“菌酶联合法”提取松墨天牛甲壳素

发布时间：2020-07-21 21:42

【摘要】：甲壳素(Chitin)别名几丁质、甲壳质等,是一种天然聚合分子,其分子式为(C8H13NO5)n,是一种可再生资源,甲壳素及其衍生物的分子结构独特,其具有多种功能和特性,在食品工业、生物医学、化妆品、农业、纺织行业等领域都具有很大的应用发展潜力。目前,传统大规模生产的甲壳素多以虾、蟹壳为原料,但是由于虾、蟹壳中灰分去除难度高,难以保证提取的甲壳素纯度达到工业级和食品级标准,因而,目前国内外研究热点将提取甲壳素的原材料转移到了昆虫上。松墨天牛(Monochamus alternatus),又名松褐天牛、松天牛,天牛科,墨天牛属种昆虫,是松属植物的重要蛀干害虫,而且,是中国重大外来入侵病害——松材线虫病(Bursaphelenchus xylophilus)的媒介昆虫。松树一旦遭受其害,常常导致枯死。相比其它昆虫,其壳质化程度更高,甲壳素含量也更高,是甲壳素的优质资源。鉴于此,本文以松墨天牛为原料,以灰分和蛋白质的去除率为评价指标,首先,通过单因素实验确定优质菌种和蛋白酶,筛选出最佳发酵条件和酶解条件,再通过“菌酶联合法”提取出甲壳素,最后,利用红外光谱技术,将提取到的甲壳素与传统“酸碱法”提取的甲壳素进行比较分析,探讨“菌酶联合法”提取甲壳素的可行性和应用前景。主要研究结果如下:1、最佳菌种为凝结芽孢杆菌,最佳发酵条件是:松墨天牛粉末浓度为8%,葡萄糖浓度为8%,凝结芽孢杆菌的接种量为11%,摇床转速设为100r/min,.发酵温度为47℃,发酵5d,最终灰分的平均去除率可以达到91.72%;正交试验研究结果发现:当控制葡萄糖浓度为8%,摇床转速为100r/min时,凝结芽孢杆菌的接种量为11%、发酵温度52℃、发酵时间5d时,具有最大的灰分去除率,此时灰分平均去除率可以达到 90.38±0.30%。2、最佳蛋白酶是蛋白酶K,其最佳酶解条件是:松墨天牛粉末浓度为8%,加入蛋白酶K的量为800U/g,调节悬浊液的pH为8.0,酶解温度为55℃,酶解时间为9h,最终蛋白质平均去除率可以达到82.71±0.82%。3、“菌酶联合法”的发酵最佳条件是:8%松墨天牛粉末、8%葡萄糖液体培养基,接种11%的凝结芽孢杆菌,设置恒温摇床温度为50℃,摇床转速设为100r/min,同时加入蛋白酶K和凝结芽孢杆菌发酵5d,最终甲壳素得率为32.51%,产物中甲壳素纯度为72.78%,灰分残留量占甲壳素产品的1.42%,蛋白质残留量占甲壳素产品的 25.74%。4、红外光谱鉴定结果指出:应用“菌酶联合法”和传统“酸碱法”提取出的甲壳素均能基本保持标准甲壳素的分子特性,但“酸碱法”提取的甲壳素出现了两个新的峰,在分子结构上与标准甲壳素差异更大,因而,通过“菌酶联合法”制取甲壳素更具优势。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ929;O636
【图文】：

图２－１技术路线逡逑Ｆｉｇ邋２－１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏｕｔｅ逡逑２．邋３材料和实验仪器逡逑２．３．１松墨天牛＿逡逑供试虫源：诱捕于浙江省杭州市富阳区。逡逑处理方法：将松墨天牛虫体置于电热恒温鼓风干燥箱中，在６0°Ｃ下干燥８小时，逡逑Ｆ燥后研磨成粉末，过２０目筛网，将筛得的天牛粉末再用１００目筛网过筛，留筛逡逑网内１００目到２０目大小的粉末，在６０°Ｃ下干燥至恒重（称量ｌｇ样品前后重量差不逡逑超过０．０００５ｇ）以备实验。逡逑２．３．２菌种和蛋白酶逡逑本实验供试前种ｌｌｉ枯：凝结芽孢杆菌５ａｃ／／／ｉ？邋ｃｏａｇｎ／ｆｌｍ’（ＢＮＣＣ３３７２０９）、±ｆｅ逡逑衣芬孢朴菌／（ＢＮＣＣ１３２６６５邋）、嗜酸乳杆菌邋Ｚ＾／ｃ／ｏ６ｃ／ｃ／７／ｉ？逡逑

逦５逡逑３．３．２接种量的筛选逡逑对图３－２分析可知，在１％到７％的接种范围内，随界接种量升高，灰分去除率逡逑也随之升高，这是【丨１于在接种量较小的条件下，

本文编号：2764852