[发明专利]一种利用氧化亚铁硫杆菌酸化脱钙提取甲壳素的方法

说明书

本发明首次公开了氧化亚铁硫杆菌在提取甲壳素中的应用，利用氧化亚铁硫杆菌对甲壳进行生物酸化脱钙，再经过碱煮脱蛋白，提取甲壳素；在不添加酸的条件下实现甲壳中钙的高效脱除，整个生产过程中不使用酸性化学试剂，环境友好；此外，利用氧化亚铁硫杆菌培养的生物酸化溶液可以通过微生物培养持续产酸并回用于动物甲壳重复脱钙，能够得到高纯的甲壳素，提取效果显著，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于环境微生物领域，更具体地，涉及一种利用氧化亚铁硫杆菌酸化脱钙提取甲壳素的方法。

背景技术

甲壳素(C₈H₁₃O₅N)n，又称甲壳质、几丁质，英文名Chitin自然界中，甲壳素广泛在于低等植物菌类、虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳、真菌的细胞壁等。甲壳素是地球上仅次于纤维素的第二大生物多糖，也是地球上唯一大量存在的天然碱性多糖，它广泛存在于自然界中，在食品、医药、医用材料、化工、高分子材料、农业和环保等领域具有非常重要的应用价值。目前工业上常采用强酸、强碱在高温条件下处理虾蟹壳来制备甲壳素，这种方法不仅酸、碱耗量大，污染严重，而且产品特性不稳定(如脱乙酰度、分子量和乙酰基位置不可控)。

氧化亚铁硫杆菌是一种以氧化亚铁来获得自身细胞生长和代谢所需要的能量的化能自养微生物，其主要特征为微生物在氧化亚铁过程中产生氢离子，实现水体环境的酸化(pH最低可降至2.0以下)。目前尚未有利用氧化亚铁硫杆菌生物酸化技术应用于动物甲壳脱钙制备甲壳素的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有甲壳素制备方法中大量使用强酸强碱等化学试剂的技术不足，提供一种环境友好的利用氧化亚铁硫杆菌酸化脱钙提取甲壳素的方法。

本发明所采取的技术方案是：

氧化亚铁硫杆菌在提取甲壳素中的应用。

一种利用氧化亚铁硫杆菌提取甲壳素的方法，包括以下步骤：

S1.脱钙：将甲壳与氧化亚铁硫杆菌菌液混合脱钙，过滤后得上清液A及沉淀物脱钙甲壳粉末；

S2.脱蛋白：将步骤S1中沉淀物脱钙甲壳粉末用碱液煮，固液分离后，得沉淀物脱蛋白甲壳粉末；

S3.重复脱钙脱蛋白：将步骤S2中脱蛋白甲壳粉末加入步骤S1上清液A中，再次混合脱钙，并重复步骤S2进行碱液煮脱蛋白；至少重复1次该脱钙脱蛋白操作；

S4.最终固液分离后所得沉淀物即为甲壳素。

优选的，步骤S1所述氧化亚铁硫杆菌菌液的制备方法为在培养基中添加亚铁盐后，接种氧化亚铁硫杆菌，25～37℃、120～240rpm培养36～72h，pH降至4～5时停止培养。

优选的，所述培养基的配方为：每1000mL水中含有(NH₄)₂SO₄ 3.3～3.7g、KCl 0.11～0.12g、K₂HPO₄0.05～0.06g、Ca(NO₃)₂·4H₂O 0.016～0.017g、MgSO₄·7H₂O 0.58～0.59g。

更优选的，所述培养基的配方为：每1000mL水中含有(NH₄)₂SO₄3.5g、KCl 0.119g、K₂HPO₄0.058g、Ca(NO₃)₂·4H₂O 0.0168g、MgSO₄·7H₂O 0.583g。

优选的，所述亚铁盐在培养基中的浓度为0.1～0.2mol/L。