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加拿大纽芬兰大学研究提取甲壳素新方法

发布时间: 2022-03-11 15:26:47
摘要:
加拿大纽芬兰大学研究提取甲壳素新方法 在甲壳素提取过程中,从甲壳中去除矿物质传统上是使用盐酸实现的。然而,盐酸的环境、健康和安全问题已导致对该应用的潜在替代品进行调查。在大多数先前报道的使用其他酸的...

加拿大纽芬兰大学研究提取甲壳素新方法

在甲壳素提取过程中,从甲壳中去除矿物质传统上是使用盐酸实现的。然而,盐酸的环境、健康和安全问题已导致对该应用的潜在替代品进行调查。在大多数先前报道的使用其他酸的研究中,脱盐壳中的残留灰分含量无法降低到1%以下,这是甲壳素的高级应用所必需的。纽芬兰大学

加拿大纽芬兰大学的Dave等人报道了在室温下,使用柠檬酸在2小时内通过一步和两步工艺实现了北极甜虾壳的近乎完全脱矿。新鲜虾壳经过彻底研磨和洗涤预处理。在一步脱矿中,通过用两倍化学计量的柠檬酸处理虾壳2小时,得到0.59%的残留灰分含量。通过实施两步工艺,残余灰分进一步降低至0.19%,其中虾壳中的大部分矿物质首先在35分钟内使用1.5倍化学计量的柠檬酸溶解,然后进行第二次脱矿,使用8倍化学计量的柠檬酸60分钟。与一步法相比,两步法消耗的柠檬酸量较低(每加工1000公斤虾壳,柠檬酸减少约13.8%50%)。所获得的低残留矿物质含量与使用盐酸的传统工艺相当,表明使用柠檬酸对虾壳进行脱盐以生产优质甲壳素的潜力。

该研究以题为“Two-step demineralization of shrimp(Pandalus Borealis)shells using citric acid:an environmentally friendly,safe and cost-effective alternative to the traditional approach”的论文发表在《Green Chemistry》上。

首先虾壳经过彻底的研磨、洗涤和压榨,得到均一粒径为1.4 mm的预处理虾壳。一步脱矿和两步脱矿的在一步法中,在使用1.25×柠檬酸的脱矿质中,180分钟后残留灰分减少到5.3%。在使用1.5×柠檬酸的脱矿质中,在120分钟时获得了1.18%的最低残留灰分水平。在脱盐过程中,加入酸后初始pH值急剧下降。之后由于柠檬酸的消耗,pH值略有增加。在所研究的四种柠檬酸浓度中,只有2倍柠檬酸的残留灰分低于1%。一步脱矿的结果表明,使用1.5倍柠檬酸在30分钟内将贝壳中的矿物质含量降低了90%(4.27±1.60%残留灰分),同时观察到沉淀物的形成在大约60分钟。因此,将该工艺的反应条件作为两步脱矿工艺的第一步以去除贝壳中的大部分矿物质。第一步脱矿后,壳中平均残余灰分含量为2.80±0.47%,对应的矿物含量减少了93.5%。贝壳进一步用柠檬酸处理,浓度为1~20倍。

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使用14×柠檬酸30分钟(0.32%)和8×柠檬酸60分钟(0.19%)的去矿化达到最低的残留灰分含量。

根据本研究的结果,以下两步工艺被确定为传统盐酸脱盐的最佳替代方案:在步骤1中,将预处理的虾壳与1.5×柠檬酸混合并搅拌35分钟,然后短暂洗涤;在步骤2中,向收集的虾壳中加入8×柠檬酸保温60分钟,然后彻底清洗和压榨。这一过程将产生残留灰分含量约0.31%(减少99.3%)的软脱矿壳,这与使用1×HCl的一步脱矿法的结果相当。学在加拿大

尽管已经有许多关于使用柠檬酸对虾壳进行脱盐的研究,但本研究是第一个使用北极甜虾壳作为原料的研究。虾壳经过彻底的研磨和洗涤预处理,在此过程中去除了大部分松散蛋白质并减小了粒度。通过使用2×柠檬酸进行2小时反应的一步法,可实现98.6%的脱矿水平。为了进一步降低矿物质含量,减少柠檬酸的消耗,进行了两步脱矿法。虾壳先用1.5×柠檬酸处理35分钟,然后用8×柠檬酸处理60分钟,使矿物质减少了99.6%。尽管两种工艺处理后的贝壳中的低残留灰分都满足甲壳素高级应用的规范(残留灰分<1%),但与一步法相比得到的脱矿壳明显更软。此外,与一步法相比,两步法每1000公斤鲜虾壳消耗的柠檬酸量可减少约35.49 L的柠檬酸。

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