黑水虻蛹壳几丁寡糖的高效提取技术OA
Highly efficient extraction technology of chitooligosaccharides in the chrysalis shell of Hermetia illucens
针对黑水虻(Hermetia illucens)蛹壳几丁寡糖传统提取方法环境压力大的问题,本研究旨在建立一种环境友好的预处理与酶解工艺,实现将黑水虻蛹壳高效转化为几丁寡糖.以黑水虻蛹壳为原料,采用超微粉碎结合超声进行物理预处理;选用甲酸、草酸、柠檬酸等有机酸进行脱矿处理;随后使用角蛋白酶等不同几丁质水解酶进行酶解,并考察温度、酶添加量与金属离子辅助因子对酶解效果的影响;同时探究酸性纤维素酶替代几丁质酶的可行性.结果表明:柠檬酸对蛹壳中碳酸钙的脱除效果最佳;超声处理对后续降解效率无显著提升;几丁质酶的降解效率随温度与酶添加量的增加而提高;金属离子对不同几丁质水解酶的活性具有促进或抑制作用;酸性纤维素酶可有效降解蛹壳几丁质,其效果与几丁质酶相当.本研究建立了一种基于有机酸脱矿与酶法降解的黑水虻蛹壳几丁寡糖绿色提取工艺,证实酸性纤维素酶可作为几丁质酶的有效替代,为黑水虻蛹壳的高值化利用提供了可行的预处理策略与酶选用依据,有助于提升黑水虻生物资源利用率,推动农业有机废弃物的循环发展.
To address the environmental concerns associated with traditional extraction methods for chitooligosacchar-ides from black soldier fly(Hermetia illucens)chrysalis shells,this study aimed to develop an environmentally friendly pretreatment and enzymatic hydrolysis process for the efficient conversion of these shells into chitooligosac-charides.Using black soldier fly chrysalis shells as the raw material,physical pretreatment was performed via ultra-fine grinding combined with ultrasonication.Organic acids,including formic acid,oxalic acid,and citric acid,were used for demineralization.Subsequently,enzymatic hydrolysis was conducted using various chitin-hydrolyzing en-zymes,such as keratinase,and the effects of temperature,enzyme dosage,and metal ion cofactors on hydrolysis effi-ciency were investigated.The feasibility of using acidic cellulase as a substitute for chitinase was also explored.The results showed that citric acid was most effective in removing calcium carbonate from the chrysalis shells;ultrasonica-tion did not significantly enhance subsequent enzymatic hydrolysis efficiency;chitinase hydrolysis efficiency increased with higher temperature and enzyme dosage;metal ions exhibited either promotive or inhibitory effects on the activity of different chitin-hydrolyzing enzymes;and acidic cellulase could effectively degrade chitin in the shells,performing comparably to chitinase.This study established a green extraction process for chitooligosaccharides from black soldier fly chrysalis shells based on organic acid demineralization and enzymatic degradation.It confirmed that acidic cellu-lase can serve as an effective alternative to chitinase,providing a feasible pretreatment strategy and enzyme selection basis for the high-value utilization of black soldier fly chrysalis shells.This contributes to enhancing the utilization ef-ficiency of black soldier fly biomass and promoting the circular development of agricultural organic waste.
刘和;寇枘;李君丽;彭实亮;连天境;麦力文;杨霞;王定美;邵明英
中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所,海南 海口 571101||海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站,海南 儋州 571737中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所,海南 海口 571101||海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站,海南 儋州 571737中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所,海南 海口 571101||海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站,海南 儋州 571737中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所,海南 海口 571101||海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站,海南 儋州 571737中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所,海南 海口 571101||海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站,海南 儋州 571737中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所,海南 海口 571101||海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站,海南 儋州 571737中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所,海南 海口 571101||海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站,海南 儋州 571737中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所,海南 海口 571101||海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站,海南 儋州 571737海南职业技术学院,海南 海口 570216
轻工纺织
黑水虻蛹壳几丁质几丁寡糖有机酸酶解酸性纤维素酶
Hermetia illucens L.chrysalis shellchitinchitooligosaccharideorganic acidenzymatic degradationacidic cellulase
《浙江农业学报》 2026 (2)
225-238,14
海南省重点研发项目(ZDYF2025XDNY097,ZDYF2023XDNY033)海南省自然科学基金面上项目(324MS107)中国热带农业科学院基本科研业务费专项(1630042025003)
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