基本信息
- 项目名称：
- 利用豆腐黄水培养霉菌制备壳聚糖的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本发明的一种利用豆腐黄水培养霉菌生产壳聚糖的方法，是以豆腐黄水为培养基,在自然pH，灭菌或非灭菌的条件下接种霉菌种子悬液，于28-35℃、150-200rpm的速度振荡培养50-60 h后，过滤、洗涤收集菌丝体，采用微波法从菌丝体中提取壳聚糖。
- 详细介绍：
- 壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，是一种具有重要开发价值的天然多糖物质，具有广泛的用途和良好的发展前景。壳聚糖通常以虾壳蟹壳为原料来制备，其过程存在着许多不足之处：提取过程需耗费大量的酸碱，腐蚀性强，劳动强度大；所排出的废液中的有机质含量很高，严重污染环境。利用微生物发酵法来生产壳聚糖虽可以避免上述问题，但是目前研究所用的培养基成分复杂，成本高；且都是在灭菌条件下培养菌丝体，能耗大。本次研究没有添加其他营养物质，只利用一定浓度的豆腐黄水为培养基，在非灭菌条件下培养霉菌制备壳聚糖，降低了成本；应用微波处理技术，降低提取过程中碱的用量，同时降低反应时间节约了能耗，从而优化了反应工艺路线。 本课题利用豆腐废水为培养基培养霉菌菌丝体，设计正交实验得到最佳培养条件。采用酸碱交替法从霉菌细胞壁中提取壳聚糖，通过正交实验确定最佳提取条件。最后通过产品红外光谱图，黏度，脱乙酰度以及水分和灰分确定产品性质。 实验结果如下：1、以菌丝体产量为指标，得到了以豆腐废水为培养基培养霉菌的最佳条件：pH=4、豆腐废水浓度40%、培养时间60h、培养温度30℃、摇床转速150r/min。在此条件下，菌丝体产量可达湿重55.1g/L，干重8g/L以上。2、以产品得率为指标，得到菌体提取的最佳条件：NaOH浓度5%、微波时间25min、乙酸浓度4%、水浴温度90℃、水浴时间4小时。在此条件下，提取率为7.11%。3、通过分析红外谱图可以看出，本次用微生物法所得产品红外谱图，与从虾蟹壳中提取壳聚糖的红外谱图的特征吸收峰基本一致，可以确定我们的产品就是壳聚糖；利用酸碱滴定法求得其脱乙酰度为92.66%。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1目的：探索低成本、环境友好型的壳聚糖生产方法，并处理豆制品废水。2基本思路：只利用豆腐黄水作培养基培养霉菌菌丝体，从中提取壳聚糖。3创新点:①无需添加其他营养物质，利用非灭菌的豆腐黄水作培养基，降低生产成本并处理了食品废水，以废治废、变废为宝。②生产过程成本低廉，工艺简单，不产生二次污染。4技术关键：菌丝体的生产和壳聚糖的制备。5主要技术指标：菌丝体产量达干重8g/L以上，壳聚糖得率达7%以上。
科学性、先进性
- 1壳聚糖制备现状：从虾蟹壳中提取，原料来源有限，污染严重;发酵法生产壳聚糖，成本高。2本技术的优越性：①本发酵法提取壳聚糖，只利用一定浓度豆腐黄水在非灭菌条件下培养霉菌，变废为宝、降低成本、减少污染。②豆制品生产已成规模，因此豆腐黄水来源丰富。③用微波法提取，简化了工艺流程，减少了酸碱用量，避免了二次污染。3参考文献资料：[1]蒋挺大．壳聚糖[M].北京化学工业出版社，2001 [2]付秀娟．壳聚糖应用近况[J]．食品与药品，2005，7(8)：67～69. [J].
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利权可转让，转让费面议
作品可展示的形式
- 实物、产品 图片 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1使用说明：以一定浓度的豆腐黄水培养基在非灭菌条件下培养霉菌菌丝体，利用微波法提取壳聚糖。2技术特点和优势：本技术工艺流程简单，能够变废为宝、降低成本、减少污染。3适用范围：①豆腐黄水的处理②制备低成本壳聚糖。4前景及市场分析：本技术既解决了豆制品废水的污染，又生产出性能优良的壳聚糖。同时为处理更多食品废水，扩大壳聚糖的低成本生产提供技术依据，具有较好的经济效益和环境效益。
同类课题研究水平概述
- 目前壳聚糖主要是从虾蟹壳中用酸碱加工提取，其制备存在着许多不足之处：原料来源有限，提取过程使用大量酸碱，排出的废液严重污染环境等。因此有不少人开始探究用微生物法生产壳聚糖来避免上述问题。目前，利用微生物法提取壳聚糖主要有以下一些研究： 赵继伦等用柠檬酸发酵后的废菌体作原料制备壳聚糖，用酸碱交替法脱蛋白质，在10℃ 的条件下用50％的浓碱液脱乙酰基，可获得与进口壳聚糖品质相当的产品，为用废菌体作原料生产壳聚糖的工业化提供了技术依据。曹健和殷蔚申用黑曲霉发酵生产壳聚糖，其培养基为含葡萄糖、玉米浆培养液，加入基本培养基，发酵生产菌丝体，然后提取壳聚糖，提取率为9.72%。王传芬等对用黑曲霉发酵法生产壳聚糖的常用培养基及工艺条件进行了研究，确定了其最佳培养基：蔗糖3％，硝酸钠0.2％，磷酸氢二钾0.1％，七水硫酸镁0.05％，硫酸亚铁0.001％，氯化钾0.05％；最佳发酵条件为温度28℃，pH7.0，转速220r／min。提取壳聚糖，提取率为11.17%。叶龙祥研究了由黑曲霉发酵生产壳聚糖的培养基配料比和培养条件，并设计了在培养基中加酒糟的正交试验，得出最佳方案：培养液成分为玉米浆4％、酒糟4％、葡萄糖3％、硫酸镁1％，接入菌悬液1.5 mL，培条件为发酵温度28℃、摇床转速180 r／min、发酵时间80h、pH中性，并探讨了微波提取壳聚糖的技术。 可以看出，以上这些研究与传统方法相比虽有很大进步，但所使用的培养基组成复杂，成本高。都是在灭菌条件下进行培养，能耗大。因此还有改进的空间。 目前，使用豆腐黄水做培养基，在非灭菌条件下培养霉菌来生产壳聚糖，以减少生产成本，同时处理豆制品废水的研究尚未见诸报道。
