專(zhuān)利名稱(chēng)：利用蝦殼制備高脫乙酰度及高黏度殼聚糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備殼聚糖的方法，尤其是涉及一種利用蝦殼制備高脫 乙酰度及高黏度殼聚糖的方法。
背景技術(shù)：
甲殼素是一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與纖維類(lèi)似的高分子多糖，它廣泛存在于昆蟲(chóng)、 甲殼類(lèi)動(dòng)物的硬殼以及菌類(lèi)的細(xì)胞壁中。甲殼素在脫乙酰后，其產(chǎn)物為殼聚 糖。殼聚糖具有良好的生物降解性、生物相容性，且無(wú)毒副作用。由于甲殼 素脫乙酰程度及黏度越高，其功能性就會(huì)越強(qiáng)，如生產(chǎn)高質(zhì)量的絮凝劑、活 細(xì)胞和酶的固定化、制作反滲透膜和超濾膜等常需用到高脫乙酰度及高黏度 的殼聚糖。然而傳統(tǒng)的殼聚糖生產(chǎn)工藝中，由于難以把握甲殼素脫乙酰反應(yīng) 時(shí)的時(shí)間和溫度，其甲殼素的高脫乙酰度特性和高黏度特性很難同時(shí)兼?zhèn)洌?并且現(xiàn)有工藝存在著耗堿耗酸量大，需要大量的有機(jī)溶劑等問(wèn)題，因此產(chǎn)品 成本比較高。
另外，工廠在大批量生產(chǎn)上述生物活性物質(zhì)時(shí)，由于受生產(chǎn)進(jìn)度的限制， 原料特別容易積壓。為了不讓原料腐敗、變質(zhì)，現(xiàn)在大都采用冷凍儲(chǔ)存來(lái)保 鮮。但冷凍儲(chǔ)存耗能并且保鮮效果有限，使用冷凍儲(chǔ)存過(guò)的蝦殼制備殼聚糖， 最終會(huì)在一定程度上影響殼聚糖成品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有蝦殼制備甲殼素等生物活性物質(zhì)時(shí)所存在的蝦殼
的利用率低、產(chǎn)品純度不高、生產(chǎn)成本高等的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明同時(shí)還解決了現(xiàn)有蝦殼保鮮難、儲(chǔ)存難等的技術(shù)問(wèn)題。 本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的該方法包
括以下步驟
(1) 將新鮮蝦殼洗滌并瀝干后，置于微波爐中，控制溫度為80°C，加
熱10-15分鐘;
(2) 將上述蝦殼破碎成30—50ran2小塊后，按料液重量比為l: 10-15的 比例浸入濃度為5-10X的NaOH溶液中，然后置于微波爐中，控制溫度為100 °C，加熱10—15分鐘后取出過(guò)濾，將蝦殼體用清水沖洗至中性并甩干，得到 脫蛋白的蝦殼體；
(3) 將上述脫蛋白后的蝦殼體按料液重量比為1: 12的比例浸入2mol/L HC1溶液中浸泡2 4小時(shí)，然后過(guò)濾并甩干，得到脫鈣的蝦殼體；
(4) 將上述脫鈣的蝦殼體用步驟(2)所述的方法重復(fù)處理一次，然后 將蝦殼體按料液重量比為1: 12的比例置于1 mol/LHCl溶液中浸泡24小時(shí)， 過(guò)濾，將蝦殼體用清水沖洗至中性并甩干；
(5) 將上述蝦殼體放置在陽(yáng)光下暴曬6_8小時(shí)脫色，得到白色片狀的 甲殼素；
(6) 將上述甲殼素料按料液重量比為1 : 20—30的比例加入到溶度為 45%—50。/。的NaOH溶液中，然后放入微波爐中，控制溫度IO(TC，加熱15-20 分鐘后取出冷至室溫，過(guò)濾，甩干，再用清水洗至中性，得殼聚糖粗品。
(7) 將NaOH溶解于乙醇中，配置成濃度為13%_23%的NaOH乙醇溶液， 將殼聚糖粗品按料液重量比為1 : 2-4的比例加入到NaOH乙醇溶液中，在連 續(xù)攪拌的條件下，控制反應(yīng)溫度為78"C回流2—3小時(shí)，然后過(guò)濾、將得到的 殼聚糖洗滌、干燥，最后粉碎過(guò)80目，即得殼聚糖成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用蝦殼制備高脫乙酰度及高黏度殼聚糖的方 法，其特征是在步驟(7)中，配制NaOH的乙醇溶液時(shí)，所用乙醇的體積百 分濃度為75—85%。
本發(fā)明在各過(guò)濾步驟和洗滌步驟中，通過(guò)增加一道甩干的工藝，可進(jìn)一 步提高生產(chǎn)效率并降低酸堿的損耗，同時(shí)利于環(huán)保。
本發(fā)明有三次采用微波進(jìn)行處理的工藝，第一次是對(duì)原料進(jìn)行微波干燥保鮮處理。由于微波處理時(shí)間短，效率高，對(duì)原料的結(jié)構(gòu)成分無(wú)影響，經(jīng)微 波處理的蝦殼，其保鮮度高，存放時(shí)間長(zhǎng)，因此可大批量的滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。 并且經(jīng)微波處理過(guò)的蝦殼具有利用率高、活性物質(zhì)分離容易、耗酸耗堿少等 特點(diǎn)，因此可制得高黏度，相對(duì)高分子量的甲殼素。第二次是在蝦殼體與濃 度為5-10%堿溶液的脫蛋白反應(yīng)時(shí)應(yīng)用微波進(jìn)行加熱。采用微波加熱，其蝦 殼體與堿液的反應(yīng)時(shí)間短，脫蛋白徹底。第三次是在甲殼素與濃度為45%—
50。/。Na0H溶液的脫乙酰反應(yīng)時(shí)，利用微波對(duì)其進(jìn)行加熱。通過(guò)微波控溫反應(yīng)， 就可讓反應(yīng)體系內(nèi)各反應(yīng)物分子運(yùn)動(dòng)加劇，分子間碰撞頻繁，從而可使甲殼 素的脫乙酰度接近90%。同時(shí)，微波加熱可大大縮短甲殼素與堿液反應(yīng)的時(shí) 間，而縮短反應(yīng)時(shí)間則有利于提高殼聚糖黏度。
在上述甲殼素與濃度為45。/。一50。掘aOH溶液反應(yīng)之后，為了進(jìn)一步獲得高 質(zhì)量的殼聚糖，本發(fā)明將得到的殼聚糖與NaOH的乙醇溶液繼續(xù)進(jìn)行脫乙酰反 應(yīng)，由于乙醇在堿液中以醇鈉的形式參與脫乙酰反應(yīng)，其對(duì)甲殼素分子的滲 透性較強(qiáng)，可破壞甲殼素分子內(nèi)部的氫鍵，因此經(jīng)過(guò)上述反應(yīng)后甲殼素脫乙 酰程度得到了進(jìn)一步提高，最終讓甲殼素脫乙酰度達(dá)到95%。同時(shí)，堿液中的 乙醇還對(duì)殼聚糖的色素有一定萃取作用，從而令產(chǎn)品的成色更加完美。
另外，本發(fā)明利用日光暴曬脫色，無(wú)須消耗能源，且脫色效果好，同時(shí) 避免了傳統(tǒng)方法中采用高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑對(duì)糖苷鍵的破壞，從而為下一步 制備高黏度的殼聚糖打下基礎(chǔ)。
綜上所述，本發(fā)明具有用酸、堿量少，反應(yīng)時(shí)間短、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)， 采用本發(fā)明方法制備的殼聚糖呈白色或淺黃色粉末狀，具有較高黏度和高脫 乙酰度，可廣泛應(yīng)用于環(huán)保、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。


圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例l:將新鮮蝦殼洗滌并瀝干后，置于微波爐中，控制溫度為8(TC， 加熱15分鐘；然后將蝦殼破碎后按料液重量比為1: 15的比例浸入濃度為10X的NaOH溶液中，再置于微波爐中，控制溫度為IO(TC，加熱10分鐘后取出 過(guò)濾，將蝦殼體用清水沖洗至中性并甩干，得到脫蛋白的蝦殼體；然后將其 按料液重量比為l: 12的比例浸入2mol/LHCl溶液中浸泡2 4小時(shí)，再過(guò)濾 并甩干，得到脫鈣的蝦殼體；接著按料液重量比為1: 15的比例將上述脫鈣 的蝦殼體用10X的Na0H溶液再處理一次，過(guò)濾，用清水沖洗至中性，按料液 重量比為1: 12的比例置于lmol/LHC L溶液中，浸泡24小時(shí)后，過(guò)濾， 將蝦殼體沖洗至中性并甩干；將上述蝦殼體在陽(yáng)光下暴曬6—8小時(shí)脫色，得 到白色的甲殼素；將甲殼素按料液混合比為1 : 25的比例加入到濃度為48% 的NaOH溶液中，然后放入微波爐中，加熱15分鐘后取出冷至室溫，再用清 水洗至中性，過(guò)濾并甩干，得殼聚糖粗品；將NaOH溶解于體積百分濃度為80% 乙醇中，配置成濃度為13%的NaOH乙醇溶液，然后將殼聚糖粗品按料液重量 比為l : 2的比例加入到NaOH乙醇溶液中，在連續(xù)攪拌的條件下，控制反應(yīng) 溫度為78'C回流2小時(shí)，然后過(guò)濾、將得到的殼聚糖洗滌、干燥，最后粉碎 過(guò)80目，即得殼聚糖成品。 實(shí)施例2:
將新鮮蝦殼洗滌并瀝干后，置于微波爐中，控制溫度為8(TC，加熱10分 鐘；然后將蝦殼破碎后按料液重量比為1: 10的比例浸入濃度為5%的NaOH 溶液中，再置于微波爐中，控制溫度為100'C，加熱15分鐘后取出過(guò)濾，將 蝦殼體用清水沖洗至中性并甩干，得到脫蛋白的蝦殼體；然后將其按料液重 量比為l: 12的比例浸入2mol/LHCl溶液中浸泡2 4小時(shí)，再過(guò)濾并甩干，
得到脫鈣的蝦殼體；將上述脫鈣的蝦殼體按料液重量比為1: 10的比例用5 X的NaOH溶液再處理一次，過(guò)濾，用清水沖洗至中性，按料液重量比為l: 12的比例置于lmol/LHCL溶液中，浸泡24小時(shí)后，過(guò)濾，將蝦殼體沖洗 至中性并甩干；將上述蝦殼體在陽(yáng)光下暴曬6""8小時(shí)脫色，得到白色的甲殼
素；將甲殼素按料液混合比為1 : 20的比例加入到濃度為50%的NaOH的溶液 中，然后放入微波爐中，加熱18分鐘后取出冷至室溫，再用清水洗至中性， 過(guò)濾并甩干，得殼聚糖粗品；將Na0H溶解于體積百分濃度為85。/。乙醇中，配 置成濃度為17%的NaOH乙醇溶液，然后將殼聚糖粗品按料液重量比為1 : 4 的比例加入到NaOH乙醇溶液中，在連續(xù)攪拌的條件下，控制反應(yīng)溫度為78 r回流3小時(shí)，然后過(guò)濾、將得到的殼聚糖洗滌、千燥，最后粉碎過(guò)80目， 即得殼聚糖成品。 具體實(shí)施例3:
將新鮮蝦殼洗滌并瀝干后，置于微波爐中，控制溫度為IO(TC，加熱12 分鐘；然后將蝦殼破碎后按料液重量比為1: 12的比例浸入濃度為8X的NaOH 溶液中，再置于微波爐中，控制溫度為10(TC，加熱12分鐘后取出過(guò)濾，將 蝦殼體用清水沖洗至中性并甩干，得到脫蛋白的蝦殼體；然后將其按料液重 量比為l: 12的比例浸入2mol/LHCl溶液中浸泡2 4小時(shí)，再過(guò)濾并甩干， 得到脫鈣的蝦殼體；將上述脫鈣的蝦殼體按料液重量比為1: 12的比例用8 X的NaOH溶液再處理一次，過(guò)濾，用清水沖洗至中性，按料液重量比為l: 12的比例置于lmol/LHCL溶液中，浸泡24小時(shí)后，過(guò)濾，將蝦殼體沖洗 至中性并甩干；將上述蝦殼體在陽(yáng)光下暴曬6—8小時(shí)脫色，得到白色的甲殼 素；將甲殼素按料液混合比為1 : 30的比例加入到濃度為46%的NaOH溶液 中，然后放入微波爐中，加熱20分鐘后取出冷至室溫，再用清水洗至中性， 過(guò)濾并甩干，得殼聚糖粗品；將NaOH溶解于體積百分濃度為75。/。乙醇中，配 置成濃度為23%的NaOH乙醇溶液，然后將殼聚糖粗品按料液重量比為1 : 3 的比例加入到NaOH乙醇溶液中，在連續(xù)攪拌的條件下，控制反應(yīng)溫度為78 "C回流2小時(shí)，然后過(guò)濾、將得到的殼聚糖洗滌、干燥，最后粉碎過(guò)80目， 即得殼聚糖成品。
權(quán)利要求
1.一種利用蝦殼制備高脫乙酰度及高黏度殼聚糖的方法，其特征是在該方法包括以下步驟(1)將新鮮蝦殼洗滌并瀝干后，置于微波爐中，控制溫度為80℃，加熱10-15分鐘；(2)將上述蝦殼破碎成小塊后，按料液重量比為1∶10-15的比例浸入濃度為5-10％的NaOH溶液中，然后置于微波爐中，控制溫度為100℃，加熱10-15分鐘后取出過(guò)濾，將蝦殼體清洗并甩干，得到脫蛋白的蝦殼體；(3)將上述脫蛋白后的蝦殼體按料液重量比為1∶12的比例浸入2mol/LHCl溶液中浸泡24小時(shí)，然后過(guò)濾并甩干，得到脫鈣的蝦殼體；(4)將上述脫鈣的蝦殼體用步驟(2)所述的方法重復(fù)處理一次，然后將蝦殼體按料液重量比為1∶12的比例置于1mol/L HCl溶液中浸泡24小時(shí)，過(guò)濾，將蝦殼體清洗并甩干；(5)將上述蝦殼體放置在陽(yáng)光下暴曬6-8小時(shí)脫色，得到白色片狀的甲殼素；(6)將上述甲殼素料按料液重量比為1∶20-30的比例加入到溶度為45％-50％的NaOH溶液中，然后放入微波爐中，控制溫度100℃，加熱15-20分鐘后取出冷至室溫，過(guò)濾，甩干，再用清水洗至中性，得殼聚糖粗品；(7)將NaOH溶解于乙醇中，配置成濃度為13％-23％的NaOH乙醇溶液，將殼聚糖粗品按料液重量比為1∶2-4的比例加入到NaOH乙醇溶液中，在連續(xù)攪拌的條件下，控制反應(yīng)溫度為78℃回流2-3小時(shí)，然后過(guò)濾、將得到的殼聚糖洗滌、干燥，最后粉碎過(guò)80目，即得殼聚糖成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用蝦殼制備高脫乙酰度及高黏度殼聚糖的方 法，其特征是在步驟(7)中，配制Na0H的乙醇溶液時(shí)，所用乙醇的體積百 分濃度為75—85%。
全文摘要
一種利用蝦殼制備高脫乙酰度及高黏度殼聚糖的方法。包括以下步驟對(duì)原料進(jìn)行微波干燥保鮮處理；在蝦殼體與濃度為5-10％堿溶液的脫蛋白反應(yīng)時(shí)應(yīng)用微波進(jìn)行加熱；在甲殼素與濃度為45％-50％NaOH溶液的脫乙酰反應(yīng)時(shí)，利用微波對(duì)其進(jìn)行加熱。在上述反應(yīng)之后，本發(fā)明將得到的殼聚糖與NaOH的乙醇溶液繼續(xù)進(jìn)行脫乙酰反應(yīng)。本發(fā)明具有用酸、堿量少，反應(yīng)時(shí)間短、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，采用本發(fā)明方法制備的殼聚糖呈白色或淺黃色粉末狀，具有較高黏度和高脫乙酰度，可廣泛應(yīng)用于環(huán)保、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08B37/00GK101200505SQ20071016857
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者雯 劉, 蔡永剛, 黃代勇 申請(qǐng)人:湖北東方天琪生物工程股份有限公司