本发明涉及海洋生物活性提取技术领域，尤其涉及从牡蛎壳中提取壳聚糖的工艺。
背景技术：
壳聚糖是甲壳素(Chitin)在强碱条件下脱去乙酰基就得到。甲壳素，也称甲壳质，1811年由法国学者布拉克诺(Braconno)发现，1823年由欧吉尔(Odier)从甲壳动物外壳中提取，并命名为CHITIN，译名为几丁质。甲壳素是由N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖以β-1，4糖苷键形式连接而成的，即N-乙酰-D-葡萄糖胺的聚糖。由于甲壳素在生产过程中会脱掉部分乙酰基，因而商品化的甲壳素都是N-乙酰-D-葡萄糖胺与D-葡萄糖胺的共聚物。
甲壳素是在自然界数量上仅次于纤维素的第二大生物资源，估计每年生物合成的甲壳素高达100亿吨，是地球上最丰富的有机物之一，是人类取之不竭的生物资源，也是20世纪未被充分利用的天然资源之一，其中海洋生物生成量达10亿吨。甲壳素具有抗癌，抑制癌、瘤细胞转移，提高人体免疫力及护肝解毒作用。尤其适用于糖尿病、肝肾病、高血压、肥胖等症，有利于预防癌细胞病变和辅助放化疗治疗肿瘤疾病。且甲壳素化学上不活泼，不与体液发生变化，与组织不起异物反应，无毒，具有抗血栓、耐高温消毒等特点。
因为甲壳素的化学结构与植物中广泛存在的纤维素结构非常相似，故又称为动物纤维素，甲壳素广泛存在于甲壳纲动物虾、蟹的甲壳，昆虫的甲壳，真菌(酵母、霉菌)的细胞壁和植物(如蘑菇)的细胞壁中。自然界中，节肢动物如虾、蟹等，含甲壳素高达58-85％；虾壳、蟹壳是水产加工工业中的废弃物，产量巨大，成本较低，含有丰富的甲壳素及其脱乙酰基后的壳聚糖。提取其中的壳聚糖，经过改性处理后可应用于各个方面，能够实现废弃物的高效利用及使资源利用最大化，产生巨大的经济及社会效益。
牡蛎壳是由有机质通过生物矿化调节形成，即以少量有机质大分子(蛋白质、糖蛋白或多糖)为框架，以碳酸钙为单位进行分子操作，组成的高度有序的多重微层结构。牡蛎壳的物质组成分为无机质和有机质两部分。无机质部分以碳酸钙为主，占牡蛎壳质量90％以上，其中钙元素占(39.78±0.23)％，此外还含有铜、铁、锌、锰、锶等20多种微量元素。牡蛎壳的有机成分约占牡蛎壳质量的3-5％，含有甘氨酸、胱氨酸、蛋氨酸等17种氨基酸。贝壳的有机质部分又分为可溶性有机质和不溶性有机质，其含量随贝壳种类和生长期不同而异，一般占贝壳干质量的0.01-10％,其中可溶性有机质含量更少，约占0.03-5％。
由于虾、蟹壳的产量较高、甲壳素的含量较高(一般甲壳素含量在20-30％以上，有的高达60-85％)、制备方法较简单，因此目前制备甲壳素主要是利用虾、蟹壳。但利用虾、蟹壳制备甲壳素也存在一些不容忽视的问题，一是除了一些大型的海产品加工企业外，虾、蟹壳很难集中收购，一般家庭食用或酒店食用后均被作为垃圾遗弃而难以回收；二是虾、蟹壳内含有大量的蛋白质和脂肪等共生物，预处理比较麻烦，处理不净或未完全干燥，保存时极易起霉变质。正是由于这样一些原因，使虾、蟹壳的充分利用受到了极大的限制。中国专利CN103936884A，一种从虾蟹壳中提取甲壳素的方法，是申请人的在先申请，但是该方法，对于处理牡蛎壳原料，效果不好。苏州大学论文，刘宏喜，蚝壳甲壳素的提取及其衍生物在印染中的应用，提到了牡蛎壳甲壳素的提取，但重点在于得到的甲壳素在印染中的应用，其生产工艺是是实验室小试，比如过滤采用滤纸，很多工艺步骤和参数不适合工业化生产。
技术实现要素：
本发明提供了从牡蛎壳中提取壳聚糖的工艺，整个工序时间缩短，而且，中间工序不会出现黑色杂质，得到的产品色泽洁白。
本发明是通过如下技术方案实现的：
从牡蛎壳中提取壳聚糖的工艺，包括下述步骤:
1)净洗：将废弃的牡蛎壳用清水洗净，去除牡蛎壳表面的泥沙和杂质；
2)干燥：将步骤1)得到的牡蛎壳烘干、粉碎得牡蛎壳粗粉；
3)低温粉碎：将步骤2)得到的牡蛎壳粗粉，依次进行低温冷冻及低温升华干燥后以液氮为研磨介质，在-80--120℃下运用超低温粉碎机进行低温粉碎；
4)高压微射流超微粉碎处理：将步骤3)得到的物料加入纯净水混合均匀，用高速剪切乳化机处理，然后用高压微射流超微粉碎设备进行处理，得到膏状浆液；
5)酸处理：向步骤4)得到的物料，加入稀盐酸浸泡，水洗至中性，离心，干燥后得到甲壳素；
6)脱乙酰基：将步骤5)得到的甲壳素，加入浓烧碱浸泡，水洗、调整pH至中性，水洗，离心，干燥后得到壳聚糖。
本发明步骤2)所述的粉碎，优选以球磨机粉碎至粒度在80-100目。
步骤3)所述的低温冷冻，优选温度0--18℃，更优选-10--18℃。
步骤4)所述的高压微射流超微粉碎处理，优选将步骤3)得到的物料加入5-6倍重量纯净水混合均匀，用高速剪切乳化机处理5-10min，然后用高压微射流超微粉碎设备于25℃进行处理，处理压力为60-80MPa，处理次数为2-3次，得到膏状浆液。
步骤5)所述的加入稀盐酸浸泡，优选加入3-5倍重量的1mol/L的稀盐酸在室温下浸泡0.5-1.0h；所述的离心，优选1500r/min、10min。
步骤6)所述的加入浓烧碱浸泡，优选加入8-10倍重量的10mol/L的烧碱，在100℃下浸泡2-3h。
与现有技术相比，本发明的优点：
1、从牡蛎壳中提取甲壳素或壳聚糖，首先就是要去除牡蛎壳中的大量碳酸钙，现有技术，一般是将牡蛎壳粉碎到20-60目后，直接加入稀盐酸脱去碳酸钙等矿物质，但这样的处理会产生蛋白质悬浮物以及黑色杂质(蛋白质悬浮物会粘附设备内壁，影响生产，而黑色杂质会影响成品色泽)，然后再用稀碱脱去蛋白质、脱脂(酸碱中和会引起油脂与碱发生皂化反应，使液体变浑浊)，为了色泽洁白，有的还会用高锰酸钾溶液脱色，虽然对色泽会有改善，但还是会有黑色杂质存在，而且，整个工序需要多次过滤、水洗，造成生产浪费。而本发明通过对牡蛎壳粗粉进行低温粉碎、高压微射流超微粉碎处理，避免了以上繁琐的工艺，直接破坏蛋白质、脂肪，再用酸处理，整个工序时间缩短，而且，中间工序不会出现黑色杂质，得到的产品色泽洁白。
2、低温粉碎技术，由于冷媒的价格较高，在实际的工业生产中受到了限制，而如今利用天然气气化时废冷制取液氮已获得成功，液氮价格下降，低温粉碎技术才得以发展，但该技术应用牡蛎壳提取甲壳素或壳聚糖未见报道。本发明采用了超低温粉碎技术，将牡蛎壳依次进行低温冷冻、低温升华干燥后以液氮为研磨介质，在-80-120℃下运用超低温粉碎机进行低温粉碎，利用低温脆化特性，可粉碎热敏性或常温中难以粉碎的物料，防止在粉碎时变质。
3、本发明采用高压微射流超微粉碎处理得到的牡蛎壳原料，没有采用外来溶剂，通过高压均质法产生的强大剪切力和冲击力可将物料直接粉碎至细胞水平，将牡蛎壳中含有的无机质和有机质粉碎，利于碳酸钙和酸的反应，还可以破坏蛋白质、脂肪、色素的基团，利于甲壳素的溶出。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1：
从牡蛎壳中提取壳聚糖的工艺，包括下述步骤:
1)净洗：将废弃的牡蛎壳用清水洗净，去除牡蛎壳表面的泥沙和杂质；
2)干燥：将步骤1)得到的牡蛎壳100kg烘干、以球磨机粉碎至粒度在80目得牡蛎壳粗粉；
3)低温粉碎：将步骤2)得到的牡蛎壳粗粉，依次进行0℃低温冷冻及低温升华干燥后以液氮为研磨介质，在-80℃下运用超低温粉碎机进行低温粉碎；
4)高压微射流超微粉碎处理，将步骤3)得到的物料加入5倍重量纯净水混合均匀，用高速剪切乳化机处理10min，然后用高压微射流超微粉碎设备于25℃进行处理，处理压力为60MPa，处理次数为2次，得到膏状浆液；
5)酸处理：向步骤4)得到的物料，加入3倍重量的1mol/L的稀盐酸在室温下浸泡1.0h，水洗至中性，离心，1500r/min、10min，干燥后得到甲壳素；
6)脱乙酰基：将步骤5)得到的甲壳素，加入8倍重量的10mol/L的烧碱，在100℃下浸泡2h，水洗、调整pH至中性，水洗，离心，干燥后得到壳聚糖3.13kg，纯度98.67％。
实施例2：
从牡蛎壳中提取壳聚糖的工艺，包括下述步骤:
1)净洗：将废弃的牡蛎壳用清水洗净，去除牡蛎壳表面的泥沙和杂质；
2)干燥：将步骤1)得到的牡蛎壳100kg烘干、以球磨机粉碎至粒度在100目得牡蛎壳粗粉；
3)低温粉碎：将步骤2)得到的牡蛎壳粗粉，依次进行-10℃低温冷冻及低温升华干燥后以液氮为研磨介质，在-100℃下运用超低温粉碎机进行低温粉碎；
4)高压微射流超微粉碎处理，将步骤3)得到的物料加入6倍重量纯净水混合均匀，用高速剪切乳化机处理8min，然后用高压微射流超微粉碎设备于25℃进行处理，处理压力为70MPa，处理次数为3次，得到膏状浆液；
5)酸处理：向步骤4)得到的物料，加入4倍重量的1mol/L的稀盐酸在室温下浸泡1.0h，水洗至中性，离心，1500r/min、10min，干燥后得到甲壳素；
6)脱乙酰基：将步骤5)得到的甲壳素，加入10倍重量的10mol/L的烧碱，在100℃下浸泡3h，水洗、调整pH至中性，水洗，离心，干燥后得到壳聚糖3.12kg，纯度99.08％。
实施例3：
从牡蛎壳中提取壳聚糖的工艺，包括下述步骤:
1)净洗：将废弃的牡蛎壳用清水洗净，去除牡蛎壳表面的泥沙和杂质；
2)干燥：将步骤1)得到的牡蛎壳100kg烘干、以球磨机粉碎至粒度在80目得牡蛎壳粗粉；
3)低温粉碎：将步骤2)得到的牡蛎壳粗粉，依次进行-18℃低温冷冻及低温升华干燥后以液氮为研磨介质，在-120℃下运用超低温粉碎机进行低温粉碎；
4)高压微射流超微粉碎处理，将步骤3)得到的物料加入5倍重量纯净水混合均匀，用高速剪切乳化机处理5min，然后用高压微射流超微粉碎设备于25℃进行处理，处理压力为80MPa，处理次数为2次，得到膏状浆液；
5)酸处理：向步骤4)得到的物料，加入5倍重量的1mol/L的稀盐酸在室温下浸泡1.0h，水洗至中性，离心，1500r/min、10min，干燥后得到甲壳素；
6)脱乙酰基：将步骤5)得到的甲壳素，加入10倍重量的10mol/L的烧碱，在100℃下浸泡3h，水洗、调整pH至中性，水洗，离心，干燥后得到壳聚糖3.15kg，纯度99.14％。
对比例1：
净洗-烘干-粉碎到20目-1mol/L稀盐酸脱去矿物质-净洗-2.5mol/L稀烧碱脱去蛋白质、脱脂-甲壳素粗品-0.7％KMnO4漂白脱色-甲壳素-浓烧碱脱乙酰基-水洗至中性-干燥-壳聚糖。
100kg牡蛎壳得到甲壳素2.68kg，纯度98.25％.
对比例2：
1)净洗：将废弃的牡蛎壳用清水洗净，去除牡蛎壳表面的泥沙和杂质；
2)干燥：将步骤1)得到的牡蛎壳100kg烘干、以球磨机粉碎至粒度在80目得牡蛎壳粗粉；
3)低温粉碎：将步骤2)得到的牡蛎壳粗粉，依次进行-18℃低温冷冻及低温升华干燥后以液氮为研磨介质，在-120℃下运用超低温粉碎机进行低温粉碎；
4)酸处理：向步骤3)得到的物料，加入5倍重量的1mol/L的稀盐酸在室温下浸泡1.0h，水洗至中性，离心，1500r/min、10min，干燥后得到甲壳素；
5)脱乙酰基：将步骤4)得到的甲壳素，加入10倍重量的10mol/L的烧碱，在100℃下浸泡3h，水洗、调整pH至中性，水洗，离心，干燥后得到壳聚糖1.68kg，纯度92.32％。
对比例3：
1)净洗：将废弃的牡蛎壳用清水洗净，去除牡蛎壳表面的泥沙和杂质；
2)干燥：将步骤1)得到的牡蛎壳100kg烘干、以球磨机粉碎至粒度在80目得牡蛎壳粗粉；
3)高压微射流超微粉碎处理，将步骤3)得到的物料加入5倍重量纯净水混合均匀，用高速剪切乳化机处理5min，然后用高压微射流超微粉碎设备于25℃进行处理，处理压力为80MPa，处理次数为2次，得到膏状浆液；
4)酸处理：向步骤3)得到的物料，加入5倍重量的1mol/L的稀盐酸在室温下浸泡1.0h，水洗至中性，离心，1500r/min、10min，干燥后得到甲壳素；
5)脱乙酰基：将步骤4)得到的甲壳素，加入10倍重量的10mol/L的烧碱，在100℃下浸泡3h，水洗、调整pH至中性，水洗，离心，干燥后得到壳聚糖1.51kg，纯度87.63％。
结论：实施例3的样品结果优于对比例。