专业性
责任心
高效率
科学性
全面性
第一节 甲壳素的定义
甲壳素又称甲壳质、几丁质,英文名Chitin。1811年法国学者布拉克诺发现,1823年由欧吉尔从甲壳动物外壳中提取。淡米黄色至白色,溶于浓盐酸/磷酸/硫酸/乙酸,不溶于碱及其它有机溶剂,也不溶于水。甲壳质的脱乙酰基衍生物壳聚糖不溶于水,可溶于部分稀酸(可研报告)。
甲壳素应用范围很广泛,在工业上可做布料、衣物、染料、纸张和水处理等。在农业上可做杀虫剂、植物抗病毒剂。渔业上做养鱼饲料。化妆品美容剂、毛发保护、保湿剂等。医疗用品上可做隐形眼镜、人工皮肤、缝合线、人工透析膜和人工血管等。
第二节 甲壳素的提取方法
甲壳素来源于节肢动物和低等植物的真菌和藻类,前者大量存在于海洋之中,以虾、蟹产量最大,且易于富集,甲壳素含量也高,极具提取利用价值。陆
上的节肢动物有蚕蛹、家蝇的幼虫蛹壳,各类昆虫等。其中蚕蛹较为集中,其它则较为分散,收集困难,无工业价值。但也有人研究在无菌条件下繁殖家蝇,以蛆虫提取甲壳素的同时提取高含量的蛋白质。使用青霉素、柠檬酸或乳酸发酵后的废丝菌体为原料,经破壁、脱乙酰等工序也提取了壳聚糖。以此种资源提甲壳素,虽比例小,但原料集中,便于工业化生产,有着良好的发展前景。甲壳素的提取方法归纳起来为“四脱”,一是脱除节肢动物中的蛋白质,二是脱除脂肪,三是脱除无机盐,四是脱除色素。提取方法的差异在于“四脱”的先后次序和工艺条件。以处理虾蟹壳为例,介绍3种传统制备甲壳素方法:
传统与现代工艺比较
上述三种方法中,方法一是最早的工艺,其特点是虾蟹壳在未去除蛋白质和脂肪的情况下
先酸浸。缺点是用于脱钙的盐酸相当一部分被壳体内的蛋白质吸附,脂肪和蛋白质形成一定屏障,阻碍酸中H+向壳体的渗透。所以该工艺脱钙效果差、速度慢,盐酸用量大。方法二是先碱浸,碱浸脱除了大部分蛋白质,捞出后经碱煮,则去除残余的蛋白质和油脂。在此基础上酸浸速度快,效果好,缺点是部分壳体内如虾蟹的螯壳厚,蛋白质封闭其内,酸碱浸入困难,处理不彻底。方法三则先将原料粉碎后再经碱、酸处理,这样虽然增加了一道工序,但后处理速度快、效果好,酸碱用量少,时间节省了一半,能耗减少了一半,缺点是废液多,污染大。江苏省如皋轻工研究所[4]采用串连二次浸取、酸碱废液中和的现代工艺,工艺流程如图:
该方法有三个特点:一是利用壳聚糖生产中脱乙酰的废碱液,代替工业液碱脱除蛋白质,不
但节约了生产成本,而且处理了“三废”。二是将原工艺的一次酸浸改为两次,其优点是充分利用酸碱,使之达到饱和,彻底达到“四脱”的目的。如一次酸浸处理,往往很难脱清。加大酸量,则废酸增加造成浪费。原料用二次脱酸的废酸先脱去大部分无机盐,使原废酸基本耗尽后排放。再用新鲜的过量盐酸进行二次脱除,脱除后的废液余酸含量较高,用于一次脱盐、碱处理,脱蛋白和油脂则是采用同样的方法,该法排放的废液酸碱含量低,经两液混和后即为中性,并析出
蛋白质,回收作为优质饲料。漂白用的氧化剂和还原剂一并处理,无需额外加药即可消除了环境污染。该方法较前三种方法成本低、效益好、无污染、产品质量高。
第三节 甲壳素的发展现状及存在问题
舟山是浙江生产甲壳素较早的地区之一,在鼎盛时期当地有四十多甲甲壳素生产企业,但是在2006年年初,岱山县工商,环保部门联合取缔了一些严重污染环境的甲壳素生产企业。
甲壳素属于粗加工生产工艺,带来的污染十分的严重,生产一顿的甲壳素要产生数百吨废水,另外,这几年甲壳素企业散布各地,规模小,无力单独治污,普遍将未处理的污水直接排放,这更加剧了人们要求整顿这一行业的呼声,很多企业在环保面前都倒下了。
前景如此看好,但是甲壳素产业为何一夜之间陷入困境
首先,产业规模偏小,产品的档次不高。拿发展比较好的2001年来说,甲壳素生产地普陀区有14家企业,仅有年加工甲壳素2000吨,氨基葡萄糖盐酸1500吨的生产能力,按当时的市场价格来算,只有1.5亿元左右的潜在产值。
其次,经营理念落后,信心闭塞,产品无序竞争。很多企业只求生存,不图发展,经营理念较差;因产品主要销售到欧美等国家,出口方式又是通过中间商进行,直接客户很少,这使企业对产品信息,市场的把握非常欠缺,加上企业之间的竞相压价,很多企业根本无利可图,不得不关门大吉!
还有一个原因是生产工艺落后,这是直接导致对资源得开发利用率低且造成严重环境污染得原因。
如果企业能够转变意识,整合力量加大投入,挟着海洋经济论坛喜人得产学研联探讨之势,甲壳素产业未必不能在重点领域获得突破,比如结合纺织品开发得主要方向等。而这些高新技术产业正是政府行业指导的鼓励方向。毕竟,只有形成规模化,以高端产品获得更大的利润了,才能保证环保成本的投入。
目前,随着国内对甲壳素产业治理污染力度的加强,这一行业正面临成长的烦恼。但是烦恼背后同时又有机遇,从这一角度来看,我国的甲壳素产业面临的困境,会不会更加促进这个行业走出新路呢?对此,政府相关部门和企业都还需继续努力。
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