酸鹼法和發酵法 如何從蝦殼裡面提取殼聚糖
知識點:通過鹽酸浸泡蝦殼脫去碳酸鹽,再通過NaOH溶液進行鹼煮脫去蛋白質和脂類物質,然後再洗滌至中性,使用KMnO4溶液或者H2O2溶液脫色,最後乾燥就可以得到幾丁質。
蝦,是人們最喜愛吃的海產品,它有豐富的營養價值。無論是清蒸、紅燒還是油爆,聽到都讓人流口水。但是,當你酒足飯飽後,面對一堆蝦殼時,是否意識到,這蝦殼也大有用途呢。提取殼聚糖就是其中之一。
蝦是舉著大鉗子囂張的甲殼類動物。甲殼類動物,顧名思義,都批有一層堅固無敵的殼!而這蝦殼中富含幾丁質。
幾丁質是廣泛存在於自然界的一種含氮多糖類生物性高分子,主要的來源為蝦、蟹、昆蟲等甲殼類動物的外殼與軟體動物的器官(例如烏賊的軟骨),以及真菌類的細胞壁等。其蘊藏量在地球上的天然高分子中占第二位,估計每年自然界生物的合成量可達1011噸,僅次於纖維素。可稱作動物性的食物纖維,是自然界唯一存在的一種化學結構與天然纖維素類似的高分子鹼性多糖。而且幾丁質不溶於一般的弱無機酸或有機溶劑和鹼液中,只溶於強無機酸。它具有強吸濕性,保濕效果亦相當好,並且具有吸附重金屬離子的功能。
如果你對它還沒了解,想一想螃蟹堅硬的外殼,想一想蜻蜓輕盈透明的翅膀,這一切都有幾丁質的功勞。你該意識到,造物主選擇了幾丁質——這種神奇的物質——來做它的代言品牌。利用蝦殼可以提取海水中的鈾元素,就是因為幾丁質脫乙醯化後的殼聚糖與鈾元素密切相關,可吸附海水中的鈾。
殼聚糖有人體第六元素之稱,化學名稱為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。具有提高免疫、活化細胞、預防癌症、降血脂、降血壓、抗衰老,調節機體環境等作用,可用於醫藥、保健、食品領域。醫學領域,可用作優良的藥物緩釋劑,藥物微球載體,人工皮膚,人工硬腦膜,防止術後粘連,結腸靶向給葯,抗凝血材料以及用於骨修復材料等。在環保領域殼聚糖可用於污水處理,蛋白回收,水凈化等。功能材料領域,殼聚糖可用於膜材料、載體、吸附劑、纖維、醫用材料等。農業領域可應用於飼料添加、種子處理、土壤改良、水果保鮮等。可作為食品添加劑,並且還是化妝品工業上的優良添加劑。
提取方法
既然殼聚糖這麼強大,我們又該如何從蝦殼中提取它呢?目前常用的方法有兩種:
1. 酸鹼法
酸鹼法是目前利用蝦殼提取製備幾丁質最普遍的方法,也是目前工業上大規模利用蝦殼製備幾丁質的主要方法。該方法先通過鹽酸浸泡蝦殼脫去碳酸鹽,再通過NaOH溶液進行鹼煮脫去蛋白質和脂類物質,然後再洗滌至中性,使用KMnO4溶液或者H2O2溶液脫色,最後乾燥得到幾丁質。得到的幾丁質再通過濃鹼液法脫去乙醯基,就可以得到不同脫乙醯度的殼聚糖。
2. 發酵法
微生物發酵法即以蝦殼和蝦頭等廢棄物為底料,利用微生物在其生長繁殖過程中產酸去除礦物質,產蛋白酶去除蛋白質。相比傳統的酸鹼法,微生物發酵法不僅反應條件溫和,耗能少,而且發酵過程不會水解幾丁質,可以得到較大分子量的幾丁質產物,另外不會產生大量的酸鹼廢液,對環境友好。但目前此方法還處在實驗室研究階段,尚未大規模應用到工業化生產中。
殼聚糖的全能作用,著實讓我們眼睛大亮。下一次,等你吃完美味的蝦仁時,可別忘了蝦殼也是不可小覷的哦。
作者:蝌蚪君
審核:李繼良
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