[发明专利]一种虾蟹壳全组分利用的方法

说明书

本发明提供一种虾蟹壳全组分利用的方法，涉及海洋生物资源高质化利用技术领域。该虾蟹壳全组分利用的方法包括以下步骤：S1.先把虾蟹壳用生物质膨化机进行膨化预处理,然后粉碎得膨化虾蟹壳粉;S2.将虾蟹壳粉加入甲酸溶液中脱钙;S3.脱钙后的虾蟹壳粉加入到碱性电解水中脱蛋白;S4.将脱蛋白后的物质脱水得到滤饼，滤饼为甲壳素，然后加入含异丙醇碱性电解水溶液进行脱乙酰处理；S5.对脱乙酰处理的材料进行过滤，过滤得到的固体进行洗涤、干燥处理得到壳聚糖。该方法所用设备及操作简单，虾蟹壳中关键组分全部转化为有用产品，生产过程绿色环保，所得的壳聚糖产品可用于生物医学材料、化妆品制备等高端应用领域，为虾蟹壳的高质化利用提供了新途径。

技术领域

本发明涉及海洋生物资源高质化利用技术领域，具体为一种虾蟹壳全组分利用的方法。

背景技术

球上存在的天然有机化合物中，数量最大的是纤维素，其次是甲壳素，前者主要由植物生成，后者主要由动物生成。甲壳素亦是地球上除蛋白质外，数量最大的天然含氮有机化合物。每年甲壳素生物合成量约为100亿t，其中海洋的甲壳素生物生成量为10亿t以上。工业上生产甲壳素的主要原料是水产加工单位废弃的虾蟹壳等。对虾加工中产生的虾头、虾壳等废弃物约占虾体质量的30%～40%，其中主要成份为碳酸钙（55%）、蛋白质（25%）、甲壳素（19%）以及少量的脂肪、虾青素等成分。

甲壳素又名甲壳质、几丁质等，是由N-乙酰氨基-D-葡萄糖单体通过β-1，4糖苷键连接而成的直链高分子化合物，不仅广泛存在于虾、蟹等甲壳类海洋节肢动物中，而且也大量存在于低等生物菌类、昆虫外壳、藻类细胞中。

壳聚糖是甲壳素的N-脱乙酰基的产物，一般而言，N-乙酰基脱去55%以上的就可以称之为壳聚糖，这种脱乙酰度的壳聚糖能溶于1%乙酸或1%盐酸，因此，凡是能溶于1%乙酸或1%盐酸的甲壳素都可称之为壳聚糖。

虾、蟹壳中还含有大量生物碳酸钙与壳蛋白是宝贵的钙和蛋白资源。生物钙可转化为有机钙用于人类及动物生长过程中补充钙元素；而其中的壳蛋白包含天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等17种氨基酸，从8种必须氨基酸含量来看，仅胱氨酸略低于FAO/WHO1973年颁布的标准值，因此这种壳蛋白是一种优质的动物性蛋白质。

目前虾蟹壳综合利用过程的主要技术有：

1.典型的酸碱法

贾荣仙等人以龙虾壳为原料，浸泡在1.0mol/L工业盐酸溶液中18h，用工业水漂洗至中性，再在2.5mol/L NaOH溶液中浸泡18h，再用工业水漂洗至中性，日光晒干2d去色素，干燥粉碎再次重复上述过程，得到甲壳素。再将其加入到12mol/L的分析纯NaOH溶液升温至90℃反应3h，过滤再转入分析纯NaOH乙醇溶液中反应3h，过滤、洗涤、烘干，得到脱乙酰度为84%的壳聚糖。（贾荣仙,聂容春.龙虾壳甲壳素的提取和壳聚糖的制备及性能研究[J].安徽化工, 2010,36(01):41-43）。

中国专利CN111320711A发明了一种高脱乙酰度的壳聚糖的制备方法。将甲壳素在15-25%强碱溶液中分散，在高于-35℃的温度下冷冻6-8h，过滤离心出溶解部分的甲壳素的强碱溶液，再在温度0-10℃的条件下补加强碱溶液，将甲壳素-强碱溶液中的碱度提高至35-45%后，在70-100℃下进行脱乙酰反应，制得乙酰度为80-95%的壳聚糖。

中国专利CN110746520A发明了一种壳聚糖的制备方法。取2-5份虾壳粉加入到60-75份7%HCl溶液中，在室温下浸泡搅拌20-24h，过滤，弃废液，得到固体A，再将其加入至60-70份10%NaOH溶液中，在40-60℃下浸泡20-24h，过滤，弃掉废液，得到甲壳素。将甲壳素浸泡在12-15份的95%的乙醇溶液中，浸泡时间20-24h，第二天过滤再用12-15份无水乙醇浸泡20-24h，然后过滤，用温热蒸馏水洗涤至中性，干燥后，浸泡在60-100份50%NaOH溶液，在60-65℃下反应6-8h，干燥得壳聚糖。

在传统的酸碱法基础上，又出现了一些辅助法预处理脱钙与脱蛋白的方法。