黄粉虫甲壳素,利用龙虾壳生产壳聚糖betway88:

作者: 养殖新闻  发布:2019-11-17

众所周知,人体生命有着五大要素,即蛋白质、脂肪、 糖、维生素和微量元素。而近年来.,中外科学家在研究过程中,逐渐认识到甲壳素(甲壳多糖)对人体有着重要作用。黄粉虫工厂化规模生产技术的成功,必将为进一步深加工提供足量优质、低廉的生产原料,为从昆虫源甲壳质的生产奠定坚实的基础,打破传统来源途径只有虾、蟹等海洋节肢动物的局面。 

中国水产门户网报道由于壳聚糖被广泛应用于医药、纺织、印染、造纸、食品、废水处理、金属回收、环境保护、化妆品和日用化工等众多领域,日益受到人们的重视。 一、生产工艺流程 虾壳—预处理—消化—酸浸—脱色—晒干—脱乙酰基—烘干—产品 二、主要工艺过程及参数 ㈠原料预处理消化前必须将虾壳肉质、污物等杂质去除,用水洗净;原料短期内不加工,经除杂后晒干贮藏。 ㈡消化 1、目的:去除原料中蛋白质和脂肪。 2、方法:将预处理后的虾壳放入夹层锅中,加入18%~19%氢氧化钠溶液,边搅拌边煮沸1.5小时。 ㈢酸浸 1、目的:使虾壳里的无机盐溶解而软化。 2、方法:将消化后的虾壳浸泡于4%~6%盐酸溶液中,待原料全部软化,无气泡产生时,浸酸过程结束,时间一般1~2天。浸泡过程中如发现原料未软,且无气泡产生,说明酸量不足,应补酸浸泡。 ㈣脱色 1、日晒脱色:将酸浸的原料用水漂洗到不呈酸性反应后,把原料摊于地面,利用日光曝晒并不断翻动,至虾壳全部漂白为止。 2、氧化脱色:也可采用高锰酸钾、亚硫酸氢钠等进行氧化脱色。 ㈤脱乙酰基脱乙酰基工序是关键,它直接关系到产品质量好坏。因为甲壳素在浓碱作用下,除了发生脱乙酰基反应外,还伴随着分子主链的降解,致使分子量降低。分子量的大小和游离胺基含量多少是反应壳聚糖性能的重要的指标,一般用脱乙酰化度来反映游离胺基含量,用粘度来衡量分子量的大小。影响甲壳素脱乙酰基的主要工艺参数为碱浓度、温度和反应时间等。 1、碱浓度:碱浓度一般采用40%~60%,不得低于30%。碱浓度低于30%,不论操作温度多高和时间多长,也只能脱除甲壳素中半数的乙酰基。随着碱浓度的增加,甲壳素脱乙酰基速度加快,脱乙酰化度也增加,但碱浓度达到50%以上,反应速度增加缓慢,且易使主链水解断裂,分子量降低,产品粘度下降。 2、温度:温度是影响甲壳素脱乙酰化度和粘度的另一个重要的因素。随着反应温度升高,甲壳素的脱乙酰化速度加快。在脱乙酰化度达到80%时,150℃只需反应15分钟,120℃需反应3小时,而80℃则需反应16小时。反应温度对壳聚糖的粘度有一定的影响,随着反应时间的延长,无论温度的高低,壳聚糖粘度均有所下降,且温度愈高,壳聚糖粘度下降愈快。 3、时间:甲壳素脱乙酰基的反应时间与反应温度及碱浓度有关,在一定的温度和碱浓度的条件下,初始甲壳素的脱乙酰基速度增加,随着反应的进行,脱乙酰化度增加减慢,而壳聚糖的粘度不断下降。 提高反应温度、碱浓度和延长反应时间均可提高壳聚糖的脱乙酰化度,但在碱液中壳聚糖的主链降解,产品粘度下降。一般控制碱液浓度在50%左右,通过降低脱乙酰基反应温度120℃左右、缩短反应时间1小时、增加反应次数并进行中间产物的溶解—沉淀处理,可以制备高脱乙酰化度和高粘度的壳聚糖。 三、产品质量指标 ㈠外观:无色或微黄色半透明固体 ㈡理化指标 1、灰分<1% 2、水分<12% 3、粘度>600厘泊 4、脱乙酰化度>80% 5、溶解度为用5%醋酸在0.5小时内全部溶解为透明粘稠液体。

从甲壳素到壳聚糖

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甲壳素:又称甲壳多糖、几丁质。甲壳动物等的骨骼和菌类等的细胞膜的重要成分。白色半透明固体。不溶于水、乙醇和乙醚。是由N-乙酰α-氨基-D-葡萄糖胺以β(1→4)糖苷键连结而成的含氮多糖。溶于浓无机酸和无水甲酸。在浓酸或浓碱中发生水解而成α-氨基葡萄糖。由含有甲壳质的物质如虾壳、蟹壳等提取制得。

应用黄粉虫蛹壳提取甲壳素的方法有多种报道,现将提取方法转述如下: 

壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物,又称可溶甲壳素、壳多糖、甲壳胺,是一种天然生物高分子聚合物。

(1)生产设备

从壳聚糖到壳寡糖

主要设备为陶瓷缸、反应锅、搪瓷桶等。所需工业试剂有氢氧化钠(工业级)、盐酸(工业级)、高锰酸钾(化学纯)和亚硫酸钠(化学纯)。 

1.分子量的区别:壳寡糖是壳聚糖经特殊的生物酶技术处理得到的一种全新产品,分子量在3000Da以下;壳聚糖是甲壳素部分脱乙酰基的产物,分子量在50-100万。

(2)提取工艺

2.溶解性区别:壳寡糖分子量较低,能完全溶于水;壳聚糖只能溶解于稀酸溶液中。水溶性的增强是影响壳寡糖一些生理活性的重要因素,只有溶于水,才有可能被生物体吸收和利用,表现出生物活性,所以壳寡糖更容易被人体、动物和植物体吸收。

①清洗原料:将收集的蛹壳用清水洗干净,除去蛹壳上的杂质。 

3.功能性区别:分子量在2000以下的壳寡糖展现出独特的生理活性和功能:提高巨噬细胞的功能;抑制肿瘤细胞的生长和转移;降低胆固醇和血脂;抗菌、抑菌和显著的保湿吸湿能力等。

②脱洗钙质:将洗净的蛹壳置于陶瓷缸内,加入为其重量2~3倍,浓度为2%~3%的盐酸,浸泡5小时后,滤除盐酸。加入其重量2~3倍,浓度为5%~6%的盐酸,浸泡过夜。次日滤除盐酸溶液,用清水洗净,即得色泽洁白的蛆壳,捞起、沥干。 

分子量低于5000的壳寡糖具有阻碍病原菌生长繁殖,促进蛋白质合成,活化植物细胞,从而促进植物快速生长。

③浸碱处理:脱钙后的蛹壳,加入为其重量1~2倍, 浓度为10%的氢氧化钠溶液,浸泡3~4小时,以除去蛹壳的杂质、蛋白质及部分色素。然后滤除碱液,收集蛹壳, 用清水冲洗干净。 

因此,壳寡糖是甲壳素的第三代新产品,水溶性的增强使壳寡糖的生物活性要强于甲壳素以及壳聚糖,使其在农业龙誉得以更为广泛的应用!

④漂白:在漂白缸中加入适量的高锰酸钾和亚硫酸钠溶液,并加入蛹壳重量1~2倍的清水,浸泡2~3小时, 以除去蛹壳色素,得到洁白的蛹壳,然后过滤,冲洗干净。 

⑤脱乙酰基:将漂白后的蛹壳移入反应锅中,加入其重量1~2倍,浓度为40%的氢氧化钠溶液。加热100~180℃,不断搅动,促使反应完全。待蛹壳全部水解后,滤除碱液,晾干蛹壳,用清水冲洗pH呈中性。 

⑥干燥:将晾干的蛹壳置于石灰缸或干燥器中干燥,即得脱乙酰甲壳素成品。 

(3)注意事项

采用40%的浓碱(氢氧化钠溶液)去除乙酸基时,温度必须控制在100~1800C,否则会影响脱乙酰基的效果。 在进行脱钙和首次浸碱处理蛹壳之后,要用大量清水反复冲洗,以彻底去除各种杂质。 

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甲壳素是一种含氮多糖的高分子聚合物,是许多低等动物,特别是节肢动物(如昆虫、虾、蟹等)外壳的重要成分,也存在于低等植物(如真菌、藻类)的细胞中。甲壳素若脱去分子中的乙酰基卜就转变为壳聚糖,因其溶解性大为改善,常称之为可溶性甲壳素。自然界每年合成的甲壳素估计有数十耙吨乏多,是一种十分丰富的仅次于纤维素的自然资源。成品甲壳素是白色或灰白色,半透明片状固体,不溶子水、稀酸、稀碱和有机溶剂,可溶于浓无机酸,但同时主链发生降解。壳聚糖是白色或灰色,略有珍珠光泽,半透明片状固体,不溶于水和碱溶液,可溶于大多数稀酸,如盐酸、醋酸、苯甲酸、环烷酸等生成盐。由于甲壳素来源丰富,制备较易以及其氨基多糖的特性,它比纤维素有更广泛的用途。 

在纺织印染行业中,壳聚糖用来处理棉毛织物,改善其耐折皱性;造纸中,壳聚糖作为纸张的施胶剂或增强助剂.,可提高印刷质量,改善机械性能,提高耐水性和电绝缘性能;在食品工业中,壳聚糖作为无毒性的絮凝剂,处理加工废水,还可作为保健食品的添加剂、增稠剂、食品包装薄膜等。此外,壳聚糖还可用来提取微量金属,作固定纯酶的载体,制作膜,做固发、染发香波的添加物以及果蔬的保鲜剂等。甲壳素是21世纪的新材料,它对人类社会的发展与进步有着巨大的作用。

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