RU2067588C1 - Способ получения хитозана - Google Patents
Способ получения хитозана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2067588C1 RU2067588C1 SU5002906A RU2067588C1 RU 2067588 C1 RU2067588 C1 RU 2067588C1 SU 5002906 A SU5002906 A SU 5002906A RU 2067588 C1 RU2067588 C1 RU 2067588C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chitin
- shells
- deacetylation
- hours
- treated
- Prior art date
Links
Landscapes
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Использование: в сельском хозяйстве, медицине, текстильной, бумажной и пищевой промышленности. Сущность изобретения: хитин кутикулярных оболочек насекомых измельчают до частиц 0,2-0,3 мм, обрабатывают 40%-ным раствором едкой щелочи при 100-110oС, жидкостном модуле 1:20, 3-3,5 часа, при одновременном воздействии ультразвуком с частотой 15-35 кГц.
Description
Изобретение относится к области химии природных соединений и биотехнологии и может быть использовано в медицине, текстильной, бумажной и пищевой промышленности.
Хитозан является деацетилированным производным природного полисахарида хитина (поли-N-ацетил-D-глюкозамин) (C6H12O5N)n.
Широкое применение хитозана связано с его уникальными сорбционными свойствами. Сырьем для получения хитозана является хитин, получаемый в основном из панцирей ракообразных. В принципе в качестве сырья может использован хитин из клеточных стенок бактерий, грибов, а также хитинового покрова насекомых.
Хитин, получаемый из разных видов сырья, несколько отличается: так, например, вследствие того, что панцири ракообразных сильно минерализованы, получаемый после деминерализации хитин имеет рыхлую, губчатую структуру, в то время как структура хитина из наружного скелета насекомых, не имеющего минеральных солей, отличается плотной упаковкой. При обработке химическими веществами такая структура препятствует проникновению реагентов вглубь частиц хитина.
Известен способ получения хитозана, заключающийся в деацетилировании хитина, полученного из ракообразных, при обработке 40-60% растворами NaOH и KOH при температуре 80-150oС в течение 1-16 час при ограниченном доступе воздуха, либо в атмосфере инертных газов /1/.
Однако при использовании другого сырья кутикулярных оболочек личинок насекомых (Musca domestica и Bombyx mori) этот способ оказался недостаточно эффективным: так при обработке хитина 40% раствором КОН при 120oС в течение 3 часов лишь 5% обрабатываемого материала становится растворимым в 1% уксусной кислоте.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения хитозана путем деацетилирования хитина панцирей ракообразных 5-10-кратным избытком 40-50% -ных растворов едкой щелочи при 120-180oС, в инертной атмосфере, в течение 0,5-16 часов /2/.
Задачей изобретения явилось создание технологичного способа получения хитозана из хитина насекомых.
Эта задача решена способом получения хитозана, включающем обработку хитина 40%-ным раствором едкой щелочи при повышенной температуре, в котором используют хитин из кутикулярных оболочек насекомых, измельченных до частиц с размером 0,2-0,3 мм, а обработку проводят при 100-110oС, жидкостном модуле 1: 20, в течение 3-3,5 часов при одновременном воздействии на реакционную смесь ультразвуком с частотой 15-35 кГц.
Хитин кутикул мух, в отличие от хитина ракообразных, не содержит кальциевых солей. При сравнении прохождения процесса деацетилирования хитина ракообразных и насекомых имеются следующие различия: деацетилирование хитина ракообразных (после удаления Са обработкой кислотами) с успехом проходит по всей толщине частиц, и в результате получаемый хитозан имеет довольно однородный молекулярный вес. Процесс деацетилирования хитина из личинок насекомых проходит существенно медленнее. При длительной обработке хитина насекомых его частицы уменьшаются в размере, растворяясь в щелочи, но при этом внутренние слои деацетилируются неполно. Это подтверждается при сравнении поверхности срезов деминерализованного и депротеинизованного хитина ракообразных и депротеинизованного хитина кутикулярных оболочек мух в сканирующем электронном микроскопе. Хитин ракообразных имеет губчатую структуру, в то время как хитин личинок мух имеет довольно гладкий рельеф поверхности среза. Хитин в кутикуле мух упакован очень плотно. Для облегчения проникновения щелочи во внутренние слои хитина насекомых необходимо: во-первых, измельчение, максимальное увеличение его поверхности, и во-вторых, обработка ультразвуком всего объема реакционной смеси; все это необходимо для того, чтобы создать условия непрерывного поступления непрореагировавшей щелочи во внутренние слои частиц хитина насекомых.
Выполнение этих условий, т. е. измельчение хитина кутикулярных оболочек личинок до частиц с предельным размером 0,2-0,3 мм и обработка реакционной смеси ультразвуком 15-35 кГц, существенно ускоряет процесс деацетилирования, уменьшает потери улучшает качество продукта, т. к. процесс протекает при относительно низких температурах (100-110oС). Хитин кутикулярных оболочек личинок, измельченный до указанных размеров, после обработки 40% раствором КОН (100-110oС), сопровождаемой обработкой ультразвуком 15-35 кГц в течение 3-3,5 часов, после отмывания водой и высушивания полностью растворим в 1% уксусной кислоте. Степень его деацетилирования, определенная методом инфракрасной спектроскопии, 80-85% Молекулярный вес около 900 килодальтон.
Основные отличия хитина кутикул личинок мух и хитина ракообразных состоят в следующем: 1) хитин кутикул личинок мух в отличие от хитина ракообразных не содержит кальциевых солей. Это позволяет опустить один из основных технологических этапов деацетилирования хитина, связанный с его деминерализацией, что является важным преимуществом нашей технологии получения хитозана; 2) хитин кутикул личинок мух в отличие от хитина ракообразных не содержит фторсодержащих соединений, что существенно повысит срок эксплуатации оборудования, применяемого в процессе его очистки и деацетилирования, т. к. в процессе кислотной обработки панцирей ракообразных высвобождаются летучие фтористые соединения, сильно коррозирующие аппаратуру.
Предложенный способ позволяет использовать в качестве хитиносодержащего сырья личинки синантропных мух, которые являются продуктом нового технологического процесса безотходной переработки навоза. Хитин личинок насекомых отличается по природе от хитина ракообразных и является уникальным сам по себе в сравнении с известными источниками хитина.
Характеристика исходного сырья хитина насекомых в литературе не описана в отличие от хитина ракообразных, которому посвящены многочисленные статьи в научно-технической литературе и большое число патентов.
Способ осуществляется следующим образом. Хитин кутикулярных оболочек насекомых измельчают до размера частиц 0,2-0,3 мм, затем обрабатывают 40% раствором КОН при 100-110oС и одновременно всю реакционную смесь подвергают обработке ультразвуком с частотой 15-35 кГц в течение 3-3,5 часов. Полученный продукт отмывают водой до рН 7,0, осаждают центрифугированием и высушивают. При таком режиме обработки весь осадок полностью растворяется в 1% уксусной кислоте, степень его деацетилирования, определенная методом инфракрасной спектроскопии, равна 70% и выше. Способ иллюстрируется примерами.
Пример 1. 3 г депротеинизированного хитина из кутикулярных оболочек личинок мухи (Musca domestica) измельчают до размера частиц 0,2-0,3 мм, обрабатывают в 60 мл 40% раствора КОН при 100oС в течение 3 часов, одновременно обрабатывают весь объем реакционной смеси ультразвуком с частотой 15 кГц в режиме кавитации. По окончании процедуры оставшийся продукт отмывают 25 объемами воды (1,5 л) до рН 7,0, осаждают его центрифугированием. Вес высушенного остатка 2,67 г. Степень деацетилирования выше 70% Вязкость - 800 Ср. Молекулярная масса 900 кДа. За 24 часа 100 мг продукта полностью растворяется в 10 мл 1% раствора уксусной кислоты.
Пример 2. 3 г хитина из кутикулярных оболочек куколок тутового шелкопряда (Bombyx mori), размельченного до размера частиц 0,2-0,3 мм, обрабатывают в 60 мл 40% раствора КОН при 110oС в течение 3 часов. Одновременно обрабатывают весь объем реакционной смеси ультразвуком с частотой 15 кГц в режиме кавитации. По окончании процедуры оставшийся продукт отмывают водой (1,5 л) до рН 7,0, затем осаждают центрифугированием, высушивают. Вес высушенного осадка 2,59 г. Степень деацетилирования 70% и выше. Вязкость 600 Ср. Молекулярная масса до 900 кДа. За 24 часа 100 мг продукта полностью растворяется в 10 мл 1% раствора уксусной кислоты.
Пример 3. 3 г депротеинизированного хитина из кутикулярых оболочек личинок (Musca domestica), размельченного до размера частиц 0,2-0,3 мм, обрабатывают в 60 мл 40% раствора КОН при 110oС в течение 3,5 часов. Одновременно весь объем реакционной смеси обрабатывают ультразвуком с частотой 35 кГц в режиме кавитации. Затем оставшийся продукт отмывают водой (1,5 л) до рН 7,0, осаждают центрифугированием, высушивают. Вес высушенного осадка 2,63 г, степень деацетилирования 85% вязкость 600 Ср, молекулярная масса 800 кДа.
Claims (1)
- Способ получения хитозана, включающий обработку хитина 40%-ным раствором едкой щелочи при повышенной температуре, отличающийся тем, что используют хитин из кутикулярных оболочек насекомых, измельченный до частиц с размером 0,2 0,3 мм, а обработку проводят при 100 110oС, жидкостном модуле 1 20, в течение 3,0 3,5 ч при одновременном воздействии на реакционную смесь ультразвуком с частотой 15 35 кГц.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002906 RU2067588C1 (ru) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Способ получения хитозана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002906 RU2067588C1 (ru) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Способ получения хитозана |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2067588C1 true RU2067588C1 (ru) | 1996-10-10 |
Family
ID=21585549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5002906 RU2067588C1 (ru) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Способ получения хитозана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2067588C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999064470A3 (en) * | 1998-06-10 | 2000-02-03 | Bioeffect As | An integrated plant for producing chitosan |
CN102276758A (zh) * | 2011-08-10 | 2011-12-14 | 绵阳师范学院 | 一种昆虫类中药药渣的综合利用方法 |
CN103204956A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-17 | 天津天狮生物发展有限公司 | 一种几丁聚糖的制备方法 |
RU2539933C2 (ru) * | 2012-03-30 | 2015-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный университет" | Способ получения хитозана |
RU2615636C1 (ru) * | 2016-03-21 | 2017-04-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Способ получения хитозана |
WO2019115969A1 (fr) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Ynsect | Chitine et procédé d'obtention de chitine et/ou chitosan par voie chimique |
WO2019115970A1 (fr) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Ynsect | Chitine et procédé d'obtention de chitine et/ou chitosan par voie enzymo-chimique |
-
1991
- 1991-09-17 RU SU5002906 patent/RU2067588C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 2040879, кл. 260-211, опубл. 1958. Патент США N 3155575, кл. 167-55, опубл. 1976. * |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999064470A3 (en) * | 1998-06-10 | 2000-02-03 | Bioeffect As | An integrated plant for producing chitosan |
CN102276758A (zh) * | 2011-08-10 | 2011-12-14 | 绵阳师范学院 | 一种昆虫类中药药渣的综合利用方法 |
CN102276758B (zh) * | 2011-08-10 | 2013-07-03 | 绵阳师范学院 | 一种昆虫类中药药渣的综合利用方法 |
RU2539933C2 (ru) * | 2012-03-30 | 2015-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный университет" | Способ получения хитозана |
CN103204956A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-17 | 天津天狮生物发展有限公司 | 一种几丁聚糖的制备方法 |
CN103204956B (zh) * | 2013-04-11 | 2016-09-07 | 天津天狮生物发展有限公司 | 一种几丁聚糖的制备方法 |
RU2615636C1 (ru) * | 2016-03-21 | 2017-04-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Способ получения хитозана |
WO2019115969A1 (fr) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Ynsect | Chitine et procédé d'obtention de chitine et/ou chitosan par voie chimique |
WO2019115970A1 (fr) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Ynsect | Chitine et procédé d'obtention de chitine et/ou chitosan par voie enzymo-chimique |
FR3075204A1 (fr) * | 2017-12-15 | 2019-06-21 | Ynsect | Chitine et procede d'obtention de chitine et/ou chitosan par voie chimique |
CN111683973A (zh) * | 2017-12-15 | 2020-09-18 | 昆虫公司 | 甲壳质和用于化学获得甲壳质和/或脱乙酰壳多糖的方法 |
US11673973B2 (en) | 2017-12-15 | 2023-06-13 | Ynsect | Chitin and method for chemically obtaining chitin and/or chitosan |
CN111683973B (zh) * | 2017-12-15 | 2023-08-29 | 昆虫公司 | 甲壳质和用于化学获得甲壳质和/或脱乙酰壳多糖的方法 |
US11958918B2 (en) | 2017-12-15 | 2024-04-16 | Ynsect | Chitin and process for producing chitin and/or chitosan by the enzymatic and chemical pathway |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pakizeh et al. | Chemical extraction and modification of chitin and chitosan from shrimp shells | |
US9149064B2 (en) | Method of producing nanofibrillar cellulose with high absorptivity to fat and cholate | |
Nessa et al. | A process for the preparation of chitin and chitosan from prawn shell waste | |
Gadgey et al. | Studies on extraction methods of chitin from crab shell and investigation of its mechanical properties | |
Brück et al. | Chitin and chitosan from marine organisms | |
EP2274337B1 (en) | Chitosan manufacturing process | |
RU2067588C1 (ru) | Способ получения хитозана | |
CN111328803B (zh) | 一种苏云金芽胞杆菌菌体微胶囊及其制备方法与应用 | |
JP3079115B2 (ja) | 水溶性アラビノキシランの調製法 | |
Wu et al. | High-strength nanostructured films based on well-preserved α-chitin nanofibrils disintegrated from insect cuticles | |
CN1592756A (zh) | 脱乙酰壳多糖制备方法 | |
CN112523007A (zh) | 一种温和法制备高强度透明甲壳素纳米纤维明胶复合膜的方法 | |
Draczynski | Honeybee corpses as an available source of chitin | |
RU2615636C1 (ru) | Способ получения хитозана | |
CN1094944C (zh) | 一种壳聚糖的制备方法 | |
CN1654670A (zh) | 一种硫酸软骨素的制备方法 | |
US11725083B2 (en) | Method for forming chitin film | |
CN108822309B (zh) | 一种具有缓释性能的纳米纤维/微乳液复合水凝胶的制备方法 | |
US20150167039A1 (en) | Method for chitosan production | |
KR0141083B1 (ko) | 미세 키틴 및 미세 키토산의 제조방법 | |
Tretenichenko et al. | Preparation and properties of chitin and chitosan from a hydroid polyp | |
RU2117673C1 (ru) | Способ получения хитозана | |
Muryeti et al. | Termiticidal activity of chitosan on paper | |
JP2005029770A (ja) | 植物性キトサンの製造法 | |
WO2012051733A1 (fr) | Procede et dispositif pour l'obtention et le traitement de fibres végétales |