幸运飞艇 > 科普文章 >

邢荣娥:虾衣蟹壳有新用途

邢荣娥:虾衣蟹壳有新用途

  在今年俄罗斯世界杯期间,麻辣小龙虾火爆了一把。但在享受美味之余,一桌子的虾壳也让人“头疼”不已。

  “虾蟹壳和贝类废弃物造成资源的极大浪费,因此,下脚料的高值化利用是亟待解决的问题之一。”中国科学院海洋研究所研究员邢荣娥说。

  这些“厨余垃圾”及“水产品及食品加工的丢弃物”在邢荣娥眼中全身都是宝。从事海洋生物资源及加工下脚料的高值化利用研究与生物制品开发的邢荣娥,工作所用原料就是这些贝类加工下脚料和虾蟹壳。

  “蟹将军”有了新用途

  壳寡糖集营养、保健于一体,广泛应用于食品、保健品、医药等领域,是一种富含阳离子的功能性寡糖。

  针对现有壳寡糖制备的技术难点,邢荣娥所在的团队创新研发了微波制备海洋生物寡糖新技术和新设备。研究人员将微波作用、分子截留、流态化技术相结合,突破寡糖绿色制备关键技术,研制微波连续动态反应制备系统,建立高效、低能耗制备高纯度寡糖的工艺技术,该设备具备微波连续可调、实时测温、分子量可控、自动化控制等功能。

  “我们从虾蟹壳里面提取的甲壳素,变成壳聚糖,再把壳聚糖降解变成壳寡糖,进一步通过基团修饰或者复配,得到适用于各种领域的绿色无污染的产品。由于取自海洋废弃物,该技术对海洋环境和陆地环境都有益。”邢荣娥说。

  为了研究壳寡糖的作用机制并确定哪一个寡糖单体起主要活性作用,对其分离纯化成为技术关键点之一。目前单一聚合度壳寡糖可以通过两种方式获得。一种是以单糖或寡糖为原料,通过化学法、酶法或生物合成法等合成单一聚合度的壳寡糖。然而,壳寡糖的化学合成步骤烦琐,成本较高,采用酶法和生物合成法也只能获得某些特定聚合度的壳寡糖。

  另一种为从壳寡糖的混合物中分离纯化得到,包括金属亲和色谱、强酸性离子交换色谱等。然而,目前报道的壳寡糖的分离主要集中在一些2-6聚合度的壳寡糖单体,且5糖和6糖纯度较低,对于聚合度大于6的高纯度壳寡糖单体的分离仍非常困难,目前尚未有人分离得到。

  针对该问题,邢荣娥与其团队成员李克成等人建立了高纯度2-8单一聚合度壳寡糖单体的制备色谱分离技术,突破了高聚合度壳寡糖单体的分离纯化技术,可一次性分离得到高纯度的2-8糖壳寡糖单体,大大提升了壳寡糖单体分离范围和纯度,单体纯度、产率都高于原有技术,其中壳七糖、壳八糖是国际上首次分离得到。

  废料也有高价值

  我国扇贝产量每年可达120万吨,可食部分仅占30%~40%,其中幸运飞艇60%~70%的裙边、内脏和贝壳等下脚料被丢弃。而这些废料中藏着不少“宝贝”。

  γ-氨基丁酸具有健脑、改善睡眠等多种活性,应用潜力巨大。但是,化学法合成的γ-氨基丁酸纯度虽高,但不能用于食品。作为食品添加,只能利用生物法。

  邢荣娥所在团队便将目光放在了数量巨大的贝类下脚料上。经过多年研究,该团队在国内外首次以内脏和裙边为原料,通过菌株筛选、诱变,获得了新的菌种。该菌种生物转化贝类加工下脚料制备γ-氨基丁酸效率高,产品天然、无毒,符合食品添加要求。

  该技术使贝类加工下脚料得到了高附加值利用,减少了废弃下脚料所带来的污染环境等问题,提高了我国贝类资源可持续利用的技术水平。

  该团队还以贝壳为原料,研制开发了果蔬降农残产品,对毒死蜱、哒螨灵等农药清除率达到90%以上。

  成果转化很关键

  “成果只有成功转化进入市场,才能实实在在发挥作用,服务社会。”一直以来,邢荣娥所在团队十分重视与企业打交道,一直在想如何把产品做出来。

  “必须要得到企业的认可,给企业做转化、做生产线与实验室作研究是不一样的,里面有大量的技术困难需要克服,这就是需要经过小试、中试,最后才到产业化的原因之一,成果若要真正用起来还是很难的。”邢荣娥说。

  困难不止于此,邢荣娥提到,做应用研究有个难点就是不好发文章,但学生毕业又需要论文,同时还要兼顾做出的东西能应用。“我们很多东西是在解决应用方面的技术难点,不具备发文章的条件,而且偏应用的情况下,很多数据不足以支撑发一篇高质量文章。”她说。

  无论如何,邢荣娥所在团队与企业的合作可谓硕果累累。例如,2014年团队与山东卫康生物医药科技有限公司合作,使得壳寡糖被国家卫生计生委批准为新食品原料,并协助合作企业获得了首个壳寡糖新资源食品生产许可证。

  近3年来,山东卫康幸运飞艇生物医药科技有限公司已累计实现新增销售收入5.38亿多元,新增利税7700多万元;山东鲁健生物医药科技有限公司已累计实现新增销售收入1.76亿元,新增利税2275万元。

  (原载于《中国科学报》 2018-07-16 第6版 院所)