昆蟲內部酶可以觸發自溶且因此觸發其快速褐變。
為了熱燙,昆蟲較佳為幼蟲因此用水熱燙2至20分鐘,較佳5至15分鐘。較佳地,水的溫度為87至100℃,較佳為92至95℃。
在熱燙過程中引入的水量如下測定:以ml計的水的體積與以g計的昆蟲的重量之比較佳為0.3至10,更佳為0.5至5,甚至更佳0.7至3,甚至更佳1。
對於漂燙,昆蟲較佳幼蟲用水或蒸汽(蒸汽噴嘴或床)在80至105℃,較佳87至105℃,更佳95至100℃,更佳98℃的溫度下漂燙,或在水溫度為90至100℃,較佳92至95℃(通過噴嘴)或以混合模式(水+蒸汽)以80至130℃,較佳90至120℃,更佳95至105℃,甚至更佳98℃下的溫度下進行。當昆蟲僅用蒸汽漂燙時,漂燙有利地在強制循環的蒸汽漂燙劑中進行。漂燙室中的停留時間為5秒至15分鐘,較佳1至7分鐘。
有利地,在步驟1處死之後,昆蟲直接用於實施步驟2的將角質層與昆蟲的柔軟部分分離,即,所述昆蟲在步驟1和步驟2之間不進行例如研磨、冷凍或脫水的處理。
根據較佳具體例,昆蟲是鞘翅目,特別是黃粉蟲(Tenebrio molitor)。
˙步驟2:從昆蟲的柔軟部分分離角質層
步驟2旨在將角質層與昆蟲的柔軟部分分離。
可以使用任何類型的合適分離機進行角質層與昆蟲的 柔軟部分的分離。
根據第一具體例,使用帶式分離機進行角質層與柔軟部分的分離。
「帶式分離機」是指用於分離產品的柔軟部分的固體部分的裝置,其包括夾緊帶(或壓帶)和多孔滾筒。
舉例來說,帶式分離機可包括夾緊帶和多孔滾筒,夾緊帶圍繞多孔滾筒的至少一部分。
夾緊帶允許將昆蟲供給並施加在多孔滾筒上,以便在昆蟲的固體部分(角質層)保留在滾筒外面的同時將昆蟲的柔軟部分壓過滾筒的穿孔。
然後可以使用刮刀回收角質層。
舉例來說,可以提及Baader公司的帶式分離機,如601至607(「軟式分離機601至607」)帶式分離機,或BFD公司的SEPAmatic®帶式分離機(範圍410至4000V)。
有利地,滾筒的穿孔的直徑為0.5至3mm,較佳1至2mm。
關於壓力,技術人員能夠確定從昆蟲的柔軟部分分離角質層所施加的壓力。
根據第二具體例,使用壓濾機進行角質層與柔軟部分的分離。
壓濾機由濾布組成,並允許根據壓力過濾原理進行分離。
有利地,在根據本發明的用於獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法中使用的壓濾機是帶式壓濾機。
帶式壓濾機有兩個帶孔的夾緊帶(也稱為「濾布」)。將昆蟲放置在兩個穿孔的夾緊帶之間,以便通過夾緊帶的穿孔擠壓昆蟲的柔軟部分,同時昆蟲的固體部分保留在兩個穿孔的夾緊帶之間。
本領域技術人員能夠確定夾緊帶的穿孔直徑和要施加的壓力,從而允許角質層與昆蟲的柔軟部分分離。
舉例來說,可以提及來自Flottweg公司的帶式壓濾機(或「帶式壓力機」),或來自ATR Créations公司的帶式壓濾機。
這種昆蟲分離步驟與常規的例如用單螺桿或雙螺桿壓機進行的壓榨的不同之處在於它允許昆蟲的柔軟部分與角質層的分離(淨),而不是體液與固體部分的分離。
有利地,使用帶式分離機進行角質層與昆蟲柔軟部分的分離。
在步驟2中得到的角質層以角質層的總乾重計,占幾丁質的10至30重量%,較佳15至25重量%。
幾丁質含量的測定通過提取來進行。例如,可以使用的幾丁質的測定方法是AOAC 991.43。
根據一個較佳具體例,使用帶式分離機進行鞘翅目包括黃粉蟲(Tenebrio molitor)的柔軟部分與角質層的分離。
˙步驟3:通過蛋白酶酵素水解角質層
酵素水解通過蛋白酶或肽酶進行。在本申請中,名稱或後綴「肽酶」和「蛋白酶」可互換使用,指一種裂解蛋白質的肽鍵的酶。
有利地,酵素水解進行3至10小時,較佳4至8小時,例如6小時。
較佳地,酵素水解在40至80℃,較佳50至70℃,例如約60℃的溫度下進行。
有利地,酵素水解在6至8,較佳6.5至7.5的pH下進行。
酵素水解可用單一的蛋白酶進行,或者用含有至少一種蛋白酶的酶混合物進行,更佳為含有多種蛋白酶的混合物,例如含有內切蛋白酶和外切蛋白酶的酶混合物,或含有蛋白酶和多糖酶的酶混合物。
較佳地,所述蛋白酶是從由胺肽酶、金屬羧肽酶、絲胺酸內肽酶、半胱胺酸內肽酶、天冬胺酸內肽酶和金屬內肽酶構成的群組中選出的,更佳地,所述蛋白酶選自絲胺酸內肽酶,例如,Alcalase 2.5L PF或Prolyve NP。
有利地,酶可以選自以下:
酶或酶混合物以經受酵素水解的角質層(濕的)的總重量為基準0.2至15重量%,較佳0.2至10重量%,較佳1至8重量%,更佳3至7重量%的量引入。
在酶活性方面,酶或酶混合物的導入量相當於每100g濕重2000至5000 SAPU(「光度法酸性蛋白酶單位」)的活性,較佳為3000至4000 SAPU的活性,水分含量為待加工基料,即昆蟲的角質層的30至70%。
通常以SAPU來表達蛋白酶的酶活性。
這種酶活性是基於由蛋白水解酶(Valley research的SAPU測定方法,來自Karen PRATT)的酪胺酸的水解中,酪蛋白以275nm釋放的原理測量的。
SAPU/g=蛋白酶的一個分光光度單位
ΔA=相關吸光度
i=原點處的縱座標
11=最終反應體積
M=校正曲線的係數
30=反應時間(以分鐘計)
C=所加入的酶溶液中的酶濃度(g/mL)
1=所加入的酶溶液的1mL體積
酶活性也可以使用酶的比活性來表達。
酶的比活性是以每單位質量酶的國際單位(I.U.)表示的催化活性(例如:I.U./g酶)。
有利地,酶或酶混合物的濃度以每克角質層乾物質計為100至250I.U.,較佳以每克角質層乾物質計為120至180I.U.,更佳以每克角質層乾物質計為120至150I.U.。
有利地,酵素水解步驟在水(例如淡水)存在下進行。
酵素水解過程中使用的水量如下測定:以L計的水的體積與以g計的濕角質層的重量之比較佳為0.005至5,更佳為0.01至5,例如約0.01,或者0.05至2,或0.1至1。
酵素水解步驟有利地在攪拌下進行。
根據一個較佳具體例,酵素水解步驟在50至70℃,例如約60℃的溫度下進行5至7小時,例如約6小時,該酶是絲胺酸內肽酶,例如Alcalase 2.5L PF。較佳地,酶以每克角質層乾物質計120至150I.U.,例如約120I.U.的濃度引入。較佳地,在該酵素水解步驟中使用的水量為每克濕角質層0.01L水。
在角質層的酵素水解反應結束時,然後分離反應介質以回收包含幾丁質和水解產物的固體殘留物。
分離步驟可以通過任何適當的分離方法進行。這些方法是本領域技術人員已知的。
例如,可以使用壓榨機,例如Angel®公司銷售的壓榨機。
回收的固體殘留物有利地例如通過混合進行均化。
˙步驟4:固體殘留物的鹼處理
在步驟4中,對在步驟3結束時回收的固體殘留物進行鹼處理,即,使其與鹼(或鹼性試劑)接觸。
有利地,鹼處理使用強鹼進行。
有利地,強鹼選自氫氧化鈉或蘇打、氫氧化鉀和氫氧化銨。較佳地,強鹼是氫氧化鈉或氫氧化鉀,更佳氫氧化鈉。
較佳地,用於鹼處理的鹼是鹼性水溶液的形式。
在這種情況下,鹼在水溶液中的莫耳濃度有利地為0.1至5mol.L-1,較佳為0.5至2mol.L-1,甚至更佳等於1mol.L-1(例如,莫耳蘇打)。
較佳地,調節鹼的濃度以獲得鹼乾重(g):固體殘留物乾重(g):水的重量(g)的比為0.1:0.45:2至0.8:0.45:15,更佳為0.3:0.45:8至0.7:0.45:12,例如約0.36:0.45:9.23。
鹼處理有利地進行5至60小時,較佳5至50小時,例如48小時。
鹼處理的持續時間可以有利地根據人們希望獲得的幾丁質的性質,例如其白度(白色)來調整。
鹼處理的持續時間可以小於40小時,或甚至小於30小時,例如24小時。
有利地,鹼處理在60至100℃,較佳80至100℃,更佳約90℃的溫度下進行。
為此,反應介質可以例如使用油浴、熱交換器或夾套加熱系統加熱,以達到所需溫度。
鹼處理步驟有利地在攪拌下進行。
根據第一個較佳具體例,鹼處理步驟使用鹼性水溶液形式的氫氧化鈉進行。較佳地,水溶液中氫氧化鈉的濃度等於1mol.L-1。較佳地,氫氧化鈉的乾重(g):固體殘留物的乾重(g):水的重量(g)為約1:1:25。較佳地,該鹼處理的持續時間為大約48小時。較佳地,該鹼處理在約90℃的溫度下進行。
根據第二個較佳具體例,鹼處理步驟使用鹼性水溶液形式的氫氧化鉀進行。較佳地,水溶液中氫氧化鉀的濃度等於1mol.L-1。較佳地,氫氧化鉀的乾重(g):固體殘留物的乾重(g):水的重量(g)為約1.4:1:25。較佳地,該鹼處理的持續時間約為48小時。較佳地,該鹼處理在約90℃的溫度下進行。
˙步驟5:回收幾丁質
從步驟4結束時獲得的反應介質中回收幾丁質的步驟5可以通過任何適當的回收方法進行。這些方法是本領域技術人員已知的。
舉例來說,可以提及過濾、離心和傾析。
有利地,幾丁質的回收通過過濾進行。
˙步驟(任選)6:洗滌幾丁質
然後任選地洗滌在步驟5結束時回收的幾丁質。
洗滌幾丁質的步驟6有利地使用自來水進行,較佳溫 水,即溫度在15至60℃。
較佳地,進行洗滌直至pH中和。
˙步驟(任選)7:乾燥幾丁質
然後任選地乾燥幾丁質。
較佳地,乾燥步驟在40至105℃,較佳約60℃的溫度下進行。
乾燥步驟進行10至80小時,較佳約24小時。
有利地,使用乾燥爐進行乾燥,例如來自Binder®公司的型號FED 115或FP53。
為了從幾丁質製備幾丁聚醣,可以進一步進行以下步驟:
˙步驟(任選)8:研磨幾丁質
然後任選地研磨在步驟5、6或7結束時獲得的幾丁質,例如使用超離心篩磨機。
通過脫乙醯反應從幾丁質生產幾丁聚醣主要取決於幾丁質顆粒的大小。因此,在脫乙醯化之前非常精細地研磨幾丁質使得可以顯著提高脫乙醯化反應的產率和速度,如下表1所示:
在表1中報告的試驗進行脫乙醯化的條件如下:反應 4小時,100℃,加入NaOH 30體積%的水溶液,估計幾丁質:NaOH溶液的比=1:20。
結果,較佳將幾丁質研磨至小於300μm,例如小於260μm,小於200μm或小於160μm的粒徑。
˙步驟9:幾丁質的脫乙醯化
該步驟僅在需要獲得幾丁聚醣的情況下實施。
然後將幾丁質置於反應器中,在反應器中加入鹼。
有利地,幾丁質的脫乙醯化使用強鹼進行。
有利地,強鹼選自氫氧化鈉或蘇打、氫氧化鉀和氫氧化銨。較佳地,強鹼是氫氧化鈉或氫氧化鉀,更佳氫氧化鈉。
較佳地,用於鹼性處理的鹼是鹼性水溶液的形式,較佳濃縮的鹼性水溶液。
在這種情況下,鹼在水溶液中的莫耳濃度有利地為4至25mol.L-1,較佳6至22mol.L-1,更佳8至19mol.L-1,更佳10至19mol.L-1,甚至更佳12.5至19mol.L-1
較佳地,調節鹼的濃度以獲得鹼乾重(g):固體殘留物乾重(g):水的重量(g)的比為18:1:35至55:1:55,例如18:1:35至30:1:55,或24:1:45,更佳為約38:1:50。更佳的值包括使用氫氧化鈉期間使用的值。
較佳地,脫乙醯化進行1至24小時,較佳2至18小時。
有利地,該脫乙醯化進行兩次,中間步驟是中和pH。例如,脫乙醯化可以進行兩次各兩小時,即4小時,中間步驟為中間的pH中和。
脫乙醯化的溫度有利地為80至150℃,較佳為90至120℃,更佳為100℃。
˙步驟10:回收幾丁聚醣
從步驟9結束時獲得的反應介質中回收幾丁聚醣的步驟10可以通過任何適當的回收方法進行。這些方法是本領域技術人員已知的。
舉例來說,可以提及過濾、離心和傾析。
有利地,幾丁聚醣的回收通過過濾進行。
在進行幾丁質研磨的步驟8的情況下,回收的幾丁聚醣是粉末形式。
然後幾丁聚醣可以進行本領域技術人員已知的任何操作以使其官能化,包括添加基團(羧化,羥基化……)。
˙步驟(任選)11:洗滌
然後任選地洗滌在步驟10結束時回收的幾丁聚醣。
洗滌幾丁聚醣的步驟11有利地使用自來水進行。較佳地,水的溫度為15至60℃。
較佳地,進行洗滌直至pH中和。
˙步驟(任選)12:乾燥
幾丁聚醣可以是粉末形式,然後任選地在30至80℃,較佳50至70℃,較佳在約60℃下乾燥,得到乾物質含量大於85%,更特別地大於90%的幾丁聚醣或幾丁聚醣粉末。
乾燥步驟進行10至80小時,較佳約24小時。
有利地,使用乾燥爐進行乾燥,例如來自Binder®公司的型號FED 115或FP53。
從以下實施例將更好地理解本發明,這些實施例是出於說明目的給出的。
實施例1:根據本發明獲得幾丁質的方法 I.材料和方法
使用黃粉蟲幼蟲。在收到幼蟲後,後者可以在處死前在其繁殖池中在4℃下儲存0至15天而不會發生嚴重降解。所使用的幼蟲的重量(年齡)是可變的,因此它們的組成可能會有所不同,如下表2所示:
˙步驟1:處死昆蟲
將活幼蟲(+4℃至+25℃)在厚度2至10cm的穿孔帶(1mm)上輸送至漂燙室。因此,昆蟲在強制通風下在98℃下用蒸汽(蒸汽噴嘴或床)或用92~95℃的水(噴嘴)或混合模式(水+蒸汽)漂燙。漂燙室中的停留時間為5秒至15分鐘,理想的是5分鐘。
漂燙出口處的幼蟲溫度為75℃至98℃。
˙步驟2:從昆蟲的柔軟部分分離角質層
幼蟲一旦變白,就被輸送到帶式分離機的進料斗中,以將角質層與幼蟲的柔軟部分分開。
有利地,在處死後立即進行分離,使得幼蟲沒有時間冷卻至室溫。
使用的帶式分離機是Baader公司的601帶式分離機。
滾筒的穿孔直徑為1.3mm。
昆蟲的柔軟部分在罐中回收。
使用刮刀回收角質層。
角質層的乾物質百分比約為35~45%。
˙步驟3:通過蛋白酶酵素水解角質層
在配備有冷凝器和攪拌器(Heidolph® RZR1)的2升三頸燒瓶中,添加步驟2中得到的160.015±0.007g濕角質層(乾物質=38±5%)、8g的Prolyve® NP(濕角質層質量的5%)和1.6L±0.02L的熱水。將介質用水浴在60±2℃的溫度下加熱6小時。將溫度升至80℃保持15分鐘。然後通過壓榨機(Angelia 7500)分離反應介質。在整個反應過程中,將反應介質以280rpm進行攪拌。pH為6至8,較佳6.5至7.5,Prolyve® NP的比活性為1132.1I.U./g酶。對於160.015±0.007g濕角質層(乾物質=38±5%),使用8g的Prolyve® NP,即9056.8I.U.。因此,酶的濃度約為149I.U./g角質層乾物質。
獲得58±2g固體殘留物和水解產物。將固體殘留物混合均勻,稱重,然後冷藏過夜。將水解產物凍乾。
˙步驟4:固體殘留物的鹼處理
在配備有冷凝器和機械攪拌器(Heidolph® RZR1)的2升三頸燒瓶中,添加步驟3中得到的固體殘留物(乾物質=44±16%) 和512.05±0.02mL濃度等於1mol.L-1的氫氧化鈉水溶液。將介質用油浴在90±2℃的溫度下加熱24小時。
因此,每克固體殘留物乾物質使用約0.02L的氫氧化鈉水溶液。
鹼乾重(g):固體殘留物乾重(g):水的重量(g)的比約等於0.36:0.45:9.23。
˙步驟5:回收幾丁質
然後過濾在步驟4結束時獲得的反應介質(過濾器SEFAR MEDIFAB® 03-60/42),以回收幾丁質。
˙步驟(任選)6:洗滌幾丁質
然後將在步驟5結束時回收的幾丁質用溫熱的自來水沖洗直至pH中和。
˙步驟(任選)7:乾燥幾丁質
然後將幾丁質在60℃下在乾燥箱(Binder®,型號FP53)中乾燥24小時。
由此獲得9.6±0.2g的幾丁質。
II.分析方法 乾物質和水分含量的測量
乾物質的百分比和水分含量計算如下。
將2g幾丁質稱入杯中,引入乾燥箱(Binder®,型號FED 115)中並在105℃下乾燥24小時(或直至完全乾燥)。
通過乾燥後幾丁質的乾質量與乾燥前幾丁質的質量之比來獲得乾物質的百分比。
通過將乾物質的百分比從100%的值減去來獲得水分 含量。
該測量方法還可用於測量角質層的乾物質的百分比和水分含量。
灰分含量測量
灰分含量根據NF V18-101標準方法測定。
粗蛋白含量的測量
蛋白含量通過Dumas方法獲得,轉換係數為6.25,改編自NF EN ISO 16634-1標準。
脂肪或脂質含量的測量
通過改編自CE法規152/2009-方法B-SN的方法獲得脂質含量。
胺基酸的含量和相對豐度
根據本發明的幾丁質的胺基酸含量,對於色胺酸,較佳根據NF EN ISO 13904的方法或改編自27-01-2009-SN的法規CE 152/2009的方法(這兩種方法是等效的)來確定,並且對於其他胺基酸,根據NF EN ISO 13903的方法或由27-01-2009-SN的法規CE 152/2009的方法(這兩種方法是等效的)來確定。
通過將每種胺基酸的含量與胺基酸總含量相關聯來計算相對豐度。
胺基酸總含量
通過將每種胺基酸(包括色胺酸)獲得的各個值相加來確定胺基酸總含量。
差異純度
在該測量的情況下,從絕對純度值(100%)中減去已知 的雜質含量(胺基酸、脂質和灰分),以獲得通過差異估計的純度值。例如,含有30%胺基酸、10%脂質和1%灰分的樣品的差異純度為100-30-10-1=59%。
幾丁質的分子量
根據以下出版物中描述的落球法測量黏度的方法測定分子量:「Pacheco et al.;Structural characterization of chitin and chitosan obtained by biological and chemical methods;Biomacromolecules;12,3285-3290,2011」。
特別地,用於測定幾丁質分子量的方法依賴於幾丁質稀溶液的黏度測量。稀溶液通過含有5%氯化鋰的二甲基乙醯胺(DMAc-LiCl 5%)實現。實際上,溶液中的聚合物增加了溶劑的黏度。溶液中聚合物的黏度取決於其濃度和分子量。該關係由Mark-Houwink-Sakurada方程式定義:[η]=KMα
[η]:特性黏度,M:分子量,K和α是在給定溫度下溶劑/聚合物體系的特定常數。
在25℃下溶解在溶劑DMAc-LiCl 5%中的幾丁質的值為:K=0.24mL.g-1和α=0.69(Pacheco等,2011)。
當聚合物濃度趨於零時,特性黏度對應於比黏度。
為了測量幾丁質的比黏度,製備五種DMAc-LiCl 5%中的低濃度溶液。通過球滴微量黏度計測量單獨的溶劑(t0)和不同濃度的溶液(t)的流動時間,以計算相對黏度(ηr)。根據相對黏度 (ηr),有必要計算每種幾丁質濃度的比黏度(ηsp)、還原黏度(ηred)和固有黏度(ηinh)。
然後繪製曲線「濃度vs.還原黏度」(正斜率)和「濃度vs.固有黏度」(負斜率)。將這些曲線中的每一個外推至零濃度。原點的縱坐標對應於特性黏度。兩條曲線都有類似的結果。最後,為了確定幾丁質的分子量,應用Mark-Houwink-Sakurada方程式。
III.結果
所得幾丁質的性質示於下表3中。
所得的幾丁質的胺基酸相對豐度如下表4所示。以%表示。
三種胺基酸,即纈胺酸、組胺酸和賴胺酸似乎對該方法特別有抗性。它們實際上代表了超過93%的殘留胺基酸。
實施例2:根據本發明獲得幾丁聚醣的方法
為了製備幾丁聚醣,使用由實施例1的步驟5、6或7得到的幾丁質。
˙步驟(任選)8:粉碎幾丁質
將幾丁質在超離心篩磨機中研磨,尺寸為250μm。
˙步驟9:幾丁質的脫乙醯化
然後將幾丁質置於反應器中,在反應器中加入濃氫氧化鈉溶液。根據磨碎的幾丁質以g計的重量/氫氧化鈉水溶液以mL計的體積的比等於1:50,加入50%含量的氫氧化鈉水溶液(即12.5mol/L水溶液中的氫氧化鈉的濃度)。然後將罐加熱至100℃的溫度。脫乙醯化反應進行2次,每次2小時,中間步驟是中和pH。
˙步驟10:回收幾丁聚醣
然後過濾在步驟9結束時獲得的反應介質(過濾器SEFAR MEDIFAB® 03-60/42),以回收幾丁聚醣。
˙步驟(任選)11:洗滌
然後將在步驟10結束時回收的幾丁聚醣用溫熱的自來水沖洗直至pH中和。
由此獲得幾丁聚醣粉末。
所得到的幾丁聚醣的差異純度大於98%。
所得到的幾丁聚醣的分子量等於307 +/- 60kg.mol-1
˙步驟(任選)12:乾燥
然後將幾丁聚醣粉末在60℃下乾燥,得到乾物質含量大於85%的粉末。
實施例3:獲得對比幾丁質的方法 I.材料和方法 ˙步驟1:將昆蟲處死
該步驟與實施例1的步驟相同。
˙步驟2:從昆蟲的柔軟部分分離角質層
該步驟與實施例1的步驟相同。
˙步驟3:角質層的鹼處理
在配備有冷凝器和機械攪拌器(Heidolph® RZR1)的2升三頸燒瓶中,添加步驟2中得到的90.02±0.02g濕角質層(乾物質=40.1±0.1%)和1.80±0.02L濃度等於1mol.L-1的氫氧化鈉水溶液。將介質用油浴在90±2℃的溫度下加熱48小時。在整個反應過程中,將反應介質以280rpm進行攪拌。
因此,每克角質層乾物質使用約0.05L的氫氧化鈉水溶液。
鹼乾重(g):角質層乾重(g):水的重量(g)的比約等於0.9:0.45:22。
˙步驟4:回收幾丁質
然後過濾在步驟3結束時獲得的反應介質(過濾器SEFAR MEDIFAB® 03-60/42),以回收幾丁質。
˙步驟(任選)5:洗滌幾丁質
然後將在步驟4結束時回收的幾丁質用溫熱的自來水沖洗直至pH中和。
˙步驟(任選)6:乾燥幾丁質
然後將幾丁質在60℃下在乾燥箱(Binder®,型號FP53)中乾燥24小時。
由此獲得6.3±0.2g的幾丁質。
II.結果
在步驟6結束時獲得的幾丁質的性質列於下表5中。
所得的幾丁質的胺基酸相對豐度如下表6所示。以%表示。
五種胺基酸,即丙胺酸、半胱胺酸、纈胺酸、組胺酸和賴胺酸似乎對該方法特別有抗性。組胺酸、賴胺酸和丙胺酸是三種最具抗性的胺基酸。它們實際上代表了超過85%的殘留胺基酸。
實施例4:從不同的昆蟲中獲得本發明的幾丁質
在本例中使用了各種昆蟲:黃粉蟲(Tenebrio molitor)、金龜子(Pachnoda marginata)、大麥蟲(Zophobas morio)和大蠟螟(Galleria mellonella)。
根據實施例1中描述的步驟1和2,從各種昆蟲的幼蟲期獲得角質層。
˙用蛋白酶酵素水解角質層
然後在下列條件下對角質層進行酵素水解步驟:在配備有冷凝器和攪拌器(Heidolph® RZR1)的2升三頸燒瓶中,添加m 1 克在上一步中得到的濕角質層(乾物質=n 1 %)、一定量q 1 (g或mL)蛋白酶和1.6L±0.02L熱水,使蛋白酶濃度約為140I.U./g乾角質層。將介質用水浴在60±2℃的溫度下加熱6小時。然後,將溫度升至80℃並保持15分鐘。然後通過壓榨機(Angelia 7500)分離反應介質。在整個反應過程中,將反應介質以300rpm攪拌。pH為6至8,較佳6.5至7.5。
獲得m 2 g固體殘留物和水解產物。各種實驗條件總結在表7中。將固體殘留物混合均勻、稱重,然後冷藏過夜。將水解產物凍乾。
˙固體殘留物的鹼處理
在配備有冷凝器和機械攪拌器(Heidolph® RZR1)的2升三頸燒瓶中,添加m 2 g在上一步中得到的固體殘留物(乾物質=n 2 %)和體積V 1 (V 1 =m 2 ×n 2 ×25mL)濃度等於1.0mol.L-1的氫氧化鈉(或氫氧化鉀)水溶液。將介質用油浴在90±2℃的溫度下加熱48小時。在整個反應過程中,將反應介質以300rpm攪拌。
˙幾丁質的回收、洗滌和乾燥
在鹼處理步驟結束時回收幾丁質,洗滌,然後分別在實施例1的步驟5、6和7中描述的條件下乾燥。
表8列出了不同昆蟲鹼處理的實驗條件。
收集m 3 質量的幾丁質。產率計算如下:m 3 /m’ 1 ×100,結果如表9所示。
然後根據實施例1的點II中所示的分析方法分析幾丁質。分析結果示於表10中,其中灰分、脂質和胺基酸的含量是對應於每100克乾物質以克計的含量。
根據本發明的方法可以獲得具有高純度的幾丁質,並且無論使用何種昆蟲或水解條件(蛋白酶和鹼)都如此。
所獲得的幾丁質的胺基酸相對豐度顯示在下表11中,並以百分比表示。
表11:從不同昆蟲獲得的胺基酸的相對豐度
酵素水解條件(使用的蛋白酶)、鹼處理(NaOH或KOH)以及所使用的昆蟲影響所得幾丁質的胺基酸組成。
實施例5:從不同昆蟲中獲得本發明的幾丁聚醣 ˙研磨幾丁質
將實施例4中獲得的每種幾丁質在具有250μm孔格柵的離心研磨機(Retsch® ZM200)中精細研磨。
˙幾丁質的脫乙醯化
在配備有冷凝器和攪拌器(Heidolph® RZR1)的2升三頸燒瓶中,添加質量為m 4 g的在研磨步驟之後獲得的幾丁質,以及體積V 2 (V 2 =m 4 ×50mL)濃度等於19.0mol.L-1的氫氧化鈉(或氫氧化鉀)水溶液。將介質用油浴在100±2℃的溫度下加熱2小時。在整個反應過程中,將反應介質以300rpm攪拌。
˙回收幾丁聚醣
然後對在脫乙醯化步驟結束時獲得的反應介質進行過濾(過濾器SEFAR MEDIFAB® 03-60/42),以回收幾丁聚醣。
˙洗滌幾丁聚醣
然後將回收的幾丁聚醣用溫熱的自來水沖洗直至pH中和。
然後在含有相同量的氫氧化鈉(或氫氧化鉀)水溶液的三頸燒瓶中再次反應,同樣地重複以上三個步驟(脫乙醯化、回收和洗滌)。
˙乾燥幾丁聚醣
因此,脫乙醯化、回收和洗滌步驟總共進行兩次。在 這些步驟結束時,將幾丁聚醣在60℃下在乾燥箱(Binder®,型號FP53)中乾燥24小時。收集質量為m 5 的幾丁聚醣。以下列方式計算產率:m 5 /m 4 ×100,並且結果總結在表12中。特別地,表12所指鹼:幾丁質:水的比,是鹼的以g計的乾重和幾丁質的以g計的重量和水的以g計的重量的比。
然後根據實施例1的點II中所示的分析方法分析幾丁聚醣。分析結果示於表13中,其中灰分、脂質和胺基酸的含量是對應於每100克乾物質以克計的含量。在該表中,所測定的脂質含量處於檢測極限。
表13:從不同昆蟲獲得的幾丁聚醣的特性
由於根據本發明的方法可以獲得高純度的幾丁質,所以即使在不同的脫乙醯條件下,所得的幾丁聚醣也具有這種特性。

Claims (15)

  1. 一種幾丁質,其差異純度大於97.75%,該差異純度是通過將胺基酸、脂質和灰分的雜質含量從絕對純度值減去而得到的,所述絕對純度值等於100%。
  2. 如請求項1之幾丁質,其包含占幾丁質總乾重小於1.2重量%的胺基酸。
  3. 如請求項1或2之幾丁質,其包含占幾丁質總乾重小於2重量%的灰分。
  4. 如請求項1至3中任一項之幾丁質,其中,差異純度大於或等於98.0%,且分子量大於或等於800kg.mol-1,該分子量是通過落球法測量黏度而確定的。
  5. 一種幾丁聚醣,其差異純度大於97.75%,該差異純度是通過將胺基酸、脂質和灰分的雜質含量從絕對純度值減去而得到的,所述絕對純度值等於100%。
  6. 如請求項5之幾丁聚醣,其中,差異純度大於或等於97.9%,且分子量大於或等於480kg.mol-1,該分子量是通過落球法測量黏度而確定的。
  7. 一種從昆蟲獲得幾丁質及/或幾丁聚醣的方法,包括以下步驟:- 從昆蟲的柔軟部分分離角質層,- 用蛋白酶酵素水解該角質層,得到固體殘留物,以及- 對該固體殘留物進行鹼處理。
  8. 如請求項7之方法,其中,從昆蟲的柔軟部分分離角質層是使用帶式分離機進行的。
  9. 如請求項7或8之方法,其中,所述蛋白酶是從由胺肽酶、金 屬羧肽酶、絲胺酸內肽酶、半胱胺酸內肽酶、天冬胺酸內肽酶和金屬內肽酶構成的群組中選出的。
  10. 如請求項9之方法,其中,所述蛋白酶選自絲胺酸內肽酶。
  11. 如請求項7至10中任一項之方法,其中,鹼處理是用強鹼進行的。
  12. 一種從昆蟲獲得幾丁質的方法,包括以下步驟:- 將昆蟲處死,- 從昆蟲的柔軟部分分離角質層,- 用蛋白酶酵素水解該角質層,得到固體殘留物,- 對該固體殘留物進行鹼處理,以及- 回收幾丁質。
  13. 一種通過請求項7至12中任一項之方法獲得的幾丁質。
  14. 一種從昆蟲獲得幾丁聚醣的方法,包括以下步驟:- 將昆蟲處死,- 從昆蟲的柔軟部分分離角質層,- 用蛋白酶酵素水解該角質層,得到固體殘留物,- 對該固體殘留物進行鹼處理,- 回收幾丁質,- 將幾丁質脫乙醯化,以及- 回收幾丁聚醣。
  15. 一種通過請求項7至12及14中任一項的方法獲得的幾丁聚醣。
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