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甲壳素和壳聚糖制备方法

[db:作者] / 2022-12-30 00:00

[制备方法]

  

(1)化学方法

  

①甲壳素的制备

  

a.实例1 甲壳质及壳聚糖由脱盐(钙盐)、脱蛋白和脱乙酰基三步生产制得,其制备方法很多,目前以化学加工法为主。比较先进的方法是将甲壳干燥后粉碎,将粉末置于0.4~3.0mol/L的盐酸溶液中,常温处理10~25h后水洗、过滤、干燥,得到粗甲壳素。

  

b.实例2 虾、蟹壳剔杂洗净,干燥至脆后粉碎过筛。用稀盐酸浸泡脱去无机盐后,水洗至中性,加入稀氢氧化钠溶液中浸煮脱蛋白质和脂类,水洗至中性,可制得略带肉色片状粗制甲壳素。粗品用0.5% KMnO4溶液浸渍1h,水洗后置于1%草酸溶液中,于60~70℃搅拌0.5h左右,水洗,干燥制得白色片状甲壳素。

  

②壳聚糖的制备

  

a.实例1将上述制备方法①制得的甲壳素置于氢氧化钠溶液中,在80~100℃下浸2~12h,得到粗壳聚糖;将该壳聚糖过滤,水洗,去离子水中浸溃,过滤后在水与有机溶剂的混合液中浸渍,再经过滤、洗涤、干燥得到壳聚糖。

  

b.实例2 将上述制备方法①制得的甲壳素分别浸于30%~50%浓氢氧化钠溶液中,温度控制在50~90℃,反应24h,然后水洗、干燥得白色片状壳聚糖。

  

c.实例3 将上述制备方法①制得的甲壳素分别浸于30%~50%浓氢氧化钠溶液中,温度控制在130~140℃,反应2~3.5h,然后水洗、干燥后得到白色片状壳聚糖。

  

(2)酶制备法

  

酶法的特点是节约能源,避免昂贵的化工原料,设备简单,但关键是要制备出脱乙酰酶,利用专一性酶对甲壳素进行脱乙酰基反应。这里介绍一种用黑曲霉电解法从菌丝体中提取甲壳素和碱法制备壳聚糖的工艺,其工艺条件如下:使用黑曲霉的最佳培养液YEPD培养菌体,最佳培养时间42h,最终培养量0.942g干菌体,最终残糖质量浓度为0.627mg/mL。黑曲霉湿菌体经质量分数为5% NaOH,100℃ 处理6h,然后用45%NaOH溶液126℃ 处理2~3h,用质量分数10%醋酸,95~100℃处理3h,NaOH滴定,析出壳聚糖。

  

(3)机械法

  

机械法提取的甲壳素和壳聚糖不太纯,含有一些壳质蛋白质及钙盐,可作为水产动物饲料的组成部分。

  

制备方法为将精选的虾蟹壳经过干燥、压碎、研磨、分选、精筛等步骤,提取天然甲壳素,从中分离出蛋白质、钙盐等成分。其优点是得到活性甲壳素,保留了独特的天然特性,如旋光性、分子量、分子结构。天然甲壳素具有β氨类键,具有生物活性,这些因素使该法制得的产品在螯合作用、絮凝作用、配位方面更具有优势。经分选得到的蛋白质和钙盐约占总重的30 %,可用作养殖对象的饲料。

  

(4)酸溶法

  

这种方法的主要生产工序是将收集来的虾、蟹壳洗净、干燥后,浸泡在5 %稀盐酸溶液中2h,然后过滤、水洗至中性;在10 %的NaOH溶液中煮沸2h,再过滤、水洗至中性,干燥后即得甲壳素;将制得的甲壳素放在45%~50%的NaOH溶液中,在100~110℃水解适当的时间而后得到壳聚糖,这个适当的时间一般是根据要制备壳聚糖的分子量而来,如果要制备的分子量越高,则脱酰基程度越高,所需的时间就越长,反之越短。

  

(5)微波法

  

先将粗虾蟹甲壳用稀NaOH、稀HCI交替浸泡漂洗两次至中性进行脱蛋白质和脱钙,然后烘干、粉碎。按固液比为1 : 15与已配好的45% NaOH溶液混合,搅拌均匀,再用微波加热(功率在500W以下),进行脱乙酰化处理。即得壳聚糖。

  

(6)其他方法

  

曾坤伟等采用HCl和H3PO4的水/醇溶液为反应介质降解壳聚糖,并用无水乙醇沉淀和洗涤,制备出收率超过95%的水溶性微晶壳聚糖。其晶体尺寸为400~800nm,晶型完全不同于固体粉末壳聚糖,制得的微晶壳聚糖可以均匀分散于冷水而溶于60℃热水。

  

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