CN115403682A - 一种甲壳素的制备方法 - Google Patents
一种甲壳素的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115403682A CN115403682A CN202211251959.3A CN202211251959A CN115403682A CN 115403682 A CN115403682 A CN 115403682A CN 202211251959 A CN202211251959 A CN 202211251959A CN 115403682 A CN115403682 A CN 115403682A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- sodium hydroxide
- deacetylation
- decalcification
- chitin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 title claims abstract description 66
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 170
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 claims abstract description 59
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 59
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000002585 base Substances 0.000 claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- VTIIJXUACCWYHX-UHFFFAOYSA-L disodium;carboxylatooxy carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)OOC([O-])=O VTIIJXUACCWYHX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229940045872 sodium percarbonate Drugs 0.000 claims abstract description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 10
- BGRWYDHXPHLNKA-UHFFFAOYSA-N Tetraacetylethylenediamine Chemical compound CC(=O)N(C(C)=O)CCN(C(C)=O)C(C)=O BGRWYDHXPHLNKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 241000238565 lobster Species 0.000 claims description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 12
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 6
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- MBLBDJOUHNCFQT-LXGUWJNJSA-N aldehydo-N-acetyl-D-glucosamine Chemical compound CC(=O)N[C@@H](C=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO MBLBDJOUHNCFQT-LXGUWJNJSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 230000000850 deacetylating effect Effects 0.000 claims 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 23
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract description 23
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 65
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 description 11
- FRPJTGXMTIIFIT-UHFFFAOYSA-N tetraacetylethylenediamine Chemical compound CC(=O)C(N)(C(C)=O)C(N)(C(C)=O)C(C)=O FRPJTGXMTIIFIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 241000238557 Decapoda Species 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 241000238017 Astacoidea Species 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 4
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- GIWUDHUYGNXFOP-UHFFFAOYSA-N calcium;sodium Chemical compound [Na+].[Ca+2] GIWUDHUYGNXFOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 235000004213 low-fat Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000000196 viscometry Methods 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0003—General processes for their isolation or fractionation, e.g. purification or extraction from biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
- C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
- C08B37/0027—2-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
- C08B37/003—Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
本申请提供一种甲壳素的制备方法，属于壳质多糖及其衍生物的制备技术领域。依次进行清洗、超声波脱钙、碱煮、氧化脱色、晒干、脱乙酰基；脱钙液的组成包括氢氧化钠和EDTA，碱煮液的组成包括氢氧化钠和余量水，氧化液的组成包括氢氧化钠、过碳酸钠、TAED和余量水，脱乙酰基液组成包括氢氧化钠和余量水，甲壳素制备的产率、脱乙酰度和相对分子质量较高，脱钙效果好，含钙量低，制得甲壳素颜色纯白。
Description
技术领域
本申请涉及一种甲壳素的制备方法，属于壳质多糖及其衍生物的制备技术领域。
背景技术
龙虾肉是鲜美至极而且它的脂肪含量极低，营养又是相当丰富，是很好的滋补食材，深受人们的喜爱，但餐后约80％的龙虾壳如小龙虾虾头和虾壳等是被当垃圾扔掉，龙虾壳中甲壳素含量占20～25％，而甲壳素被认定为是与蛋白质、维生素同等重要的“人体第六生命要素”，按照上述方式处理，既浪费资源又污染环境。龙虾壳经生化反应产生甲壳素，甲壳素再进行精深加工，能用于生产医药用品、保健食品、化妆品和纺织品等更高“含金量”的产品，但由于甲壳素提取所需原料是一个不小的困扰，目前全国年产甲壳素2.6～3万吨，只有10％来自小龙虾壳，其余都来自海产品，这些壳原料大量依靠从韩国、澳大利亚等国家进口。
现有技术中，利用龙虾壳制备甲壳素的过程中存在两个缺点：
(1)虾壳脱钙工艺主要采用盐酸脱钙法，该工艺容易对甲壳素分子链造成损害，破坏蛋白质结构，生产工艺能耗高，废弃物对环境污染较严重；
(2)龙虾壳制备甲壳素过程不进行脱色，甲壳素产品会呈红色，不利于甲壳素产品的应用。目前工业化甲壳素生产主要采用日光照射法和高锰酸钾法脱色，日光照射法脱色时间长，颜色略呈黄色，高锰酸钾法(如CN 104231113A、CN 105085707A)会残留未反应的高锰酸钾，对周边环境造成重金属污染；用双氧水替代高锰酸钾进行氧化脱色(如CN114044835A)，但氧化工艺不易控制，甲壳素分子链损害严重。
虾壳制备甲壳素过程脱钙和脱色等技术难题一直未得到有效解决，直接影响了龙虾壳制备甲壳素的推广与应用。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种甲壳素的制备方法，不仅可以实现甲壳素产率、相对分子量、脱钙率的提高，还使甲壳素的颜色呈纯白色。
具体地，本申请是通过以下方案实现的：
一种甲壳素的制备方法，以龙虾壳为处理对象，依次进行清洗、超声波脱钙、碱煮、氧化脱色、晒干、脱乙酰基，
所述超声波脱钙工序中，超声频率为20～40KHz，脱钙液的组成包括氢氧化钠(NaOH)和EDTA，氢氧化钠占脱钙液总量的50.0～70.0g/L(优选为50.0～60.0g/L)，EDTA占脱钙液总量的20.0～30.0g/L；脱钙处理作为对龙虾壳处理的第一步，脱钙液配方改变，对成品甲壳素的各项性能参数影响都很明显：不论是单独改变NaOH含量还是单独改变EDTA含量亦或者两者同时改变，所制备的甲壳素产率、脱乙酰度值、相对分子量和白度值都有显著降低。相对而言，氢氧化钠添加量对分子量和脱钙率影响较为显著，EDTA用量的改变对制备出甲壳素含钙量影响较小：当氢氧化钠用量为50g/L及以上时，制备的甲壳素分子量基本接近于18.0×105，而当氢氧化钠用量小于50g/L，制备出的甲壳素含钙量明显偏大。
所述碱煮工序中，碱煮液的组成包括氢氧化钠和水，氢氧化钠占碱煮液总量的60.0～100.0g/L(优选为60-80g/L)；作为对龙虾壳处理的第二步，改变碱煮液配方，对甲壳素含钙量影响相对较弱，但对分子量的影响较为显著：当氢氧化钠用量低时，甲壳素制备的相对分子量较大，但添加量低于60g/L时，产率、脱乙酰度值和白度值都有所降低；当氢氧化钠用量高于100g/L时，脱钙效果减弱，含钙率有所增加，相对分子量、产率、脱乙酰度值和白度值都有一定下降。
所述氧化脱色工序中，氧化液的组成包括氢氧化钠、过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)、TAED和水，氢氧化钠占氧化液总量的40.0～60.0g/L，过碳酸钠占氧化液总量的15.0～30.0g/L(优选为15～25g/L)，TAED占氧化液总量的5～10g/L；作为对龙虾壳处理的第三步，改变氧化液配方，对后续处理步骤都有影响，其中，过碳酸钠用量是配方中对分子量和白度的影响最为显著，对产率、脱钙率和脱乙酰度影响相对较小，配方中其他组分浓度在选定范围时，产率基本都可保持在25％以上，脱钙率低于2％，脱乙酰度可达30％以上；当过碳酸钠用量在25g/L以下时，制备出甲壳素白度大于70，白度较纯，随着过碳酸钠用量增加，当过碳酸钠维持在较高用量时，则制备出甲壳素的相对分子量和白度都有显著降低，分子量基本保持在1×106附近，白度也普遍在35附近；氢氧化钠用量和TAED用量改变，对制备出的甲壳素白度值有所变化，但不显著。
所述脱乙酰基工序中，脱乙酰基液的组成包括氢氧化钠和水，氢氧化钠占脱乙酰基液总量的200～300g/L(优选为200～250g/L)。脱乙酰基液配方中的氢氧化钠用量变化对含钙量和白度值影响不大，但对制备甲壳素的产率、脱乙酰度和相对分子量影响较大，随着氢氧化钠用量的递增，脱乙酰度有显著提升，产率和分子量有所提升；氢氧化钠用量超过300g/L时，产率和相对分子量显著降低，脱乙酰度值则有所降低。
上述方案通过对小龙虾壳进行清洗、超声脱钙、碱煮、氧化脱色、晒干、脱乙酰基，实现对小龙虾的脱钙、脱色，EDTA(乙二胺四乙酸)作为脱钙的主要药剂，在超声环境下发挥螯合作用，实现钙质的脱除；氢氧化钠作为碱煮液和脱乙酰基液的主要药剂，分别控制在不同浓度，实现脱乙酰基的作用；过碳酸钠在氧化液中主要发挥氧化剂的作用，可以采用外观呈白色结晶或结晶性粉末的工业级固体过氧化氢，TAED(四乙酰乙二胺)配合碳酸钠，活化其在处理中的氧化效果；按上述顺序操作，甲壳素制备的产率、脱乙酰度和相对分子质量较高，脱钙效果好，含钙量低，制得甲壳素颜色纯白。
上述过程还可以具体表述如下：
S1：将龙虾壳洗净，于75～85℃下烘干；
S2：在室温的超声波条件下，浸泡脱钙液8～10h，取出洗涤至中性，烘干，龙虾壳与脱钙液的重量浴比为1:40～100；
S3：在碱煮液中煮沸1.0～2.0h，取出水洗至中性，龙虾壳与碱煮液的重量浴比为1:50-80；
S4：投入氧化液中，于55～65℃浸泡1.0～2.0h，龙虾壳与氧化液的重量浴比为1:50-80；
S5：压去水分，摊开晒干；
S6：再投入脱乙酰基液中，于60～65℃保温20-30h，并定时搅拌，龙虾壳与脱乙酰基液的重量浴比为1:50～75。
本发明的优点和有益效果在于：
(1)从整体路线上来讲：
龙虾壳依次进行清洗、超声波脱钙、碱煮、氧化脱色、晒干和脱乙酰基，甲壳素的制备分脱钙、碱煮、氧化脱色和脱乙酰基四个步骤操作，各项成品指标较好，工艺完整且简便，具有可操作性。
(2)从处理效果上来讲：本案采取超声波辅助脱钙，利用超声波在液体中的空穴效应，其处理液扩散渗透性更强，处理效率更高，制备的甲壳素的含钙量更低；氧化采用过碳酸钠为氧化剂，工艺易控制，且生态环保；各类助剂相互配合，不会存在变湿结块现象，操作简便。
采用本申请上述方案，产率＞25％，含钙量(含灰分质量分数)＜2％，脱乙酰度＞30％，相对分子质量＞15×105，白度＞70，产率、脱乙酰度和相对分子质量较高，脱钙效果好，含钙量低，制得甲壳素颜色纯白，有利于龙虾壳资源推广与利用，有很强的实用性，市场前景广阔。
具体实施方式
下述实施例中，各参数检测方法如下：
(1)产率计算
甲壳素的产率按下式计算：
其中，m为甲壳素的重量(g)，w为虾壳的重量(g)。
(2)含钙量测试
含钙量测试采用试样在550℃下灼烧生成的灰分来表征甲壳素试样的含钙量，CaCO3的分解温度为825℃，甲壳素试样的灰分数据可间接表征试样的含钙量。
(3)脱乙酰度测试
用碱量法测定脱乙酰度，按下式计算脱乙酰度(DD)：
C1-盐酸标准溶液的浓度(mol/L)，
C2-氢氧化钠标准溶液的浓度(mol/L)，
V1-盐酸标准溶液的体积(ml)，
V2-氢氧化钠标准溶液的体积(ml)，
G-样品重量(g)，
W-样品的水分(％)。
(4)分子质量测定
用粘度法测定分子质量，以含0.2mol/L HAc和0.1mol/L NaC1，4mol/L CO(NH2)2的溶液为溶剂，壳聚糖初始浓度为0.1g/100ml，在25℃恒温下进行测定，按下式计算壳聚糖的粘均分子质量M：
(5)白度测试方法
用色彩色差计测定干燥后所得的甲壳素样品的白度(WH).以标准白板为基准(a＝0.03，b＝0.01，L＝91.23)，其中：L表示亮度，L值越大亮度越大；a表示有色物质的红绿偏向，正值越大偏向红色的程度越大，负值越大偏向绿色的程度越大；b表示有色物质的黄蓝偏向，正值越大偏向黄色的程度越大，负值越大偏向蓝色的程度越大，甲壳素样品的白度根据亨特白度公式：
实施例1
本实施例中，主要处理试剂设置如下：
(1)脱钙液组成：氢氧化钠占脱钙液总量的50.0g/L，EDTA占脱钙液总量的20.0g/L，余量为水。
(2)碱煮液组成：氢氧化钠占碱煮液总量的60.0g/L，余量为水。
(3)氧化液组成：氢氧化钠占氧化液总量的40.0g/L，过碳酸钠占氧化液总量的15.0g/L，TAED占氧化液总量的5g/L，余量为水。
(4)脱乙酰基液组成：氢氧化钠占脱乙酰基液总量的200g/L，余量为水。
从龙虾壳中制备壳聚糖的过程如下：
S1：取收集的龙虾壳(虾头、虾壳)，将龙虾壳洗净，去除残余虾肉虾黄等，于85℃烘干；
S2：在超声波频率为20KHz、室温条件下，浸泡脱钙液8h，龙虾壳与脱钙液的重量浴比为1:50，取出洗涤至中性，烘干；
S3：在碱煮液中煮沸1.0h，龙虾壳与碱煮液的重量浴比为1:50，取出水洗至中性；
S4：投入氧化液60℃浸泡1.0h，龙虾壳与氧化液的重量浴比为1:50；
S5：压去水分，摊开晒干；
S6：再投入脱乙酰基液中，龙虾壳与脱乙酰基液的重量浴比为1:50，60℃保温24h，保温期间定时搅拌。
经过检测各项指标分别为：产率为27.85％，含钙量(含灰分质量分数)为1.58％，脱乙酰度为33.31％，相对分子质量为18.9×105，白度73.65。
实施例2
本实施例中，主要处理试剂设置如下：
(1)脱钙液组成：氢氧化钠占脱钙液总量的60.0g/L，EDTA占脱钙液总量的25.0g/L，余量为水。
(2)碱煮液组成：氢氧化钠占碱煮液总量的80.0g/L，余量为水。
(3)氧化液组成：氢氧化钠占碱煮总量的50.0g/L，过碳酸钠占氧化液总量的20.0g/L，TAED占氧化液总量的7.5g/L，余量为水。
(4)脱乙酰基液组成：氢氧化钠占脱乙酰基液总量的250g/L，余量为水。
从龙虾壳中制备壳聚糖的过程如下：
S1：将龙虾壳洗净，85℃下烘干；
S2：在超声波频率为25KHz、室温条件下，浸泡脱钙液9h，龙虾壳与脱钙液的重量浴比为1:50，取出洗涤至中性，烘干；
S3：在碱煮液中煮沸1.5h，龙虾壳与碱煮液的重量浴比为1:50，取出水洗至中性；
S4：投入氧化液60℃浸泡1.5h，龙虾壳与氧化液的重量浴比为1:50；
S5：压去水分，摊开晒干；
S6：再投入脱乙酰基液中，龙虾壳与脱乙酰基液的重量浴比为1:50，60℃保温24h，保温期间定时搅拌。
经过检测各项指标分别为：产率为28.25％，含钙量(含灰分质量分数)为1.69％，脱乙酰度为33.67％，相对分子质量为18.2×105，白度73.13。
实施例3
本实施例中，处理试剂设置如下：
(1)脱钙液组成：氢氧化钠占脱钙液总量的70.0g/L，EDTA占脱钙液总量的30.0g/L，余量为水。
(2)碱煮液组成：氢氧化钠占碱煮总量的100.0g/L，余量为水。
(3)氧化液组成：氢氧化钠占碱煮总量的60.0g/L，过碳酸钠占氧化液总量的25.0g/L，TAED占氧化液总量的10g/L，余量为水。
(4)脱乙酰基液组成：氢氧化钠占脱乙酰基液总量的300g/L，余量为水。
从龙虾壳中制备壳聚糖的过程如下：
S1：将虾壳洗净，85℃下烘干；
S2：在超声波频率为40KHz、室温条件下，浸泡脱钙液10h，龙虾壳与脱钙液的重量浴比为1:50，取出洗涤至中性，烘干；
S3：在碱煮液中煮沸2.0h，龙虾壳与碱煮液的重量浴比为1:50，取出水洗至中性；
S4：投入氧化液60℃浸泡2.0h，龙虾壳与氧化液的重量浴比为1:50；
S5：压去水分，摊开晒干；
S6：再投入脱乙酰基液中，龙虾壳与脱乙酰基液的重量浴比为1:50，60℃保温24h，保温期间定时搅拌。
经过检测各项指标分别为：产率为27.01％，含钙量(含灰分质量分数)为1.98％，脱乙酰度为30.53％，相对分子质量为15.7×105，白度70.43。
上述实施例1-3中，将虾壳于相同条件下烘干后，取等量并控制浴比不变，分别于不同的工艺参数下进行处理完毕并晒干后，在相同脱乙酰基条件下获得成品，结果表明：在选定参数(包括处理试剂的配比和处理温度时间等工艺条件)区间内，产率基本可以保持在27％以上，脱乙酰度保持在30％以上，分子量在18×105附近，白度保持在70以上，而随着处理试剂浓度的提升，甲壳素含钙率逐渐提高，相对分子量和白度递减。基于甲壳素使用中脱钙与脱色为较为核心的参数，结合含钙率、白度等参数来看，实施例1的方案为最佳方案。
平行例1
本案例与实施例1的设置相同，区别在于：脱钙液采用表1所示组成。
表1：脱钙液构成对制备的影响
结合实施例1，并对照表1中的序号1-1至1-6可以看出：氢氧化钠、EDTA用量未在选定范围时，相对分子量和白度普遍较低，特别是白度，基本都在70以下；氢氧化钠用量为50g/L时，制备的甲壳素含钙量基本接近于1.5％，而当氢氧化钠用量小于50g/L(见序号1-3、1-5)时，制备出的甲壳素含钙量大于5％，含钙量明显偏大，脱钙效果不佳。
平行例2
本案例与实施例1的设置相同，区别在于：碱煮液采用表2所示组成。
表2：碱煮液构成对制备的影响
结合实施例1，并对照表2中的序号2-1与2-2可以看出：当氢氧化钠用量低于60g/L时，甲壳素制备的相对分子量可以达到18.7×105，但产率、脱乙酰度值和白度值都有所降低，特别是白度，依旧低于70；当氢氧化钠用量高于100g/L时(如150g/L)，相对分子量会显著降低至12.7×105。
平行例3
本对比例与实施例1的设置相同，区别在于：氧化液采用表3组成。
表3：氧化液构成对制备的影响
比较实施例1和表3的序号3-1至3-12，结果表明：制备出甲壳素白度随着过碳酸钠用量增加而提高，当过碳酸钠用量达到15g/L时，白度达到65，白度也普遍在65附近；当过碳酸钠用量为30g/L，制备出甲壳素白度大于70，白度较纯，但由于用量大，过度氧化引起制备出甲壳素相对分子量明显降低。
平行例4
本案例与实施例1的设置相同，区别在于，脱乙酰基液如表4所示。
表4：脱乙酰基液构成对制备的影响
结合实施例1与表4中的序号4-1与4-2：相同条件下，脱乙酰基液配方中的氢氧化钠用量低于200g/L时，相对分子量依旧在17.6×105附近的较高水平，而当氢氧化钠用量高于400g/L时，产率降低至22.53％，相对分子量降低至13.3×105附近，脱乙酰度值保持在32.74％的较高水平，相对实施例1有所降低。
同时，申请人还就本案与现有技术进行比对，具体如表5所示。
表5：本案与现有技术的比对结果
采用本申请上述方案，产率＞25％，含钙量(含灰分质量分数)＜2％，脱乙酰度＞30％，相对分子质量＞15×105，白度＞70；整个加工流程简便、低排放、环保。
Claims (7)
1.一种甲壳素的制备方法，其特征在于：以龙虾壳为处理对象，依次进行清洗、超声波脱钙、碱煮、氧化脱色、晒干、脱乙酰基，
所述超声波脱钙工序中，超声频率为20～40 KHz，脱钙液的组成包括氢氧化钠和EDTA，氢氧化钠占脱钙液总量的50.0～70.0 g/L，EDTA占脱钙液总量的20.0～30.0 g/L；
所述碱煮工序中，碱煮液的组成包括氢氧化钠和水，氢氧化钠占碱煮液总量的60.0～100.0 g/L；
所述氧化脱色工序中，氧化液的组成包括氢氧化钠、过碳酸钠、TAED和水，氢氧化钠占氧化液总量的40.0～60.0 g/L，过碳酸钠占氧化液总量的15.0～30.0 g/L，TAED占氧化液总量的5～10 g/L；
所述脱乙酰基工序中，脱乙酰基液的组成包括氢氧化钠和水，氢氧化钠占脱乙酰基液总量的200～300 g/L。
2. 根据权利要求1所述的一种甲壳素的制备方法，其特征在于：所述超声波脱钙工序中，氢氧化钠占脱钙液总量的50.0～60.0 g/L。
3. 根据权利要求1所述的一种甲壳素的制备方法，其特征在于：所述碱煮工序中，氢氧化钠占碱煮液总量的60~80 g/L。
4. 根据权利要求1所述的一种甲壳素的制备方法，其特征在于：所述氧化脱色工序中，过碳酸钠占氧化液总量的15.0～25.0 g/L。
5. 根据权利要求1所述的一种甲壳素的制备方法，其特征在于：所述脱乙酰基工序中，氢氧化钠占脱乙酰基液总量的200～250 g/L。
6.根据权利要求1~5任一项所述的一种甲壳素的制备方法，其特征在于：
S1：将龙虾壳洗净，于75~85 ℃下烘干；
S2：在室温的超声波条件下，浸泡脱钙液8～10 h，取出洗涤至中性，烘干，龙虾壳与脱钙液的重量浴比为1:40~100；
S3：在碱煮液中煮沸1.0～2.0 h，取出水洗至中性，龙虾壳与碱煮液的重量浴比为1:50-80；
S4：投入氧化液中，于55~65 ℃浸泡1.0～2.0 h，龙虾壳与氧化液的重量浴比为1: 50~80；
S5：压去水分，摊开晒干；
S6：再投入脱乙酰基液中，于60~65 ℃保温20~30 h，并定时搅拌，龙虾壳与脱乙酰基液的重量浴比为1: 50~75。
7.根据权利要求1~5任一项所述的一种甲壳素的制备方法，其特征在于，
S1：将虾壳洗净，85 ℃下烘干；
S2：在室温的超声波条件下，浸泡脱钙液8~10 h，取出洗涤至中性，烘干，所述龙虾壳与脱钙液的重量浴比为1:50；
S3：在碱煮液中煮沸1.5 h，取出水洗至中性，所述龙虾壳与碱煮液的重量浴比为1:50；
S4：投入氧化液浸泡2 h，所述龙虾壳与氧化液的重量浴比为1:50；
S5：压去水分，摊开晒干；
S6：再投入脱乙酰基液中，60～65 ℃，定时搅拌，保温24 h，所述龙虾壳与脱乙酰基液的重量浴比为1:50。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211251959.3A CN115403682A (zh) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | 一种甲壳素的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211251959.3A CN115403682A (zh) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | 一种甲壳素的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115403682A true CN115403682A (zh) | 2022-11-29 |
Family
ID=84167253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211251959.3A Pending CN115403682A (zh) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | 一种甲壳素的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115403682A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01287102A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | 抵分子量キトサンの製造方法 |
| US4931551A (en) * | 1988-07-05 | 1990-06-05 | University Of Delaware | Dispersions of chitin and product therefrom |
| US20090197789A1 (en) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Anju Deepali Massey Brooker | Acetylation of chitosan |
| CN104262507A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-01-07 | 江苏财经职业技术学院 | 一种超声波协同cda酶制备龙虾壳壳聚糖的方法 |
-
2022
- 2022-10-13 CN CN202211251959.3A patent/CN115403682A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01287102A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | 抵分子量キトサンの製造方法 |
| US4931551A (en) * | 1988-07-05 | 1990-06-05 | University Of Delaware | Dispersions of chitin and product therefrom |
| US20090197789A1 (en) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Anju Deepali Massey Brooker | Acetylation of chitosan |
| CN104262507A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-01-07 | 江苏财经职业技术学院 | 一种超声波协同cda酶制备龙虾壳壳聚糖的方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 吴常文等编著: "《梭子蟹渔业技术》", vol. 1, 31 March 1996, 上海科学技术出版社, pages: 161 * |
| 张龙等主编: "《绿色化学》", vol. 2, 31 August 2014, 华中科技大学出版社, pages: 279 * |
| 李群根等: ""棉针织物的过碳酸钠漂白"", 《印染》, no. 16, pages 13 - 15 * |
| 窦勇等: ""超声波辅助EDTA法提取淡水小龙虾壳中甲壳素的工艺研究"", 《广东农业科学》, no. 22, pages 87 - 91 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101413226B (zh) | 以豆皮为原料的可食性食品包装纸的生产方法 | |
| CN106146687B (zh) | 一种提取柑橘皮渣中果胶的方法 | |
| CN102942990B (zh) | 一种炒籽菜籽油生产工艺 | |
| CN102942989B (zh) | 一种菜籽油生产工艺 | |
| CN101942036A (zh) | 超声波辅助从菠萝皮中提取果胶的方法 | |
| CN104855833A (zh) | 一种营养强化米的加工方法 | |
| CN110396138A (zh) | 一种褐藻多糖脱色脱蛋白的方法 | |
| CN101297708B (zh) | 一种从粗鱼油中制备高纯度食用鱼油的方法 | |
| CN101974590A (zh) | 一种大米肽的提取方法 | |
| CN1431231A (zh) | 一种从木质纤维材料中提取木聚糖的方法 | |
| CN103005626A (zh) | 无籽刺梨去皮剂及其使用方法 | |
| CN107594552A (zh) | 一种核桃一体化加工装置 | |
| CN101019666B (zh) | 龙须菜及其加工方法和应用 | |
| CN115403682A (zh) | 一种甲壳素的制备方法 | |
| CN103734640B (zh) | 一种黑蒜浓缩液的制备方法 | |
| CN102771712B (zh) | 一种大米粉丝的加工方法 | |
| CN101519370A (zh) | 一种二硫氰基甲烷的生产方法 | |
| KR20150011594A (ko) | 쌀 조청의 제조방법 | |
| CN208387813U (zh) | 一种核桃一体化加工装置 | |
| CN107319508A (zh) | 一种不含添加剂的草木灰碱水及其制备方法与应用 | |
| CN103923226A (zh) | 一种用于果胶制备的原料预处理方法 | |
| CN103892286B (zh) | 一种杏果纤维及其制备方法 | |
| CN102617755A (zh) | 一种用虾壳或虾壳加工残渣制备壳聚糖的简易工艺 | |
| CN102205230A (zh) | 一种用于油脂脱色的活性白土的加工方法 | |
| CN106883315A (zh) | 一种从猕猴桃皮渣中提取果胶的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |