一种从雪蟹壳中提取壳聚糖的方法技术

本发明专利技术涉及一种壳聚糖制备方法，特别涉及一种从雪蟹壳中提取壳聚糖的方法。涉及雪蟹壳预处理、脱钙反应、脱蛋白以及脱乙酰基步骤，本发明专利技术对雪蟹壳中的甲壳素进行酸解和脱蛋白处理，采用含醇液的方式进行处理，缩短了工艺流程，减少了碱的用量，反应条件温和，甲壳质的转化率99％以上，产品收率为95％以上。本发明专利技术的反应条件比较温和，100℃以下能保证壳聚糖分子的完整性，将其溶解形成1％的溶液时的粘度在500mPaS以上。在500mPaS以上。

【技术实现步骤摘要】
一种从雪蟹壳中提取壳聚糖的方法


[0001]本专利技术涉及一种壳聚糖制备方法，特别涉及一种从雪蟹壳中提取壳聚糖的方法。

技术介绍

[0002]甲壳素(Chitin)是广泛存在于虾、蟹和昆虫的外壳及藻类、菌类的细胞壁之中、年产量仅次于纤维素的第二大天然高分子，估计每年生物合成的资源高达100亿吨之多，也是迄今发现的唯一的天然碱性多糖，其化学名为β-(1，4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。
[0003]壳聚糖(Chitsotan)是甲壳素经脱乙酰化的产物，是由β-(1，4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖单元和β-(1，4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖单元组成的共聚物。一般而言，甲壳素的N-乙酰基脱去55％以上就可以称为壳聚糖。由于甲壳素分子中内外氢键相互作用，形成有序的大分子结构，因而溶解性能很差，限制了它在很多方面的应用；而壳聚糖由于分子结构中大量游离氨的存在，溶解性能大大改观，并具有独特的物化性质及生理功能，大大扩展了其应用领域，并被誉为继糖、蛋白质、脂类、维生素、矿物质之后的第六生命要素。
[0004]用壳聚糖制成的可吸收性手术缝线，机械强度高，可长期贮存，能用常规方法消毒，可染色，可掺入药剂，能被组织降解吸收，免除患者拆线的痛苦。壳聚糖能抑制胃酸和溃疡，具有降解胆固醇及三甘油脂的作用。肝素是一种带有磺酸基、羧基的极有效的抗凝血剂，硫酸酯化的壳聚糖在结构上与肝素相似，这种类肝素衍生物一般具有相当甚至超过肝素活性，为提供合成廉价的抗凝血剂提供了有效的途径。壳聚糖还可用于制作人工肾透析膜和隐形眼镜。由壳聚糖制备出的微胶囊，是一种生物降解型的高分子膜材料，是优良且极具发展前途的医用缓释体系。
[0005]此外，壳聚糖在食品上可用作保鲜膜。将其水溶液涂于果蔬表面，可人为在果蔬表面形成一个低氧高二氧化碳的密闭环境，抑制果蔬呼吸，同时抑菌繁殖，提高果蔬光泽度，提高果树的感官品质。
[0006]壳聚糖的制备方法大都耗时长、对设备要求高，且产率普遍很低。研究一种工艺简单、可操作性强，适用于工业化生产以及得率高、纯度高的壳聚糖的制备方法具有明显的经济与社会效益。
[0007]用甲壳素制备壳聚糖的方法，目前主要是利用高浓度碱液和甲壳素在高温下进行短时间的反应；近年来还有利用微波处理甲壳素和碱液的混合物制备壳聚糖的报道。这些方法的缺点在于：所需处理时间长、所得壳聚糖的脱乙酰度较低；能耗高、壳聚糖产品的粘度低；间歇操作，不利于连续化生产，限制了规模化大生产。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种可以连续、不间断生产壳聚糖的制备方法，具体涉及从雪蟹壳中提取壳聚糖的方法，制备过程简单，采用含有醇的碱性试剂可明显缩短脱蛋白的时间，降低了对温度的要求，甲壳质的转化率99％以上，产品收率为95％以上，解决现有
技术的转化率不高、收率低下的问题。
[0009]具体而言，本专利技术的技术方案是这样实现的。
[0010]一种从雪蟹壳中提取壳聚糖的方法，所述的方法包括以下步骤：
[0011]步骤(1)雪蟹壳预处理：将雪蟹壳直接导入反应釜中，铺平，厚度约5-10cm；
[0012]步骤(2)脱钙反应：向反应釜中加入酸性溶液，调节pH值并浸泡，过滤，用水洗涤，过滤，产物备用；
[0013]步骤(3)脱蛋白：向反应釜中加入碱性溶液I，升温至60-70℃，保温反应1-3小时，曝气量为0.5-1.5m3/min，每30min一次，水洗，过滤，干燥，即得甲壳质，备用；
[0014]步骤(4)脱乙酰基：向步骤(3)的反应釜中加入碱性试剂II，浸泡5-20小时，加热至60-70℃，保温反应5-10小时，过滤，水洗，过滤，干燥，粉碎，即得壳聚糖。
[0015]进一步地，所述的步骤(2)中的酸性溶液选自盐酸溶液、硫酸溶液、苯磺酸溶液、甲酸-甲酸钠缓冲溶液、枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液、柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液中的任意一种。
[0016]优选地，所述的步骤(2)中的酸性缓冲液选自甲酸-甲酸钠缓冲溶液或柠檬酸-磷酸二氢钠。
[0017]所述的步骤(2)中的pH值为3.0-3.5。
[0018]所述的步骤(3)中的碱性溶液I选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、磷酸氢二钾的醇溶液。
[0019]进一步优选为，氢氧化钠的醇溶液或磷酸氢二钾的醇溶液。
[0020]所述碱性溶液I的醇溶液为氢氧化钠或磷酸氢二钾的乙醇溶液、氢氧化钠或磷酸氢二钾的甲醇溶液或氢氧化钠磷酸氢二钾异丙醇溶液中的一种。
[0021]进一步优选为，氢氧化钠或磷酸氢二钾的乙醇溶液。
[0022]以体积比计算，所述的氢氧化钠：水：乙醇为1:8-8.9:0.1-1，所述的氢氧化钠：水：乙醇为1:8.5:0.5。或所述的磷酸氢二钾：水：乙醇为1:8-8.9:0.1-1，所述的磷酸氢二钾：水：乙醇为1:8.5:0.5。
[0023]所述的步骤(4)的碱性试剂II选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、磷酸氢二钾的醇溶液。
[0024]进一步优选为，氢氧化钠的醇溶液或磷酸氢二钾的醇溶液。
[0025]所述碱性溶液II的醇溶液为氢氧化钠或磷酸氢二钾的乙醇溶液、氢氧化钠或磷酸氢二钾的甲醇溶液或氢氧化钠磷酸氢二钾异丙醇溶液中的一种。
[0026]所述碱性溶液II的醇溶液为氢氧化钠或磷酸氢二钾的甲醇溶液。
[0027]以重量比计算，甲壳质：碱性试剂II：甲醇＝1000-1500：300-600：10-30。
[0028]进一步优选地，甲壳质：碱性试剂II：甲醇＝1266：450：20。
[0029]进一步地，所述的方法包括以下步骤：
[0030]步骤(1)雪蟹壳脱钙：向雪蟹壳中加入pH值为3.3的甲酸-甲酸钠缓冲溶液，浸泡3～8小时，过滤，备用；
[0031]步骤(2)雪蟹壳水洗：用水对(1)的雪蟹壳水洗至中性，测定含水量，雪蟹壳备用；
[0032]步骤(3)脱蛋白：将含10％的氢氧化钠乙醇溶液加入到(2)中，升温至85℃，保温反应2小时，曝气量为1m3/min，每30min一次，过滤，水洗，备用。
[0033]步骤(4)脱乙酰基：加入50％的氢氧化钠甲醇溶液，加热至85℃，保温反应8小时，干燥2h；
[0034]步骤(5)干燥，粉碎，即得壳聚糖。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的以雪蟹壳为原料制备壳聚糖的方法的优点是：
[0036]本专利技术通过脱蛋白和脱乙酰两个步骤，对雪蟹壳中的甲壳素进行酸解和脱蛋白处理，采用含醇液的方式进行处理，缩短了工艺流程，减少了碱的用量，反应条件温和，甲壳质的转化率99％以上，产品收率为95％以上。
[0037]本专利技术的反应条件比较温和，100℃以下能保证壳聚糖分子的完整性，将其溶解形成1％的溶液的粘度在500mPaS以上。
具体实施方式
[0038]本专利技术并不局限于以下实施例，在本专利技术公开的技术方案的基础上，本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从雪蟹壳中提取壳聚糖的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤(1)雪蟹壳预处理：将雪蟹壳直接导入反应釜中，铺平，厚度约5-10cm；步骤(2)脱钙反应：向反应釜中加入酸性溶液，调节pH值并浸泡，过滤，用水洗涤，过滤，产物备用；步骤(3)脱蛋白：向反应釜中加入碱性溶液I，升温至60-70℃，保温反应1-3小时，曝气量为0.5-1.5m3/min，每30min一次，水洗，过滤，干燥，即得甲壳质，备用；步骤(4)脱乙酰基：向步骤(3)的反应釜中加入碱性试剂II，浸泡5-20小时，加热至60-70℃，保温反应5-10小时，过滤，水洗，过滤，干燥，粉碎，即得壳聚糖。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中的酸性溶液选自盐酸溶液、硫酸溶液、苯磺酸溶液、甲酸-甲酸钠缓冲溶液、枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液、柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中的任意一种，优选地，所述的酸性溶液选自pH值为3.0-3.5的甲酸-甲酸钠缓冲溶液或柠檬酸-磷酸二氢钠。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中的碱性溶液I选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、磷酸氢二钾的醇溶液，进一步优选为，氢氧化钠的醇溶液或磷酸氢二钾的醇溶液。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碱性溶液I的醇溶液为氢氧化钠或磷酸氢二钾的乙醇溶液、氢氧化钠或磷酸氢二钾的甲醇溶液或氢氧化钠磷酸氢二钾异丙醇溶液中的一种，优选为氢氧化钠或磷酸氢二钾的乙醇溶液。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，以体积比计算，所述的氢氧化钠：水：乙醇为1:8-8.9:0.1-1，所述的氢氧化钠：水：乙醇为1:8.5:0.5；或所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祥涛，
申请(专利权)人：莒县海贝生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：