7月3日，我院罗晓春教授课题组在Journal of Cleaner Production杂志(IF=7.246)上发表了一篇题为Enzymatic conversion and recovery of protein, chitin, and astaxanthin from shrimp shell waste的论文，博士研究生邓俊劲为该文第一作者。（论文链接https://authors.elsevier.com/a/1bL5q3QCo9YjXn）

随着水产养殖业的快速发展，虾、蟹等甲壳类动物养殖量迅速扩大。中国每年消费的仅南美白对虾单一品种约200万吨，随着国内小龙虾、蟹的养殖量逐年上升，这些甲壳类水产品加工产生了大量的壳废弃物。甲壳类可食用的部分占比其鲜重不足50%，剩余的不可食用部分通常当作为低值廉价的废弃物处理。实际上这些废弃物富含可被人类利用的物质，以南美白对虾加工剩余废弃物（虾壳）为例，它含有约50%的蛋白质、20%的几丁质、25%的矿物及虾青素。

几丁质是自然界中除纤维素外的第二大生物质，除了存在于甲壳类、昆虫等动物的外骨骼中外，还存在于大多数真菌的细胞壁中。与纤维素等多糖不同，几丁质是N-乙酰葡萄糖胺经β-1,4糖苷键聚合形成的含氮多糖，地球上几丁质的含氮量超过人类通过Haber-Bosch方法（氮肥合成的方法）固定的氮气总量。N-乙酰葡萄糖胺在哺乳动物中有重要的生理功能，比如它是透明质酸和关节滑液合成的重要前体，近十年的研究也发现蛋白质（包括转录因子）的N-乙酰葡萄糖胺修饰，调控了众多的免疫激活、代谢调节等通路，这些机制赋予了几丁寡糖丰富的生物学活性，包括美颜、缓解关节炎、血糖调节、抗肿瘤、抗炎作用等作用，其价值被越来越多的人关注。

传统的虾蟹壳废弃物通常作为廉价的饲料原料使用，甲壳中的蛋白质、几丁质及矿物的紧密缠绕及填充，动物消化道蛋白酶很难降解消化其中的蛋白质，而缺乏几丁质酶使得几丁质完全无法被哺乳动物消化。由于缺乏可用的几丁质酶，传统的虾蟹壳几丁质高值化利用工艺，通常采取碱脱蛋白、酸脱矿制备几丁质，强碱脱乙酰基制备壳聚糖、壳聚糖酶水解制备壳寡糖的工程。传统工艺制备一吨几丁质相关产品，要消耗约25吨氢氧化钠和2.5吨的盐酸，同时排放大量含氮的酸碱污水，壳寡糖也因脱除了乙酰基而丢失部分生理功能。

罗晓春教授课题组前期获得了高产的重组几丁质酶rChit46，可以高效降解几丁质得到几丁寡糖，突破了以往几丁质缺乏有效几丁质酶，无法直接水解的技术瓶颈。结合筛选的两个重组酸性蛋白酶rP6281及rSP，可回收91.4%的蛋白；再通过rChit46的水解，回收88.9%的几丁质成为几丁寡糖产品；除去蛋白及几丁质的残渣很容易抽提得到虾青素，与剩余的矿物分离。该工艺首次实现了虾壳蛋白、几丁质、虾青素及矿物的零浪费（zero-waste）的绿色回收，该技术突破了传统甲壳利用的高污染高成本的短板。相关技术可应用于除南美白对虾虾壳外的其它几丁质废弃物的高值化利用，包括小龙虾壳、蟹壳及发酵真菌菌渣等。

该研究得到了广东省海洋经济发展专项资金GDME-2018c008及GDOE[2019]A20项目的资助。

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