食品加工業界では、毎年甲殻類製品を加工する際に頭、尾、殻などの固形廃棄物が大量に発生しており、これらの固形廃棄物の質量は甲殻類の質量の75％を占めています。エビの殻の主な成分はタンパク質、キチン、灰分であり、その含有量はタンパク質15%～20%、キチン10%～25%、灰分15%～70%です。これらの含有量は環境の変化により若干変動します。

エビの殻は、乾燥されて粉末にされ、家畜の飼料として利用されるのはごくわずかです。廃棄物の大部分は、海に捨てられたり、焼却されたり、自然分解されることなく放置されたりして、環境を汚染しています。

持続可能な開発の概念が世界中で深まる中、廃棄物ストリームを活用する多くの科学研究者は、これらの物質から貴重な成分を抽出して廃棄物を宝物に変えること、エビ加工業界の製品ポートフォリオを多様化すること、これらの廃棄物から抽出したキトサンを食品乳化安定剤として使用することでエビ殻廃棄物の商業価値を高めること、環境汚染の圧力を軽減し、環境の持続可能性と経済的回復力に貢献することを目指しています。

エビの殻からキトサンを製造する主な方法は、酸塩基法と新興の微生物発酵法です。キトサンは優れた生物活性を持ち、農業、医薬品、食品、化粧品、環境保護、繊維産業などの分野で幅広い応用が期待されており、巨大な市場潜在力を秘めています。

次に、エビの殻に含まれるキトサンの抽出と応用について見てみましょう。

0.0?キトサンとは何ですか？

キトサンはキチンの誘導体であり、通常は薄片状または象牙色の粉末として現れます。グラム陰性菌、グラム陽性菌、真菌など、広範囲の微生物株を抑制する能力があります。エビの殻は多くの場所で簡単に入手でき、キチンを多く含む原料の一つであるため、キトサン生産の原料となります。

1. 農業への応用

キトサン応用の新たな分野です。キトサンは種子処理剤や葉面肥料として使用できます。種子の発芽を刺激し、ストレスや病気に対する植物の抵抗力を高め、成長を促進し、収穫量を増やすことができるため、多くの作物に適用され、良好な結果が得られています。キトサンの抗菌力と土壌改良力を利用して、キトサンを可溶性タンパク質と組み合わせて液体土壌改良剤を合成し、殺菌剤を作ることができます。

キトサンは、コレステロールを下げ、体脂肪の蓄積を減らし、免疫力を高め、細菌を抑制・殺菌するなど、多くの生物学的機能を持っています。キトサンは無毒で無害であり、生物に完全に吸収されます。そのため、キトサンは新しいタイプの緑色飼料添加物として幅広い発展の見込みがあります。 現在、キトサンの脂質低下作用やコレステロール低下作用は家禽類の研究で確認されていますが、そのメカニズムはまだ不明です。また、免疫増強作用や抗菌・殺菌作用などの他の生物学的機能は、in vitro 実験やマウス実験で検証されていますが、家畜や家禽類の実験での研究はほとんどありません。したがって、キトサンは、家畜や家禽用の新しい緑色飼料添加物として、依然として包括的かつ体系的に研究される必要がある。

信頼できる研究によると、6%キトサン溶液を使用して農産物を30日間保存した後、農産物は新鮮で色も保たれ、果物の甘さ（糖度）は元のものとほとんど変化せず、特にピタヤの糖度（甘さ）は5%増加しました。

2. 医療への応用

キトサンは、優れた生体親和性と機械的特性を備え、医療分野で広く使用されている安全で信頼性の高い医療用ポリマー材料です。キトサンは体内での生分解性や組織適合性、抗菌作用、免疫作用、抗癌作用、血圧降下、血中脂質低下、血糖値低下などの生物学的活性を有しており、医療分野で広く使用されています。優れた薬剤徐放剤、薬剤微粒子キャリア、人工皮膚、人工硬膜、術後癒着防止、結腸標的薬剤送達、抗凝固材、骨修復材などとして使用できます。

3. 食品や化粧品への応用

キトサンは食品の抗酸化剤として使用できます。キトサンの脱アセチル化度が高いほど、フリーラジカルを除去する能力が強くなることがわかっています。Kamilらは、調理したニシンにさまざまな粘度のキトサンを加えたところ、その抗酸化作用はブチル化ヒドロキシアニソール（BHA）などの従来の抗酸化剤よりも優れており、粘度が低いほど抗酸化作用が優れていることを発見しました。したがって、相対分子量の低いキトサンは、天然の抗酸化剤として食品に添加できます。さらに、キトサンは食品の増粘剤、乳化剤、安定剤、風味変更剤としても使用できます。キトサンは幅広い抗菌性とフィルム形成特性を持ち、食品の保存にも使用できます。同時に、キチンとキトサンには大量のヒドロキシル基とアミノ基が含まれており、酸性溶液は正に帯電し、ジュース内の負の物質と結合してコロイド構造を破壊することができるため、ジュースを清澄化するために使用できます。

キトサンの優れた生物活性により、健康食品にも使用することができ、食品に人体の免疫調節、コレステロールの低下、微量元素の調節、胃腸機能の改善、抗腫瘍作用、人体の酸塩基平衡と吸着の調節、人体の重金属イオンの除去などの機能を持たせることができます。

キトサンは化粧品業界でも優れた添加物です。有機酸やスルホン酸で処理して生成されるキトサン誘導体は、吸湿性、皮膜形成性、帯電防止性、防塵性に優れ、皮膚に対して無毒で刺激性もないため、化粧品業界ではシャンプー、保湿剤、ヘアムース、コンディショナー、石鹸などの製造に広く使用されており、その使用量は目的に応じて異なります。

4. 環境保護への応用

キトサンには多数のアミノ基とヒドロキシル基が含まれており、産業廃水中の金属イオン、放射性物質、フェノール、染料などの有害物質を吸着するのに使用できる優れたバイオ吸着剤です。キトサンの分子鎖上には多数の遊離アミノ基が分布しており、希酸溶液中で容易にプロトン化されるため、キトサンは大量の正電荷を帯び、高分子電解質となり、典型的なカチオン凝集剤となる。 ‍

5、在纺织工业中的应用

壳聚糖可用作轻纺工业上的印花媒染剂。其对织物、皮革、纤维等均有良好的亲合性。

它不仅具有牢固的吸着力，而且也具防皱和耐磨性，可以做媒染剂和织物整理剂。

5. 繊維産業への応用

キトサンは繊維産業において印刷媒染剤として使用できます。布地、皮革、繊維などとの親和性が良好です。

吸着力が強いだけでなく、シワになりにくく、耐摩耗性にも優れており、媒染剤や布地仕上げ剤としてもご使用いただけます。

現在、ほとんどの養殖工場ではエビの殻をゴミとして扱い、廃棄するか、安価で処分していますが、これも環境汚染に一定の影響を与えています。エビ殻キトサン製品は、廃棄されるエビ殻の問題を解決するのに役立ちます。工業規模で生産されれば、その価値は計り知れません。

我が国はキトサンの研究を比較的遅れて開始しましたが、研究成果は限られています。しかし、世界各国がキトサンの応用に関する研究を深めるにつれ、エビの殻は将来的に市場の需要と発展の見通しが広がると信じています。

この記事は以下から引用されています:

1、https://wenku.baidu.com/view/fbe8fee7a2c7aa00b52acfc789eb172ded639991.html?_wkts_=1724397483830&needWelcomeRecommand=1虾壳中壳聚糖的提取及应用 - 百度文库 (baidu.com)

2、https://mp.weixin.qq.com/s/ooqJdpTYqmeopHoOqSIKuA

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