甲壳素提取方法
甲壳素的提取技术
甲壳素的提取方法高相对分子质量甲壳素、壳聚糖的制备方法及综合利用本发明属于一种高相对分子质量甲壳素、壳聚糖的制备方法及综合利用。
该制备方法采用EDTA代替现有技术采用HCl进行脱钙,对甲壳素的分子链无损害,脱钙彻底,在脱钙这一步,可保持甲壳素天然状态的分子量大小。
因对甲壳素的分子链无损害,因此可提高产量达10%以上。
另外,在整个生产过程中产生的副产品及废弃物均进行了回收、转化和处理,既能降低成本,提高经济效益,同时有利于环保。
甲壳素纳米硒及其制备方法一种甲壳素纳米硒是由甲壳素和红色纳米硒组成复合物。
该复合物由甲壳素(包括壳聚糖,水溶性壳聚糖和壳寡糖)同硒化合物反应制备的。
甲壳素纳米硒经红外光谱仪、紫外光谱仪、质谱仪透射电镜等对其结构、组成及性质的多方面比较研究表明,红色纳米硒被甲壳素吸附包裹成稳定的粒子,微观结构呈球状或分形结构。
甲壳素的结构、性质没有变化。
甲壳素纳米硒兼有纳米硒和甲壳素的免疫调节、养颜抗衰、预防癌症及心血管疾病等功效,在医药、保健、食品等领域有广泛的应用前景。
其制备方法简单易行,常温常压,操用控制方便,适宜工业化生产。
一种用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质和甲壳素及用甲壳素制备壳聚糖的方法一种用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质和甲壳素及用甲壳素制备壳聚糖的方法,属于生物技术酶解蝇蛆蛋白质技术领域。
解决了用酶水解法从蝇蛆中提取蛋白质和回收甲壳素,将蝇蛆水解蛋白脱腥增香,用甲壳素制备壳聚糖的工艺技术。
主要技术特点是采用酶水解法来提取水解蛋白,用美拉德反应来去除腥味和后修饰增香,经酶解和筛选去除了蝇蛆皮中的黄色物和黑点,对酶解反应、美拉德反应、脱蛋白、脱钙、脱乙酰化均给出了优化的工艺条件。
产品蛋白质和壳聚糖质量均达到食品级标准,可应用于食品、保健品、药品、化妆品等技术含量要求高的行业。
氢氧化钠/尿素水体系制备甲壳素/纤维素共混材料的方法本发明公开了一种氢氧化钠/尿素水体系制备甲壳素和纤维素共混材料的方法:以NaOH/尿素水溶液为溶剂将甲壳素和纤维素的不同配比共混后进行刮膜或喷丝,再在氯化钙水溶液中凝固,并在盐酸或硫酸水溶液中再生得到上述共混材料。
微生物发酵法提取甲壳素的国内外进展
· 40 ·甲壳素(Chitin)是自然界中唯一带正电荷的天然高分子聚合物,学名为(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖(C 8H 13NO 5)n。
它的来源极为广泛,主要存在于甲壳动物外壳、软体动物内骨骼、昆虫表皮、菌类及藻类等微生物的细胞壁中。
每年地球上的生物合成量约为100亿t,是产量仅次于纤维素的第二大可再生资源,也是除蛋白质外数量最大的含氮天然有机高分子。
甲壳素收稿日期:2011-08-11 *通讯作者作者简介:程倩(1986—),女,湖北天门人,博士研究生,研究方向为食品科学。
性能独特、组织相容性良好、可生物降解,其开发应用已涉及工业、农业、国防、化工、环保、食品、医药、保健、美容、纺织等诸多领域。
目前,工业上用来生产甲壳素的主要原料是水产加工厂废弃的虾壳和蟹壳,其甲壳素的含量一般在15%~40%,蛋白质含量为20%~40%,碳酸钙含量为20%~50%。
制备甲壳素的方法主要包括脱盐、脱蛋白、脱色等3个步骤,即采用稀盐酸程 倩1,吴 薇2,籍保平1*(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083;2.中国农业大学工学院,北京 100083)摘要:甲壳素是含氮天然有机高分子,具有优良的生物活性、安全性和降解性,在农业、化工、环保、食品、医药等行业有着巨大的应用前景。
甲壳素制备方法主要有传统的酸碱法以及新兴的微生物发酵法。
对微生物发酵法提取甲壳素的国内外研究进行综述,并探讨了微生物发酵的问题及今后的研究方向。
关键词:甲壳素;发酵;提取;进展中图分类号:TS 201.3 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2012)03-0040-04Progress on the extraction of chitin by microbial fermentationCHENG Qian 1, WU Wei 2, JI bao-ping 1*(1.College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing100083; 2. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083 )Abstract: Chitin is a nitrogen-containing natural organic polymer, possesses excellent biological activity, safety and degradability, and has a great prospect in agriculture, chemical industry, environmental protection, food, pharmaceutical and other industries. The traditional acid-base method and the emerging microbial fermentation are two main methods for chitin preparation. In this paper, the advance of the extraction of chitin by microbial fermentation at home and abroad was illuminated. At last, the method of fermentation was also discussed.Key words: chitin; fermentation; extraction; progress微生物发酵法提取甲壳素的国内外研究进展· 41·FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY2012年 第37卷 第3期浸泡脱去碳酸钙,稀氢氧化钠或氢氧化钾溶液进行碱煮脱去蛋白质和脂类物质,高锰酸钾或过氧化氢溶液漂白。
第五节甲壳素和壳聚糖
壳聚糖: 葡萄糖胺为基本单位, 脱乙酰度由60%~100%不等。 脱乙酰度55-70%(低脱乙酰度壳聚糖),
70-85%(中~),85-95%(高~) 95-100%(超高~),不能达到100%
分子量10-50万
略带珍珠般的光泽
不溶于水、乙醇、酮和碱溶液,可溶于大多数稀酸 (如醋酸、环烷酸和苯 甲酸) 。在pH低于6.5时,可得到黏稠的溶液。
u 应用 手术线,人工透析膜,非纺造织物,纺织原料
6. 甲壳素和壳聚糖的应用
u 生物医用材料 相关性能:
(1) 抑菌抗感染 壳聚糖形成质子化铵盐,吸附带负电的细胞壁,改变细胞膜的选择透过性, 扰乱了细菌正常的新陈代谢,导致细胞质壁分离,抑菌杀菌。 (2) 抗病毒和抑制肿瘤 促进巨噬细胞活性,影响非杀伤性细胞(NK)活性IL22的分泌,提高机体的 非特异性免疫功能 (3) 降脂和防治动脉硬化 (4)止血作用 壳聚糖被质子化,可和许多带负电生物大分子如黏多糖、磷脂及细胞外基 质蛋白发生静电作用而形成血栓,起到止血作用。
(3)制造人造血管 内壁光滑不会凝集血球、抑制人成纤维细胞生长
(4)固定化酶载体
(5)药物辅料和载体
u 水处理材料 (1)吸附金属离子:
-NH2 和-OH与Pb2+、Cr6+、Cu2+等重金属离子形成稳定的五环状螯合物
交联微球+磁铁,去除率达98%
(2)絮凝剂、络合剂、吸附剂处理废水和饮用水 酸性条件,静电作用 碱性条件,化学吸附和物理吸附 高效絮凝剂,无毒副作用,易降解
u 聚乙二醇 PEG400交联壳聚糖,pH7条件下,对Pb吸附容量为20mg/g
5. 甲壳素纤维的成形加工
u 工艺路线 甲壳素(壳聚糖)-->(改性处理)--> 溶解--> 纺丝原液--> 过滤--> 脱 泡--> 计量--> 纺丝--> 一浴 -->拉伸--> 二浴--> 定型--> 后处理--> 干燥--> 纤维 u 制备方法 (1)甲壳素纤维
提取甲壳素的乳酸菌发酵工艺优化
提取甲壳素的乳酸菌发酵工艺优化摘要:以地产克氏螯虾(Procambarus clarkii)虾壳为原料,采用乳酸菌(Lactococcus lactis)发酵的方法提取甲壳素,并对发酵工艺进行优化研究。
结果表明,发酵的最佳工艺组合为发酵温度37 ℃,发酵时间96 h,葡萄糖加入量5%,固液比1.0∶3.0(m/V,g∶mL),发酵起始pH 5.5。
采用上述组合,所得甲壳素产率达13.9%。
该工艺具有显著的经济效益和社会效益,具有良好的应用前景。
关键词:甲壳素;制备;乳酸菌(Lactococcus lactis)发酵;克氏螯虾(Procambarus clarkii)虾壳甲壳素(Chitin)又名几丁质、壳多糖、甲壳质、聚乙酰氨基葡萄糖等,化学名称为(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖,分子式为(C8H13NO5)n,它是由N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖以β-1,4-糖苷键连接的一种乙酰氨基葡萄糖。
甲壳素是人类继发现淀粉、纤维素之后在地球上发现的第三大生物资源,广泛存在于虾、蟹、昆虫等动物的外壳及植物的细胞壁中,是一种重要的天然高分子多糖。
在甲壳素被发现的一个多世纪以来,人们对该类化合物进行了大量的基础研究和应用研究,揭示了其在医药、农业、日化、轻纺、环保等领域广泛的应用价值[1-3]。
目前,国内外主要采用传统的化学方法生产甲壳素,生产工艺相对简单,但生产过程中大量使用强酸、强碱会导致严重的环境污染,同时造成水资源的严重浪费。
可以说,高污染及浪费水资源已成为影响甲壳素产业生存与发展的瓶颈,严重制约了该产业的持续健康发展。
而采用生物工艺,即通过微生物的发酵作用代替化学工艺制备甲壳素,正成为甲壳素生产工艺研究的热点[4,5]。
本研究以地产克氏螯虾(Procambarus clarkii)(俗称小龙虾)虾壳为原料,采用乳酸菌(Lactococcus lactis)纯种发酵的方法制备甲壳素,以期为甲壳素这一重要生物资源的更好利用以及中国甲壳素生产企业的技术革新提供新的有效途径。
小龙虾壳中甲壳素的提取及壳聚糖的制备
小龙虾壳中甲壳素的提取及壳聚糖的制备甲壳素(Chitin),又名几丁质,是一种氨基多糖,主要存在于节肢动物如虾、蟹的外壳和真菌及一些藻类植物的细胞壁中,是仅次于纤维素的第二大可再生资源。
壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物,是天然多糖中惟一的碱性多糖,具有许多特殊的物理化学性质和生理功能,被认为是继蛋白质、脂肪、糖类、维生素和无机盐之后的第六大生命要素。
目前,甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品、材料科学、医药科学、微生物学、免疫学、农业等方面有重要的应用价值,现已成为最热门的研究领域之一。
我国目前加工提取甲壳素和壳聚糖的主要原料是海虾和海蟹壳等,用淡水虾壳制备甲壳素和壳聚糖的报道尚不多见。
小龙虾学名为克氏原螯虾(Procambarus clarkii),也叫红螯虾,是一个淡水小龙虾种,原产于美国东南部,现广泛分布于长江中下游各省市。
小龙虾壳为虾仁加工或食用后的废弃物,长期以来未得到很好的利用,既浪费了资源,又污染了环境。
因此,以小龙虾壳为原料生产甲壳素类产品具有综合利用资源和保护环境的双重意义。
本研究以小龙虾壳为原料,采用酸碱法提取甲壳素,然后将甲壳素脱乙酰基制备壳聚糖,考察不同提取制备条件对甲壳素提取率和壳聚糖质量的影响,确定最佳工艺条件,旨在为虾壳的综合利用提供参考。
1 试验方法1.1 甲壳素的提取1.1.1 甲壳素的提取将收集于荆州市南门某大排档的新鲜小龙虾壳洗净,除去附着物,烘干并磨成粉,取小龙虾壳粉,室温下分别用不同浓度的HCl溶液浸泡,期间不断搅拌,除去虾壳中的矿物质,直至无气泡产生。
倾去酸液,水洗至中性;用不同浓度的NaOH溶液在90~100 ℃水浴中反应不同时间,水解除去虾壳中的蛋白质。
倾去NaOH溶液,水洗至中性,得甲壳素粗品。
甲壳素粗品用5 g/L的KMnO4溶液浸泡1 h,过滤,水洗除去KMnO4后用10 g/L的草酸水溶液于60~70 ℃搅拌进行脱色反应,直至全部变成白色,水洗至中性,于60~70 ℃干燥24 h,得白色的甲壳素。
利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法与设计方案
本技术公开了利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法。
本技术以虾壳为原料,洗净干燥,研磨成粉,然后加入适当浓度的葡萄糖,灭菌后首先接种枯草芽孢杆菌,然后流加适当浓度乙醇并接种醋酸杆菌继续发酵。
枯草芽孢杆菌生长产生的蛋白酶降解虾壳中的蛋白质。
醋酸杆菌则以乙醇为碳源,上述被枯草芽孢杆菌降解的虾壳蛋白为氮源,生长产生醋酸,溶解虾壳中的矿物质使其变成可溶性的钙等金属离子。
本技术公开的甲壳素制备方法将虾壳脱蛋白与脱盐两工艺过程耦合起来,合二为一,操作简单可行,脱蛋白和脱盐效果好,不仅实现了对虾壳的高值化利用,且简化了甲壳素的生产工艺,降低生产成本,减少对环境的污染。
权利要求书1.一种利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:虾壳粉碎,得到虾壳粉;步骤S2:在虾壳粉中添加葡萄糖、酵母膏和水,搅拌均匀后灭菌,得到虾壳培养基质;步骤S3:在虾壳培养基质中接种枯草芽孢杆菌,35~38℃、160~200rpm条件下发酵48~52h,得到枯草芽孢杆菌发酵基质;步骤S4:待枯草芽孢杆菌发酵结束后,不更换培养基,直接在上述枯草芽孢杆菌发酵基质中流加浓度5%~7%的无水乙醇,搅拌均匀,得到乙醇发酵基质;步骤S5:上述枯草芽孢杆菌发酵基质流加乙醇后,不灭菌,接种醋酸杆菌,30~35℃、160~200rpm条件下发酵60~72h,得到醋酸杆菌发酵液;步骤S6:将醋酸杆菌发酵液进行固液分离,沉淀用水洗至中性,按照固液重量比1:10加入浓度10%的双氧水溶液进行脱色,室温条件下浸泡2h;步骤S7:脱色后的固体物质经过洗净烘干,得到白色固体甲壳素。
2.根据权利要求1所述的利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法,其特征在于,所述步骤S1具体为:将干燥的虾壳原料进行研磨,过60~80目筛网,得到虾壳粉。
3.根据权利要求1所述的利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法,其特征在于:所述步骤S2中,虾壳粉、葡萄糖、酵母膏的添加量分别为水体积的4%~6%、5%~8%、0.2%~0.5%。
小龙虾壳中甲壳素的提取及壳聚糖的制备
小龙虾壳中甲壳素的提取及壳聚糖的制备作者:蔚鑫鑫刘艳吴光旭来源:《湖北农业科学》2013年第13期摘要:以小龙虾(Procambarus clarkii)壳为原料,分别采用HCl溶液和NaOH溶液处理脱除小龙虾壳中的矿物质和蛋白质,提取甲壳素,用NaOH溶液处理甲壳素脱乙酰基制备壳聚糖。
通过单因素试验优化甲壳素提取过程中的HCl溶液浓度及浸泡时间、NaOH溶液浓度及处理时间,并采用正交设计考察NaOH溶液质量分数、处理温度和时间对壳聚糖脱乙酰度的影响。
结果表明,优化的甲壳素提取工艺条件为,在室温下用1.0 mol/L的HCl溶液浸泡24 h后倾去酸液,水洗至中性,然后在90~100 ℃用2.0 mol/L的NaOH溶液处理4 h,甲壳素提取率为16.52%。
壳聚糖制备的最佳工艺条件为NaOH溶液质量分数50%、温度90 ℃、保温时间3 h。
干燥后的壳聚糖水分含量为3.21%,灰分为0.89%~1.00%,脱乙酰度为75.3%,黏度为18.7 mPa·s。
关键词:小龙虾(Procambarus clarkii)壳;甲壳素;壳聚糖中图分类号:S985.2 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)13-3120-04甲壳素(Chitin),又名几丁质,是一种氨基多糖,主要存在于节肢动物如虾、蟹的外壳和真菌及一些藻类植物的细胞壁中,是仅次于纤维素的第二大可再生资源[1]。
壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物,是天然多糖中惟一的碱性多糖,具有许多特殊的物理化学性质和生理功能[2],被认为是继蛋白质、脂肪、糖类、维生素和无机盐之后的第六大生命要素[3]。
目前,甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品、材料科学、医药科学、微生物学、免疫学、农业等方面有重要的应用价值[4],现已成为最热门的研究领域之一。
我国目前加工提取甲壳素和壳聚糖的主要原料是海虾和海蟹壳等[5],用淡水虾壳制备甲壳素和壳聚糖的报道尚不多见。
蚕蛹甲壳素提取工艺研究
液定容至标线 , 充分振摇即得供试品溶液.
2 13 标 准 曲线绘 制 ..
取 葡 萄 糖 对 照 品溶 液 0 0 , .4 0 0 , . 2 0 0 , 管中, 加蒸馏水使 .80 1 , m 各 体 积为 10mL 再加 入 5 的苯 酚 20m 摇匀 , . , % . L, 迅速 加人 浓 硫 酸 3 5mL 室温 显 色 2 i 右 . . , 5m n左
关
键
词: 蛹; 蚕 甲壳素 ; 因素实验 ; 单 提取
文献标志码 : A
中图分类号 :2 2 7 8 .4
蚕 蛹 含 有 丰 富 的 蛋 白质 、 脂 、 油 甲壳 素 等 物 质, 对机 体糖 和 脂肪 代谢 能起 到一 定 的调 节作 用 , 蚕蛹 油 可 以很好 地 降血脂 、 降胆 固醇 . 对辅 助 治疗 高 胆 固醇血 症 和 改善 肝 功 能 有 显 著 作 用 . 甲壳 素 是蚕 蛹 中主要 活 性成 分 之 一 , 由于 甲壳 素 的化 学 性 质和 生物 性 质 与 人体 组 织 接 近 , 与机 体 细 胞 有 很 强 的亲合 性 , 被 机 体 内的 酶 分 解 而 吸 收 的特 可 性 , 为优 良 的生 物 医 学 和 医药 材 料 … . 究 结 成 研 果表明 , 甲壳 素 还具 有 强 化 免疫 、 制 老化 、 防 抑 预
第2 9卷
第 5期
吉 林 化 工 学 院 学 报
J U NA II N T.JE O HE I A E HN L Y O R LOFJLN I S ITT FC M C LT C O OG I 【
V0. 9 No 5 12 . Ma. 2 2 v 01
明方法 重 现性 良好 .
表 3 重 现 性 实 验 数 据
实验二十二 甲壳素和壳聚糖的制备及测定
实验二十二甲壳素和壳聚糖的制备及测定目的要求(1)了解和掌握甲壳素和壳聚糖的制备方法。
(2)掌握壳聚糖的测定方法。
原理甲壳素(Chitin,译音几丁)又称甲壳质、壳多糖、几丁质等。
它是在1811年,被法国科学家H·Braconnot在进行蘑菇研究的,从霉菌发现的。
在蟹等硬壳中,含甲壳素15%~20%,碳酸钙75%。
甲壳素是聚-2-乙酰胺基-2-脱氧-D-吡喃葡萄糖,以β-(1→4)糖苷键连接而成,是一种线性的高分子多糖,即天然的中性粘多糖。
它的分子结构与纤维素有些相似,基本单位是壳二糖(chitobiose),其结构式如下:甲壳素若经浓碱处理,进行化学修饰去掉乙酰基即得到壳聚糖(Chitosa)又称脱乙酰基壳多糖、脱乙酰甲壳素。
在一般条件下,甲壳素不能被生物降解,不溶于水和稀酸,也不溶于一般有机溶剂。
食品工业及水产加工地区有大量虾皮、虾头,蟹壳等下脚,可以利用来制备甲壳素和壳聚糖等。
壳聚糖具有广泛的用途:在食品工业上,把壳聚糖在温和的条件下,局部水解后粉碎成末,得到的壳聚糖产品称为微晶壳聚糖,可用作冷冻食品(冷肴、汤汁、点心)和室温存放食品(蛋黄、酱等)的增稠剂和稳定剂。
用水解方法可以制得纯的N-乙酰氨基葡萄糖。
N-乙酰氨基葡萄糖是肠道中双叉乳酸杆菌的生长因子,因此可作为婴儿食品的保健添加剂。
在医药工业上,由于壳聚糖是类似纤维状的高分子化合物,和生物体有良好的亲和作用,在生物体内可被分解吸收,所以用它可制作手术线,伤好后线与肉长在一起,可免去拆线之苦;用它做人造皮肤,植入受伤伤口,可长出新的不带疤痕的表皮;还可用于制作人造血管、人工肾;用壳聚糖制成的微型胶囊,放入药剂,植入人体内,很容易结合在一起,使药物缓慢地释放,起到长期治疗的效果;用它还可制成透析膜、超滤膜和脱盐的反渗透膜,与纤维素等的交联复合体可作为分子筛,用作药物的载体,具有缓释、特效的优点,国外正研究作许多药物的缓释剂。
若以戊二醛等作交联剂,可与许多酶或微生物细胞固定化,如固定化天门冬酰胺酶;壳聚糖是碱性多糖,有止酸、消炎作用,可抑制胃溃疡;动物实验表明,还可降低胆固醇、血脂,国外已报道用作心血管系统降低胆固醇的药物;经分子修饰制得肝素类似结构物,具抗血栓作用。
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甲壳素的提取工艺
原料:虾蟹壳
含量:虾蟹壳中甲壳素含量高达10-25%
1.原料: 虾、蟹壳要及时洗净、晒干, 保持质量。
2. 浸酸: 在水缸内进行, 每百斤蟹壳加工业盐酸3 0 斤(婆梅氏30 度) , 水200 斤。
起先应经常翻动蟹壳, 以后每隔4 小时翻动一次。
一般浸酸需30 -40 小时, 若有些原料浸酸后仍不变软, 且酸液中又无气泡发生歹说明酸量不足, 应再加
人一些浓酸。
浸酸后将蟹壳用水洗至中性(PH 6- 7 )
3.碱液煮:浸酸后,软壳的主要成分是蛋白质和一定量的油脂,为了除去
这部分蛋白质和油脂, 需碱煮40 分钟(婆梅氏达16 ~ 18 度) , 然后水
洗至中性
4. 二次浸酸: 为了进一步除净钙质, 需二次浸酸,酸液浓度比第一次要低, 酸度在婆梅氏5 度左右, 浸1 0 ~ 2 0 小时, 勤翻动, 浸酸后水洗并日光晒千(为了节省劳力也可一次性浸酸但要彻底) 。
5.二次煮碱: 为了进一步脱脂, 应再用碱煮30 分钟(婆梅氏8 ~ 10 度)。
6 .过干: 洗净晒干即为半成品。
7 . 脱乙酞基: 甲壳质经浓碱加热60 一80 ℃保温2 8 ~ 4 9 小时, 脱去酞基, 水泡至中性, 干燥后即成为可溶性甲壳质成品。
检查乙酸基是否脱去的方法, 可取1克保温中的甲壳质, 洗去碱液沥干后放在1 0 毫升2 %醋酸溶液中15 分钟, 甲壳质溶化即表示乙酚已经脱去,反之要继续保温脱去乙酸基。
虾壳含蛋白质、钙质较少, 浸酸中酸液浓度要比蟹壳稀, 每道工序少用酸碱10%左右。