从水虿中提取壳聚糖及壳聚糖系列产品的开发应用

摘要

背景：壳聚糖具备很多独特的功效和特性，在食品、医药、环保、功能材料、农林业、轻纺工业等领域得到了广泛应用，具有很大的应用前景和经济价值。当前，壳聚糖工业化生产的原料的主要来源是虾、蟹壳，从虾、蟹壳中提取的壳聚糖钙含量较高，重金属离子不易脱除，很难生产出高纯度的壳聚糖。然而昆虫作为自然界的生物类群，具有种类多、数量大和可再生的特性，其体壁中含有丰富的壳聚糖，是很值得开发的一种壳聚糖原材料。从蝇、蚕等昆虫中提取壳聚糖的研究发现，昆虫体壁中壳聚糖含量比较高，所提取的壳聚糖钙和重金属的含量低、纯度高、质量好，提取过程中对酸、碱消耗少，生产成本低。研究课题主要是以水虿作为原料提取壳聚糖，确定壳聚糖提取的最佳试验条件，根据所提取壳聚糖的得率，确定其制备的最佳试验条件，为今后规模化生产昆虫壳聚糖提供一定的技术和理论依据，促进昆虫壳聚糖在食品和新领域的应用。
　　目的：实验采用酸碱法从水虿中提取甲壳素，进而得到高纯度的壳聚糖；将提取的壳聚糖应用于内酯豆腐的加工和新产品固齿牙膜贴中；通过工艺论证，对固齿牙膜贴进行工艺设计，以便为投入实际生产提供依据。
　　方法：采用酸碱法提取水虿中的甲壳素，并通过对水虿甲壳素进行脱乙酰化反应得到壳聚糖。利用单因素实验和正交试验，确定水虿甲壳素和壳聚糖最佳的提取工艺参数；将提取的水虿壳聚糖应用于内酯豆腐的加工中，利用单因素实验和正交试验，确定壳聚糖海带内酯豆腐和壳聚糖苦瓜内酯豆腐的最佳配方；将水虿壳聚糖应用于中药固齿牙膜中，利用单因素实验和正交试验，确定固齿牙膜贴的最佳配方；针对固齿牙膜贴的工艺流程进行论证及物料衡算。
　　结果：采用酸碱法提取水虿中的甲壳素，通过单因素实验和正交试验确定蛋白质脱除的最佳参数为NaOH浓度为10％、反应温度为80℃、反应时间为3 h。通过单因素实验，确定无机盐脱除的最佳参数为HCl浓度为14%、常温、反应时间为50 min。通过单因素实验，确定水虿甲壳素提取壳聚糖的最佳工艺参数为NaOH浓度为50%、反应温度为110℃、反应时间为3 h。实验获得水虿甲壳素的得率为28%，壳聚糖的得率为21%；壳聚糖应用于内酯豆腐，通过单因素实验和正交试验，确定最佳的工艺配方和工艺参数为：GDL添加量为0.25%，海带汁添加量为10%，壳聚糖添加量为0.01%，加热凝固温度为70℃；壳聚糖应用于固齿牙膜贴，采用单因素实验和正交试验的方法，确定凝胶型固齿牙膜贴的最佳工艺配方和工艺参数是壳聚糖溶液为67%，明胶溶液为22%，固齿牙膜液为11%，加热烘干时间为2.5 h；课题针对固齿牙膜贴的工艺流程进行了论证及相关的物料衡算。
　　结论：通过对水虿壳聚糖提取的研究，确定了最佳的提取工艺，实验获得水虿甲壳素的得率为28%，壳聚糖的得率为21%；实验获得壳聚糖内酯豆腐最佳工艺参数为GDL添加量为0.25%，海带汁添加量为10%，壳聚糖添加量为0.01%，加热凝固温度为70℃；实验获得固齿牙膜贴的最佳工艺参数为壳聚糖溶液为67%，明胶溶液为22%，中药固齿牙膜液为11%，加热烘干时间为2.5 h；课题经过工艺论证和物料衡算可知，固齿牙膜贴具有投入实际生产的意义。

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中英文名词术语对照

中文摘要

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第一章 文献综述

1 课题的选题依据和研究的意义

2 壳聚糖的研究进展

3 现阶段壳聚糖在食品行业的应用

4 壳聚糖在食品行业中的发展前景展望

5 论文相关内容

6 论文总结论

第二章 水虿提取壳聚糖的研究

1 材料与仪器设备

2 实验方法

3 分析与讨论

4 小结

第三章 一种海带内酯豆腐及其制备方法

1 材料与仪器设备

2 实验方法

3 分析与讨论

4 苦瓜内酯豆腐及其制备方法

5 小结

第四章 一种方便使用的固齿牙膜贴及其制备方法

1 材料与仪器设备

2 实验方法

3 分析与讨论

4 小结

第五章 固齿牙膜贴的工业化生产设计

1 生产工艺流程

2 工艺流程说明

3 物料衡算

4 主要设备选型

5 小结

参考文献

攻读硕士期间发表文章

致谢