甲壳素制造过程
虾(螃蟹)壳里各有三成左右的蛋白质、碳酸钙和几丁质(chitin)。 用稀碱去除其蛋白质,再用稀酸来排除碳酸钙,就能得到较纯的几丁质(chitin)。 再将几丁质(chitin)处理就变成了几丁聚醣(chitosan)。
几丁质的化学式为poly(b-1,4-N-acetyl-D-glucosamine),普遍存在于植物中的低等藻类、菇类和真菌的细胞壁,以及动物中的昆虫、甲壳类外层表皮,其中以虾蟹外壳为几丁质最常见之来源。根据文献报导,全球虾蟹壳年产量近2,000万吨,贝类、蚵类年产几丁质139万吨,发酵副产品中的丝状菌类年产几丁质79万吨,几丁质可谓取之不尽,用之不竭。
几丁质的结构与纤维质非常类似,其分子大小取决于其来源,及后续之化学或生化处理过程,一般而言大约是介于105~107之间。较常见之几丁质制法有Hackman法和Shimahara法,这些方法是利用酸和碱,去除虾蟹壳的钙和蛋白质成分,最后得到几丁质。一般而言优质几丁质常以灰份及重金属含量为参考依据,以上含量以低者为佳。此外分子量或黏度亦常用来作原料加工或决定产品最终功能的参考指数。
甲壳素所含的第二种生物高分子为几丁聚醣,是一种非均一性聚合体,结构中含有不同比例之N-乙醯胺基与N-胺基。几丁聚醣可由几丁质经脱乙醯步骤取得,制法较常见的包括化学法、生化发酵法、和微生物提炼法,而其中则以化学制法最具商业经济规模。几丁聚醣的特色在于可溶于稀浓度之有机酸中,无毒性、且具高度的生物可降解性及生物兼容性及良好之加工性。制法中分子大小和去乙醯程度之控制以及必要时几丁聚醣衍生物修饰,遂成为优质几丁聚醣制作之必要条件。
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