超声辅助连续多级工艺开发黑水虻蛹壳壳聚糖及其结构表征

《EUROPEAN FOOD RESEARCH AND TECHNOLOGY》：Development and structural characterization of chitosan from black soldier fly puparia via an ultrasonic-assisted continuous multi-stage process

　　

摘要

黑水虻蛹富含甲壳素，是制备壳聚糖的高价值原料。在本研究中，建立了一种新型超声辅助连续多级工艺，该工艺经超声强化，涵盖脱矿、酶法脱蛋白、过氧化氢脱色和碱脱乙酰，用于从黑水虻蛹中提取壳聚糖。进行了单因素实验，以研究超声时间、超声功率、水与醋酸比例以及中性蛋白酶用量对各阶段纯化性能的影响。进一步应用 Box-Behnken 响应面法优化核心脱矿和脱蛋白程序，阐明多个工艺参数之间的相互作用和协同效应，并确定全过程的最佳操作条件。所提出的间歇循环多级超声策略获得了脱乙酰度为 85.5%、灰分含量低至 1.84% 的壳聚糖。与长期静态参考方案相比，该工艺使脱色时间减少了 75%，脱乙酰过程的 NaOH 浓度降低了 20%。最后，壳聚糖成功获得，基于蛹质量的提取率达到 13.9%。微形态和化学官能团的表征显示，所制备壳聚糖的层状微观结构和特征吸收峰与相同脱乙酰水平的商业壳聚糖吻合良好。本研究验证了黑水虻蛹是制备壳聚糖的有前景原料。整个超声辅助多级提取路线缩短了处理时间，减少了化学试剂消耗，为高效制备壳聚糖提供了一套完整可行的技术策略。

图形摘要