專利名稱：一種甲殼質的生物生產方法
技術領域：
本發明涉及一種甲殼質的生產方法，尤其是涉及一種甲殼質的生物生產方法。
背景技術：
甲殼質(也稱為甲殼素)是一種廣泛存在于自然界而且應用范圍非常廣泛的天然高分子化合物，在食品、醫藥、化工和農業等各個領域都具有非常重要的作用。目前傳統的甲殼質生產方法是以蝦、蟹殼等為原料，采用強酸強堿進行化學處理，例如在02120794.1號中國發明專利中介紹的一種蝸牛甲殼質的生產方法也基本上是采用上述的方法。傳統的甲殼質生產方法在甲殼質的生產過程中涉及強酸強堿，生產條件惡劣，勞動強度大，需消耗大量的淡水，形成的酸堿廢液和廢水不僅數量大，而且通常伴有大量的蛋白質、氯化物及相當量的油脂等副產品，色度大，COD和BOD值很高，污染負荷大，這使得生產企業進行污水治理的投資和運行費用較高，企業無法承受，有些廠家付出了很高的經濟代價，COD等污水排放指標還是未能達到排放標準。所以要從根本上改變生產條件、節約資源和控制污染，就必須進行甲殼素生產方法的改變。
中國專利申請(03115713.0)涉及一種甲殼素清潔生產工藝，以蝦蟹殼為原料，先采用較低濃度鹽酸噴灑蝦、蟹殼，使蝦蟹殼軟化，然后用A.S 1.398中性蛋白酶酶解，濾出酶解液后的固形物用(3～5)mol/L鹽酸于40℃～50℃浸泡1h～2h，徹底脫除鈣等礦物質，經自來水清洗、曬干獲得甲殼素產品，而濾出蛋白水解液經調pH值、沉淀、離心、干燥、粉碎等工藝過程，獲得紅色蝦蟹蛋白水解精粉產品。該專利申請所涉及的工藝雖然減少了燒堿用量，但是由于使用了鹽酸，與傳統工藝比較，其鹽酸用量并沒有多大改變、綜合廢水中的COD含量依然很高且成本增加。而且由于中性蛋白酶對pH值的環境要求非常高，要將酸浸后的殼洗至中性要用很多淡水沖洗，而將酸浸后的殼用堿來脫蛋白質，則對其洗滌后的pH值要求不是很高，故而該步要用比傳統工藝多一倍以上的洗水。況且該專利申請使用了鹽酸，pH值很難控制。由于pH值的改變，蛋白酶常常會變性，酶活性大大降低，直接降低了其使用效果。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種甲殼質的生物生產方法，針對采用強酸強堿進行化學處理生產甲殼質的生產方法而存在的各種缺陷提供一種全新的解決方案。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種甲殼質的生物生產方法，它采取將乳酸菌與含甲殼質的原料和葡萄糖或能水解生成葡萄糖的碳水化合物混合后進行發酵，將發酵液固液分離后用清水洗凈固體殼質，將固體殼質干燥后即得到甲殼質。
所述的能水解生成葡萄糖的碳水化合物可以是蔗糖、果糖、麥芽糖或乳糖，也可以用玉米粉、面粉、土豆粉、豆粉、紅薯粉等淀粉類物質替代。
所述的混合后進行發酵是在一帶攪拌裝置的容器中，按乳酸菌粉或乳酸菌培養液∶葡萄糖∶原料∶清水＝102～1012個活菌∶100～600Kg∶1噸∶1～6噸的比例進行混合，然后在25℃～5℃的條件下發酵3～7天。
所述的固液分離是用常規的固液分離技術將固體殼質從發酵液中分離出來，分離的發酵液經處理回收副產品。
與現有技術相比，本發明的優點在于與傳統甲殼質生產方法相比，本發明不使用強酸強堿試劑，而通過乳酸菌發酵的方法脫去蝦、蟹殼中的蛋白質、油脂和生物鈣來獲得甲殼質；本生產工藝解決了傳統甲殼質生產過程中的廢水因高COD值和高氯根含量，導致不能采用生化法等常規辦法治理的難題；同時，所得甲殼質產品質量高，整個生產過程中無新的廢物產生，節水節能，無廢液、少廢水且污染負荷極低，因而具有較大的經濟效益、社會效益和環境效益。
由于蝦、蟹殼以及工程蠅中除了含有甲殼質以外，還含有大量的蛋白質、脂肪和礦物質，雖然使用蛋白酶可以脫除其中的蛋白質，使用脂肪酶可以脫去其中的脂肪，但由于所有的酶需要的環境比較苛刻，環境改變會造成酶的失活；況且，即使將原料中的蛋白質、油脂和色素全部去除，其中所含的礦物質還是需要鹽酸脫除，酸浸廢液中剩余的廢酸需要額外的堿去中和，酸浸過程中生成的氯化鈣不能為環境所降解而且對COD值的貢獻很大，同時，大量氯化鈣的存在妨礙廢水的生物處理。而乳酸菌發酵可以同時起到上述酶的作用，而且，乳酸菌很安全，對環境無害；污水中的BOD、COD高，是由于污水中的養分比較高，而乳酸菌發酵過程中可以吸收并降低污水中養分，從而降低污水中的BOD、COD值；采用本發明的生產工藝，還可以有效回收與利用各種副產品，可回收的副產品產物有蛋白質及其降解后的產物如多肽及氨基酸、乳酸鈣等；上述副產物可單獨回收，也可不同程度的混合回收作為飼料添加劑等，回收的乳酸鈣可以作為動物或人類的補鈣劑。
具體實施例方式
以下結合附圖
實施例對本發明作進一步詳細描述。
實施例一在一帶攪拌裝置的容器中，按乳酸菌粉∶葡萄糖∶對蝦殼∶清水＝105個活菌∶100Kg∶1噸∶2噸比例混合，不時攪拌；于35℃發酵7天后將發酵液固液分離；將固體殼質用清水洗凈，曬干或烘干即得到甲殼質，產品灰分含量為8％洗水用于下次發酵用水，發酵液固液分離后，沉淀干燥后作飼料添加劑，清液作液體肥料，整個生產過程中無廢液和廢水排放。
實施例二在一帶攪拌裝置的容器中，按乳酸菌粉∶蔗糖∶龍蝦殼∶清水＝109個活菌∶400Kg∶1噸∶4噸比例混合，不時攪拌；于40℃發酵5天后將發酵液固液分離；將固體殼質用清水洗凈，曬干或烘干即得到甲殼質，產品灰分含量為2.1％；洗水用于下次發酵用水，發酵液濃縮后作液體飼料添加劑，整個生產過程中無廢液和廢水排放。
實施例三在一帶攪拌裝置的容器中，按乳酸菌粉∶葡萄糖∶龍蝦殼∶清水＝1010個活菌∶600Kg∶1噸∶5噸比例混合，不時攪拌；于45℃發酵4天后將發酵液固液分離；將固體殼質用清水洗凈，曬干或烘干即得到甲殼質，產品灰分含量為0.2％；洗水用于下次發酵用水，發酵液固液分離后，濕沉淀作飼料添加劑，清液作液體肥料，整個生產過程中無廢液和廢水排放。
上述實施例中，原料還可以是蟹殼或蝦蛄或工程蠅。
權利要求
1.一種甲殼質的生物生產方法，其特征在于它采取將乳酸菌與含甲殼質的原料和葡萄糖或能水解生成葡萄糖的碳水化合物混合后進行發酵，將發酵液固液分離后用清水洗凈固體殼質，曬干或烘干即得到甲殼質。
2.如權利要求1所述的一種甲殼質的生物生產方法，其特征在于所述的能水解生成葡萄糖的碳水化合物是蔗糖、果糖、麥芽糖、乳糖或含淀粉的谷物。
3.如權利要求1所述的一種甲殼質的生物生產方法，其特征在于所述的混合后進行發酵是在一帶攪拌裝置的容器中，按乳酸菌粉或乳酸菌培養液∶葡萄糖∶原料∶清水＝102～1012個活菌∶100～600Kg∶1噸∶1～6噸的比例進行混合，然后在25℃～45℃的條件下發酵3～7天。
4.如權利要求1所述的一種甲殼質的生物生產方法，其特征在于所述的固液分離是用常規的固液分離技術將固體殼質從發酵液中分離出來，分離的發酵液經處理回收副產品。
全文摘要
本發明公開了一種甲殼質的生物生產方法，它采取將乳酸菌與含甲殼質的原料和葡萄糖或能水解生成葡萄糖的碳水化合物混合后進行發酵，將發酵液固液分離后用清水洗凈固體殼質，干燥后即得到甲殼質，優點在于不使用強酸強堿試劑，整個生產過程中無二次污染產生，節水節能，無廢液、少廢水且污染負荷極低，所得甲殼質產品質量高，并可以有效回收與利用各種副產品，因而具有較大的經濟效益、社會效益和環境效益。
文檔編號C12R1/01GK1724680SQ20051005081
公開日2006年1月25日 申請日期2005年7月21日 優先權日2005年7月21日
發明者周湘池, 劉必謙, 徐君義 申請人:寧波大學