综述:甲壳类生物基质中提取几丁质/壳聚糖的多维度技术评估与混合生物炼制路径展望
《Resources》:Biotechnological Valorization of Crustacean Waste Biomass: A Comprehensive Review of Eco-Friendly Chitin and Chitosan Extraction Methods, Sustainability, and Scalability
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时间:2026年10月04日
来源:Resources 3.2
摘要
甲壳类动物外壳废弃物的年产量超过600至800万吨,是几丁质和壳聚糖——具有公认功能性和经济价值的生物聚合物——的一个尚未充分开发的重要来源。尽管人们对可持续生产的兴趣日益增长,但环保型提取路线仍受到制约,原因在于目前缺乏能够同时解决提取效率、聚合物质量、环境表现和工业化可扩展性问题的集成化框架。本文从六个维度对利用甲壳类生物质提取几丁质/壳聚糖的传统和新兴技术进行了系统评价:得率、脱乙酰度、分子量保持率、能源和化学品消耗、废水负荷以及技术就绪水平(TRL)。酶促和发酵基路线(TRL 4–6)能较好地保持分子量,但需要较长的处理时间(48–120小时),且面临尚未解决的酶成本障碍。深共晶溶剂体系(TRL 3–5)在温和条件下可实现超过96%的纯度,但可扩展性和溶剂回收仍是瓶颈。混合集成配置被视为最具技术可行性和经济可行性的过渡路径。本文还讨论了原料多样性,包括尚未充分利用的区域资源Grimothea monodon(洪堡洋流系统中的物种),作为循环生物经济原则下的候选资源。通过将技术经济分析、全生命周期视角和TRL成熟度纳入统一的、面向决策的框架中,本文指出混合生物炼制配置是实现可规模化、具有工业竞争力的几丁质基生产的最可行路径。
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