从赭曲霉菌丝体中提取甲壳素的工艺研究(1)
摘 要 目的：研究从发酵菌丝中提取甲壳素的工艺。方法：以曲霉菌丝体为原料，破壁处理，然后分别采用HCl溶液和NaOH溶液处理脱除矿物质和蛋白质，提取甲壳素。通过单因素试验优化了酸处理和碱处理条件，最终确定了甲壳素提取工艺：HCl浓度为1.0 mol/L，固液比1∶20，处理温度10 ℃，浸泡时间12 h；抽滤去除酸液，用纯化水清洗菌体粉末至pH中性；NaOH浓度为2.0 mol/L，固液比1∶20，处理温度20 ℃，浸泡时间5 h，连续处理3次。结果：在此条件下得到的甲壳素灰分含量0.98%，残留蛋白质含量0.64%，菌体收率为41.15%。结论：该提取工艺制备得到的甲壳素产率高，灰分和杂蛋白含量少，且品质、色泽、残留灰分等方面优于虾蟹壳，提取工艺相对环保，适合于工业化生产。
关键词 赭曲霉 发酵 提取 甲壳素
中图分类号：TQ920.6； TQ929 文献标志码：A 文章编号：1006-1533(2019)11-0066-05
Study on the process of chitin extraction from Aspergillus mycelium*
YU Ying1**， LI Li2， RONG Shaofeng2， GUAN Shimin2***
(1. Shanghai Haohai Biotechnology Co.， Ltd.， Shanghai 201613， China； 2. Shanghai Institute of Technology， Shanghai 201418， China)
ABSTRACT Objective： To study a process of chitin extraction from mycelia of Aspergillus ochraceus. Methods： Using Aspergillus mycelium as raw material， the conditions for acid and alkali treatment were optimized by single factor test and the extraction process was finally obtained. Results： Mycelia were soaked for 12 hours under the condition of solid-liquid ratio 1：20， 1 mol/L HCl at 10 ℃ for 12 h to remove mineral substances； socking with 2 mol/L NaOH at 20 ℃ for 5 h under the condition of solid-liquid ratio 1：20， repeat 3 times. The resultant chitin was with 0.89% of ash content， 0.74% of residual protein， the yield was 41.15%. Conclusion： The chitin prepared by the extraction process has high yield， low ash and impurity protein content， and its quality， color and residual ash are superior to that extracted from shrimp and crab shell， and the extraction process is relatively environmentally friendly， and is suitable for industrial production.
KEY WORDS Aspergillus； fermentation； extraction technology； chitin
甲殼素(chitin)又名几丁质、甲壳质，是一种广泛存在于自然界的天然高分子聚合物，主要存在于节肢动物如虾、蟹的外壳和真菌及一些藻类植物的细胞壁中[1]。目前商品化的甲壳素主要为虾、蟹壳提取制得，经过脱矿物质、脱蛋白和脱色处理[2]。微生物发酵法提取制备甲壳素是以菌丝体为原料采用酸碱交替法提取制得。与自虾、蟹中提取甲壳素相比，微生物发酵法有如下优势[3]：①简单发酵即可获得甲壳素，不受原料来源地域、时间的局限；②利用稀酸、稀碱即可提取，工艺相对环保；③菌丝体无机物含量较低，无需矿化等繁琐步骤；④无虾、蟹来源的蛋白等过敏原；⑤易工业化大规模生产。因此，真菌发酵生产甲壳素/壳聚糖极具应用前景，尽管有大量关于真菌发酵制备甲壳素的研究，但是其工业化应用鲜有报道[4-5]。此外，甲壳素脱乙酰产物壳聚糖和其酶解产物壳寡糖因生物活性更高，作为生物材料在医疗领域更具应用价值[6-9]。
1 材料与方法
1.1 材料
赭曲霉MF010(保藏号CGMCCNo.15668)由上海应用技术大学微生物实验室提供；甲壳素对照品(上海昊海生物科技股份有限公司，BR级)；NaOH [永华化学科技(江苏)有限公司，分析纯]；HCl(上海泰坦科技有限公司，分析纯)。
MSA-0420搅拌机(上海沉汇仪器有限公司)；DHP-9272电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司)；HH-1电热恒温水浴锅(北京长源实验设备厂)；BS210S电子分析天平(北京赛多利斯天平有限公司)；DJ-04粉碎机(上海隆拓仪器设备有限公司)；SJL-1400马弗炉(上海倨晶精密仪器有限公司)；PH-3C pH计[雷磁(上海)有限公司]；HYG-3C恒温摇床(太仓市豪诚实验仪器制造有限公司)；SKD-800自动凯氏定氮仪(上海沛欧分析仪器有限公司)。, 百拇医药(于颖 李理 荣绍丰 管世敏)
关键词 赭曲霉 发酵 提取 甲壳素
中图分类号：TQ920.6； TQ929 文献标志码：A 文章编号：1006-1533(2019)11-0066-05
Study on the process of chitin extraction from Aspergillus mycelium*
YU Ying1**， LI Li2， RONG Shaofeng2， GUAN Shimin2***
(1. Shanghai Haohai Biotechnology Co.， Ltd.， Shanghai 201613， China； 2. Shanghai Institute of Technology， Shanghai 201418， China)
ABSTRACT Objective： To study a process of chitin extraction from mycelia of Aspergillus ochraceus. Methods： Using Aspergillus mycelium as raw material， the conditions for acid and alkali treatment were optimized by single factor test and the extraction process was finally obtained. Results： Mycelia were soaked for 12 hours under the condition of solid-liquid ratio 1：20， 1 mol/L HCl at 10 ℃ for 12 h to remove mineral substances； socking with 2 mol/L NaOH at 20 ℃ for 5 h under the condition of solid-liquid ratio 1：20， repeat 3 times. The resultant chitin was with 0.89% of ash content， 0.74% of residual protein， the yield was 41.15%. Conclusion： The chitin prepared by the extraction process has high yield， low ash and impurity protein content， and its quality， color and residual ash are superior to that extracted from shrimp and crab shell， and the extraction process is relatively environmentally friendly， and is suitable for industrial production.
KEY WORDS Aspergillus； fermentation； extraction technology； chitin
甲殼素(chitin)又名几丁质、甲壳质，是一种广泛存在于自然界的天然高分子聚合物，主要存在于节肢动物如虾、蟹的外壳和真菌及一些藻类植物的细胞壁中[1]。目前商品化的甲壳素主要为虾、蟹壳提取制得，经过脱矿物质、脱蛋白和脱色处理[2]。微生物发酵法提取制备甲壳素是以菌丝体为原料采用酸碱交替法提取制得。与自虾、蟹中提取甲壳素相比，微生物发酵法有如下优势[3]：①简单发酵即可获得甲壳素，不受原料来源地域、时间的局限；②利用稀酸、稀碱即可提取，工艺相对环保；③菌丝体无机物含量较低，无需矿化等繁琐步骤；④无虾、蟹来源的蛋白等过敏原；⑤易工业化大规模生产。因此，真菌发酵生产甲壳素/壳聚糖极具应用前景，尽管有大量关于真菌发酵制备甲壳素的研究，但是其工业化应用鲜有报道[4-5]。此外，甲壳素脱乙酰产物壳聚糖和其酶解产物壳寡糖因生物活性更高，作为生物材料在医疗领域更具应用价值[6-9]。
1 材料与方法
1.1 材料
赭曲霉MF010(保藏号CGMCCNo.15668)由上海应用技术大学微生物实验室提供；甲壳素对照品(上海昊海生物科技股份有限公司，BR级)；NaOH [永华化学科技(江苏)有限公司，分析纯]；HCl(上海泰坦科技有限公司，分析纯)。
MSA-0420搅拌机(上海沉汇仪器有限公司)；DHP-9272电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司)；HH-1电热恒温水浴锅(北京长源实验设备厂)；BS210S电子分析天平(北京赛多利斯天平有限公司)；DJ-04粉碎机(上海隆拓仪器设备有限公司)；SJL-1400马弗炉(上海倨晶精密仪器有限公司)；PH-3C pH计[雷磁(上海)有限公司]；HYG-3C恒温摇床(太仓市豪诚实验仪器制造有限公司)；SKD-800自动凯氏定氮仪(上海沛欧分析仪器有限公司)。, 百拇医药(于颖 李理 荣绍丰 管世敏)