一种微生物发酵虾壳制备几丁质的方法

本发明涉及生物发酵，特别是涉及一种微生物发酵虾壳制备几丁质的方法。

背景技术：

1、虾在生产加工过程中，会产生约占整虾质量40-60％的壳废弃物。现今大多数虾壳废弃物都被填埋或焚烧，污染环境的同时还会造成资源的浪费。虾壳废弃物中富含几丁质，该物质具有良好的生物相容性，不与生物体产生异常反应，且具有抑菌、免疫调节等生物学功能，可应用于农业、生物医学、食品、化妆品和生物燃料等多个领域。

2、工业上主要应用酸碱法从虾壳中制备几丁质，该过程中常用到大量的强酸、强碱试剂，使得污水处理成本增加，易对环境造成二次伤害，且强酸会破坏几丁质的结构，扭曲几丁质的物化性质，不利于产物的提取。随着近年来可持续发展、资源再利用等理念的提出，开发基于虾壳废弃物的绿色高效的利用途径和产品，提高附加值，减少环境污染，对于虾产业的健康发展具有重要意义。

3、微生物发酵法具有绿色、环保等优点，通常是利用特定微生物在发酵过程中分泌的有机酸及蛋白酶，来脱除虾壳中的灰分与蛋白。目前微生物发酵法中常用的发酵形式分为以下两种：

4、单菌发酵：单菌发酵因受菌株自身能力限制，仅能侧重于一种能力的运用，无法在高产蛋白酶的同时分泌大量的有机酸，使得几丁质的提取率低；

5、连续两步发酵：连续两步发酵中途需将固体分离出来，并更换新的培养基，使得能耗和成本大大增加，且在操作流程上更为复杂，效率降低。

6、基于现有技术存在的问题，开发一种操作流程简单、成本低廉、提取率高的微生物发酵虾壳制备几丁质的方法，是非常必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种微生物发酵虾壳制备几丁质的方法，以解决上述现有技术存在的问题，本发明提供的制备几丁质的方法工艺流程简单，所制备的几丁质提取率高，可有效实现虾壳的回收利用，提高其附加值。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种微生物发酵虾壳制备几丁质的方法，包括以下步骤：

4、将贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)gxun-xp4接种至含虾壳粉的发酵培养基中进行发酵，发酵结束后灭菌，得到贝莱斯芽孢杆菌发酵液；

5、向所述贝莱斯芽孢杆菌发酵液中添加无菌的碳源溶液，之后接种入粪肠球菌(enterococcus faecalis)gxun-xs3，进行发酵，得到粪肠球菌发酵液；

6、将所述粪肠球菌发酵液进行固液分离得到沉淀，再经水洗和烘干，即得所述几丁质；

7、所述贝莱斯芽孢杆菌gxun-xp4于2023年11月9日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmccno.28926；

8、所述粪肠球菌gxun-xs3于2023年11月9日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmccno.28927。

9、进一步地，所述虾壳粉的粒径为20-80目。

10、优选地，所述虾壳粉的粒径为40-60目。

11、进一步地，所述含虾壳粉的发酵培养基包括虾壳粉20g/l、硫酸铵2g/l和氯化钠10g/l，ph8。

12、进一步地，所述贝莱斯芽孢杆菌gxun-xp4的发酵温度为37℃，发酵时间为5d。

13、进一步地，所述粪肠球菌gxun-xs3的发酵温度为31℃，发酵时间为3d。

14、进一步地，所述碳源溶液为葡萄糖溶液。

15、进一步地，向所述贝莱斯芽孢杆菌发酵液中添加无菌的葡萄糖溶液后，葡萄糖的浓度为30g/l。

16、进一步地，所述葡萄糖溶液的浓度为300g/l，所述葡萄糖溶液与所述贝莱斯芽孢杆菌发酵液的体积比为1:9。

17、本发明公开了以下技术效果：

18、本发明以虾壳为底物，采用贝莱斯芽孢杆菌和粪肠球菌进行连续一步发酵，并在发酵过程中加入葡萄糖，制备得到几丁质产品。本发明制备的几丁质产品在外观上与商品α-几丁质相似。

19、本发明制备几丁质的工艺流程简单，所制备的几丁质提取率高，可有效实现虾壳的回收利用，提高其附加值。

技术特征：

1.一种微生物发酵虾壳制备几丁质的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虾壳粉的粒径为20-80目。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述虾壳粉的粒径为40-60目。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含虾壳粉的发酵培养基包括虾壳粉20g/l、硫酸铵2g/l和氯化钠10g/l，ph8。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述贝莱斯芽孢杆菌gxun-xp4的发酵温度为37℃，发酵时间为5d。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粪肠球菌gxun-xs3的发酵温度为31℃，发酵时间为3d。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源溶液为葡萄糖溶液。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，向所述贝莱斯芽孢杆菌发酵液中添加无菌的葡萄糖溶液后，葡萄糖的浓度为30g/l。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述葡萄糖溶液的浓度为300g/l，所述葡萄糖溶液与所述贝莱斯芽孢杆菌发酵液的体积比为1:9。

技术总结
本发明公开了一种微生物发酵虾壳制备几丁质的方法，涉及生物发酵技术领域。该方法包括以下步骤：将贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)GXUN‑XP4接种至含虾壳粉的发酵培养基中进行发酵，发酵结束后灭菌，得到贝莱斯芽孢杆菌发酵液；向所述贝莱斯芽孢杆菌发酵液中添加无菌的碳源溶液，之后接种粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)GXUN‑XS3，进行发酵，得到粪肠球菌发酵液；将所述粪肠球菌发酵液进行固液分离得到沉淀，再经水洗和烘干，即得所述几丁质。本发明提供的制备几丁质的方法工艺流程简单，所制备的几丁质提取率高，可有效实现虾壳的回收利用，提高其附加值。

技术研发人员：王一兵,尹凯波,郑子露,王金子
受保护的技术使用者：广西民族大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12