一种从螺壳中提取甲壳素的方法技术

本发明专利技术提供一种从螺壳中提取甲壳素的方法，具体涉及水产品加工废弃物综合利用技术领域。本发明专利技术从螺壳中提取甲壳素经过了打粉、脱蛋白、脱钙、脱色和干燥五个步骤。其中，脱钙和脱色步骤中胍离子液体和酸混合液的配合使用，有利于甲壳素结构的保护、钙等金属化合物杂质和色素杂质的去除，同时，用于溶解甲壳素的离子液体可回收循环使用、绿色环保。本发明专利技术甲壳素提取率是常规提取方法的2倍以上，甲壳素成品脱乙酰度比常规提取方法低30％以上、纯度得到了明显提升；在方法上操作简单、过程可控，易于规模化生产。本发明专利技术的另一目的在于能够对生产螺肉后废弃的螺壳进行充分的利用，有利于环境保护和资源节约。

A Method of Extracting Chitin from Spiral Shell

【技术实现步骤摘要】
一种从螺壳中提取甲壳素的方法
本专利技术涉及水产品加工废弃物综合利用
，具体涉及一种从螺壳中提取甲壳素的方法。
技术介绍
甲壳素是广泛存在于甲壳类动物、昆虫和真菌中的一类乙酰氨基葡糖高聚物,在生物体内常和蛋白质以共价键相联,与无机盐、色素等相混杂。甲壳素的脱乙酰基产物为壳聚糖，故可用脱乙酰度来表征甲壳素的的纯度，一般脱乙酰度在50％以下都称之为甲壳素。甲壳素性质稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和一般有机溶剂，但长时间接触酸碱仍会对其分子结构造成一定破坏，在浓碱条件下会脱去乙酰基，在浓酸和强氧化剂条件下会发生糖苷键的断裂而水解。甲壳素在医药、食品、工业等领域有广泛的应用价值,如在医药工业中制造人造皮肤,可降解吸收加速伤口愈合的手术缝线,在食品工业中可用作食品添加剂和保鲜剂,在纺织印染中可制造各种粘合剂,在环境保护方面可用作处理工业污水、城市生活污水的絮凝剂。螺为腹足类动物，其外壳富含碳酸钙和甲壳素，螺包含田螺、扁玉螺、红螺、花螺、锥螺、海锥、海爪子、香螺、泥螺等多个可食用品种，是一种深受我国消费者喜爱的美食，养殖规模庞大，每年生产螺肉后产生大量螺壳，螺壳被当成加工废弃物丢弃，造成资源浪费和环境污染。可见，螺壳的价值还没有受到充分的重视，人们还没对其进行合理回收利用的意识。目前甲壳素的制备多以虾、蟹的甲壳为原料,从螺壳中提取甲壳素尚未见文献报道。王转花等在1997年第4卷第1期的药物生物技术杂志中发表了名为蜗牛壳甲壳素的制备及其理化性质研究的文章，提出了采用同属于腹足类的蜗牛壳提取甲壳素的方法，采用盐酸脱钙、氢氧化钠脱蛋白，方法中使用的均为常规试剂，盐酸和氢氧化钠的使用会造成甲壳素的脱乙酰和糖苷键断裂，降低纯度和提取率；同时，所用的提取溶剂用量大、无法回收和循环使用，对环境污染严重。陶海霞等在2009年第37卷第9期的广州化工杂志中公开了名为离子液体-CmimPF6分离提纯虾、蟹壳中壳聚糖的研究的文献，提出采用离子液体CmimPF6浸泡溶解、盐酸脱钙、氢氧化钠脱蛋白、过氧化氢脱色的方法提取虾、蟹壳中的甲壳素，在提取方法中增加了加入离子液体浸泡溶解的步骤，但未对离子液体的使用方法进行详细且明确的阐述，造成提取方法可操作性不强。因此，需要开发一种从螺壳中提取甲壳素的方法，以充分利用这些废弃资源来减少资源浪费和环境污染。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于，针对缺少螺壳中提取甲壳素方法以及现有提取甲壳素方法中甲壳素纯度不高、提取率低的问题，提供一种从螺壳中提取甲壳素的方法。本专利技术甲壳素提取率是常规提取方法的2倍以上，甲壳素成品脱乙酰度比常规提取方法低30％以上、纯度得到了明显提升；在方法上操作简单、过程可控，易于规模化生产。本专利技术的另一目的在于能够对生产螺肉后废弃的螺壳进行充分的利用，有利于环境保护和资源节约。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种从螺壳中提取甲壳素的方法，包括以下步骤：a.打粉：取去除螺肉的螺壳，除掉残留内脏后打粉，得螺壳粉；b.脱蛋白：取螺壳粉，加入氢氧化钠溶液浸泡后过滤，收集滤渣I，滤渣I经水洗，得脱蛋白螺壳粉；c.脱钙：取脱蛋白螺壳粉，加入盐酸溶液和胍离子液体溶解静置，然后加入酸混合液搅拌均匀后过滤，收集滤渣II，滤渣II经水洗，得脱钙螺壳粉；d.脱色：取脱钙螺壳粉，加入脱色剂浸泡后，过活性炭柱，然后用胍离子液体洗脱，收集洗脱液，再加入酸混合液搅拌均匀后，过滤收集滤渣III，滤渣III经水洗，得湿甲壳素；e.干燥：取湿甲壳素，烘干，得甲壳素成品。进一步优化的方案，包括以下步骤：a.打粉：按重量份比，取去除螺肉的螺壳1-8份，用水清洗除掉残留的内脏后，沥干水分，粉碎成螺壳粉；b.脱蛋白：取螺壳粉，按重量份比加入质量分数为3％-10％的氢氧化钠溶液10-40份，在60-90℃下浸泡4-10小时，然后过滤，收集滤渣I，接着滤渣I加水洗至中性，得脱蛋白螺壳粉；c.脱钙：取脱蛋白螺壳粉，按重量份比加入质量分数为1％-10％的盐酸溶液10-50份和胍离子液体20-30份，搅拌均匀后静置10-20小时，然后加入酸混合液5-13份，接着过滤，收集初级滤渣和初级滤液，接下来在初级滤渣中加入质量分数为1％-10％的盐酸溶液10-50份和胍离子液体17-25份，搅拌均匀后继续静置10-20小时，然后加入酸混合液4-8份，再过滤，收集滤渣II和二级滤液，接着滤渣II加水洗至中性，得脱钙螺壳粉；所述静置的过程中每隔40-70分钟搅拌1次；d.脱色：取脱钙螺壳粉，按重量份比加入脱色剂5-15份浸泡2-14小时，然后将脱钙螺壳粉与脱色剂一起倒入填装好的活性炭柱上，接着用胍离子液体洗脱，洗脱时胍离子液体的使用量为活性炭柱柱体积的3-6倍，收集洗脱液，再加入酸混合液，过滤收集滤渣III和三级滤液，滤渣III经水洗，得湿甲壳素；所述酸混合液的加入量为活性炭柱柱体积的0.5-1.5倍；e.干燥：取湿甲壳素，在50-70℃下烘干，得甲壳素成品。进一步优化的方案，所述胍离子液体包括以下重量份比的原料：1-乙基-3-胍基硫脲盐酸盐10-20份、乙醇水溶液50-70份、乙二酸3-9份、乙酰丙酸2-6份、二氯甲烷23-39份和无水硫酸钠15-25份。进一步优化的方案，所述胍离子液体的制备方法为：按重量份比，取1-乙基-3-胍基硫脲盐酸盐，加入乙醇水溶液溶解后，再加入乙二酸和乙酰丙酸，加热回流10-20小时得反应液，然后取反应液回收乙醇至无醇味，接着分2-5次加入二氯甲烷进行萃取，合并萃取后的二氯甲烷，再分2-3次加水至萃取后的二氯甲烷中进行洗涤，每次洗涤后弃去水液，洗涤后的萃取液经减压蒸发除去二氯甲烷，然后加入无水硫酸钠脱水，再过滤，收集滤液得胍离子液体。进一步优化的方案，所述乙醇水溶液的质量分数为50％-70％。进一步优化的方案，所述酸混合液由乙二酸2-8份和乙酰丙酸9-17份混合而成。进一步优化的方案，所述活性炭柱的装柱方法为：按重量份比，取活性炭15-35份，在160-200℃下干燥4-6小时，然后加入大孔球形硅胶10-20份，再加入水浸泡60-80分钟，接着边搅拌边填装入底部设有玻璃纤维塞的层析柱中，即得。进一步优化的方案，步骤b中加入氢氧化钠溶液浸泡1-2小时后，加入保护液3-13份，搅拌均匀。进一步优化的方案，步骤d中浸泡时还加入保护液1-5份，然后搅拌均匀。进一步优化的方案，所述保护液包括以下重量份比的原料：海藻酸钠1-3份、碳酸二乙酯2-4份、环甲基硅酮3-8份和乙腈13-21份。进一步优化的方案，合并初级滤液、二级滤液和三级滤液，得混合滤液，加入混合滤液重量1/5-2/3的氯化钙，然后加入混合滤液重量1-2倍的水，搅拌10-20分钟后，静置分层，回收下层胍离子液体，在提取甲壳素时循环使用；所述循环使用的次数为30-50次。进一步优化的方案，胍离子液体制备时，加入无水硫酸钠脱水，过滤收集滤液后，在每100g滤液中加入1-5g的薄荷醇。进一步优化的方案，所述脱色剂为高锰酸钾溶液、双氧水溶液、次氯酸钠水溶液和次氯酸水溶液中的任意一种或几种。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术从螺壳中提取甲壳素经过了打粉、脱蛋白、脱钙、脱色和干燥五个步骤。其中，在脱钙时加入了胍离子液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从螺壳中提取甲壳素的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.打粉：取去除螺肉的螺壳，除掉残留内脏后打粉，得螺壳粉；b.脱蛋白：取螺壳粉，加入氢氧化钠溶液浸泡后过滤，收集滤渣I，滤渣I经水洗，得脱蛋白螺壳粉；c.脱钙：取脱蛋白螺壳粉，加入盐酸溶液和胍离子液体溶解静置，然后加入酸混合液搅拌均匀后过滤，收集滤渣II，滤渣II经水洗，得脱钙螺壳粉；d.脱色：取脱钙螺壳粉，加入脱色剂浸泡后，过活性炭柱，然后用胍离子液体洗脱，收集洗脱液，再加入酸混合液搅拌均匀后，过滤收集滤渣III，滤渣III经水洗，得湿甲壳素；e.干燥：取湿甲壳素，烘干，得甲壳素成品。

【技术特征摘要】
1.一种从螺壳中提取甲壳素的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.打粉：取去除螺肉的螺壳，除掉残留内脏后打粉，得螺壳粉；b.脱蛋白：取螺壳粉，加入氢氧化钠溶液浸泡后过滤，收集滤渣I，滤渣I经水洗，得脱蛋白螺壳粉；c.脱钙：取脱蛋白螺壳粉，加入盐酸溶液和胍离子液体溶解静置，然后加入酸混合液搅拌均匀后过滤，收集滤渣II，滤渣II经水洗，得脱钙螺壳粉；d.脱色：取脱钙螺壳粉，加入脱色剂浸泡后，过活性炭柱，然后用胍离子液体洗脱，收集洗脱液，再加入酸混合液搅拌均匀后，过滤收集滤渣III，滤渣III经水洗，得湿甲壳素；e.干燥：取湿甲壳素，烘干，得甲壳素成品。2.根据权利要求1所述的一种从螺壳中提取甲壳素的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.打粉：按重量份比，取去除螺肉的螺壳1-8份，用水清洗除掉残留的内脏后，沥干水分，粉碎成螺壳粉；b.脱蛋白：取螺壳粉，按重量份比加入质量分数为3％-10％的氢氧化钠溶液10-40份，在60-90℃下浸泡4-10小时，然后过滤，收集滤渣I，接着滤渣I加水洗至中性，得脱蛋白螺壳粉；c.脱钙：取脱蛋白螺壳粉，按重量份比加入质量分数为1％-10％的盐酸溶液10-50份和胍离子液体20-30份，搅拌均匀后静置10-20小时，然后加入酸混合液5-13份，接着过滤，收集初级滤渣和初级滤液，接下来在初级滤渣中加入质量分数为1％-10％的盐酸溶液10-50份和胍离子液体17-25份，搅拌均匀后继续静置10-20小时，然后加入酸混合液4-8份，再过滤，收集滤渣II和二级滤液，接着滤渣II加水洗至中性，得脱钙螺壳粉；所述静置的过程中每隔40-70分钟搅拌1次；d.脱色：取脱钙螺壳粉，按重量份比加入脱色剂5-15份浸泡2-14小时，然后将脱钙螺壳粉与脱色剂一起倒入填装好的活性炭柱上，接着用胍离子液体洗脱，洗脱时胍离子液体的使用量为活性炭柱柱体积的3-6倍，收集洗脱液，再加入酸混合液，过滤收集滤渣III和三级滤液，滤渣III经水洗，得湿甲壳素；所述酸混合液的加入量为活性炭柱柱体积的0.5-1.5倍；e...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁延军，
申请(专利权)人：广西桂螺农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45