題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 利用豆腐黃水培養(yǎng)霉菌制備殼聚糖的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本發(fā)明的一種利用豆腐黃水培養(yǎng)霉菌生產(chǎn)殼聚糖的方法，是以豆腐黃水為培養(yǎng)基,在自然pH，滅菌或非滅菌的條件下接種霉菌種子懸液，于28-35℃、150-200rpm的速度振蕩培養(yǎng)50-60 h后，過(guò)濾、洗滌收集菌絲體，采用微波法從菌絲體中提取殼聚糖。
- 詳細(xì)介紹：
- 殼聚糖是甲殼素的脫乙?；a(chǎn)物，是一種具有重要開(kāi)發(fā)價(jià)值的天然多糖物質(zhì)，具有廣泛的用途和良好的發(fā)展前景。殼聚糖通常以蝦殼蟹殼為原料來(lái)制備，其過(guò)程存在著許多不足之處：提取過(guò)程需耗費(fèi)大量的酸堿，腐蝕性強(qiáng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大；所排出的廢液中的有機(jī)質(zhì)含量很高，嚴(yán)重污染環(huán)境。利用微生物發(fā)酵法來(lái)生產(chǎn)殼聚糖雖可以避免上述問(wèn)題，但是目前研究所用的培養(yǎng)基成分復(fù)雜，成本高；且都是在滅菌條件下培養(yǎng)菌絲體，能耗大。本次研究沒(méi)有添加其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，只利用一定濃度的豆腐黃水為培養(yǎng)基，在非滅菌條件下培養(yǎng)霉菌制備殼聚糖，降低了成本；應(yīng)用微波處理技術(shù)，降低提取過(guò)程中堿的用量，同時(shí)降低反應(yīng)時(shí)間節(jié)約了能耗，從而優(yōu)化了反應(yīng)工藝路線。 本課題利用豆腐廢水為培養(yǎng)基培養(yǎng)霉菌菌絲體，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)得到最佳培養(yǎng)條件。采用酸堿交替法從霉菌細(xì)胞壁中提取殼聚糖，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定最佳提取條件。最后通過(guò)產(chǎn)品紅外光譜圖，黏度，脫乙酰度以及水分和灰分確定產(chǎn)品性質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：1、以菌絲體產(chǎn)量為指標(biāo)，得到了以豆腐廢水為培養(yǎng)基培養(yǎng)霉菌的最佳條件：pH=4、豆腐廢水濃度40%、培養(yǎng)時(shí)間60h、培養(yǎng)溫度30℃、搖床轉(zhuǎn)速150r/min。在此條件下，菌絲體產(chǎn)量可達(dá)濕重55.1g/L，干重8g/L以上。2、以產(chǎn)品得率為指標(biāo)，得到菌體提取的最佳條件：NaOH濃度5%、微波時(shí)間25min、乙酸濃度4%、水浴溫度90℃、水浴時(shí)間4小時(shí)。在此條件下，提取率為7.11%。3、通過(guò)分析紅外譜圖可以看出，本次用微生物法所得產(chǎn)品紅外譜圖，與從蝦蟹殼中提取殼聚糖的紅外譜圖的特征吸收峰基本一致，可以確定我們的產(chǎn)品就是殼聚糖；利用酸堿滴定法求得其脫乙酰度為92.66%。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1目的：探索低成本、環(huán)境友好型的殼聚糖生產(chǎn)方法，并處理豆制品廢水。2基本思路：只利用豆腐黃水作培養(yǎng)基培養(yǎng)霉菌菌絲體，從中提取殼聚糖。3創(chuàng)新點(diǎn):①無(wú)需添加其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，利用非滅菌的豆腐黃水作培養(yǎng)基，降低生產(chǎn)成本并處理了食品廢水，以廢治廢、變廢為寶。②生產(chǎn)過(guò)程成本低廉，工藝簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生二次污染。4技術(shù)關(guān)鍵：菌絲體的生產(chǎn)和殼聚糖的制備。5主要技術(shù)指標(biāo)：菌絲體產(chǎn)量達(dá)干重8g/L以上，殼聚糖得率達(dá)7%以上。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1殼聚糖制備現(xiàn)狀：從蝦蟹殼中提取，原料來(lái)源有限，污染嚴(yán)重;發(fā)酵法生產(chǎn)殼聚糖，成本高。2本技術(shù)的優(yōu)越性：①本發(fā)酵法提取殼聚糖，只利用一定濃度豆腐黃水在非滅菌條件下培養(yǎng)霉菌，變廢為寶、降低成本、減少污染。②豆制品生產(chǎn)已成規(guī)模，因此豆腐黃水來(lái)源豐富。③用微波法提取，簡(jiǎn)化了工藝流程，減少了酸堿用量，避免了二次污染。3參考文獻(xiàn)資料：[1]蔣挺大．殼聚糖[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社，2001 [2]付秀娟．殼聚糖應(yīng)用近況[J]．食品與藥品，2005，7(8)：67～69. [J].
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利權(quán)可轉(zhuǎn)讓，轉(zhuǎn)讓費(fèi)面議
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 圖片 樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1使用說(shuō)明：以一定濃度的豆腐黃水培養(yǎng)基在非滅菌條件下培養(yǎng)霉菌菌絲體，利用微波法提取殼聚糖。2技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：本技術(shù)工藝流程簡(jiǎn)單，能夠變廢為寶、降低成本、減少污染。3適用范圍：①豆腐黃水的處理②制備低成本殼聚糖。4前景及市場(chǎng)分析：本技術(shù)既解決了豆制品廢水的污染，又生產(chǎn)出性能優(yōu)良的殼聚糖。同時(shí)為處理更多食品廢水，擴(kuò)大殼聚糖的低成本生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
同類課題研究水平概述
- 目前殼聚糖主要是從蝦蟹殼中用酸堿加工提取，其制備存在著許多不足之處：原料來(lái)源有限，提取過(guò)程使用大量酸堿，排出的廢液嚴(yán)重污染環(huán)境等。因此有不少人開(kāi)始探究用微生物法生產(chǎn)殼聚糖來(lái)避免上述問(wèn)題。目前，利用微生物法提取殼聚糖主要有以下一些研究： 趙繼倫等用檸檬酸發(fā)酵后的廢菌體作原料制備殼聚糖，用酸堿交替法脫蛋白質(zhì)，在10℃ 的條件下用50％的濃堿液脫乙?；?，可獲得與進(jìn)口殼聚糖品質(zhì)相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品，為用廢菌體作原料生產(chǎn)殼聚糖的工業(yè)化提供了技術(shù)依據(jù)。曹健和殷蔚申用黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)殼聚糖，其培養(yǎng)基為含葡萄糖、玉米漿培養(yǎng)液，加入基本培養(yǎng)基，發(fā)酵生產(chǎn)菌絲體，然后提取殼聚糖，提取率為9.72%。王傳芬等對(duì)用黑曲霉發(fā)酵法生產(chǎn)殼聚糖的常用培養(yǎng)基及工藝條件進(jìn)行了研究，確定了其最佳培養(yǎng)基：蔗糖3％，硝酸鈉0.2％，磷酸氫二鉀0.1％，七水硫酸鎂0.05％，硫酸亞鐵0.001％，氯化鉀0.05％；最佳發(fā)酵條件為溫度28℃，pH7.0，轉(zhuǎn)速220r／min。提取殼聚糖，提取率為11.17%。葉龍祥研究了由黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)殼聚糖的培養(yǎng)基配料比和培養(yǎng)條件，并設(shè)計(jì)了在培養(yǎng)基中加酒糟的正交試驗(yàn)，得出最佳方案：培養(yǎng)液成分為玉米漿4％、酒糟4％、葡萄糖3％、硫酸鎂1％，接入菌懸液1.5 mL，培條件為發(fā)酵溫度28℃、搖床轉(zhuǎn)速180 r／min、發(fā)酵時(shí)間80h、pH中性，并探討了微波提取殼聚糖的技術(shù)。 可以看出，以上這些研究與傳統(tǒng)方法相比雖有很大進(jìn)步，但所使用的培養(yǎng)基組成復(fù)雜，成本高。都是在滅菌條件下進(jìn)行培養(yǎng)，能耗大。因此還有改進(jìn)的空間。 目前，使用豆腐黃水做培養(yǎng)基，在非滅菌條件下培養(yǎng)霉菌來(lái)生產(chǎn)殼聚糖，以減少生產(chǎn)成本，同時(shí)處理豆制品廢水的研究尚未見(jiàn)諸報(bào)道。
