一种壳聚糖的制备方法技术

一种壳聚糖的制备方法。提供一种高脱乙酰度、高分子量的壳聚糖的制备方法，包括以下步骤：首先准备原料，用酸处理除去钙盐，再用碱处理除去蛋白，然后除去虾红素得甲壳素，所得甲壳素脱乙酰即得壳聚糖。与现有技术相比，具有以下优点：除钙和除虾红素的时间缩短，提高了壳聚糖的分子量。使用碱间歇法分步脱乙酰，使制备获得的壳聚糖脱乙酰度达到９１％～９３％，粘均分子量为８．９×１０５～９４×１０５。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子聚糖的制备方法，特别涉及。
技术介绍
壳聚糖是一种重要的生物材料，由于其独特的特性与功用，越来越受到人们的广 泛关注。壳聚糖的主要应用领域是医药、食品、环保、农业等，目前，国内外对壳聚糖尤其 是高纯度壳聚糖的需求与日俱增(蒋挺大.甲壳素.北京化学工业出版社，2003: 341-648)。利用虾蟹壳制备壳聚糖的方法主要是化学法，其工艺流程包括酸浸脱盐，碱煮脱 蛋白，氧化脱色，浓碱脱乙酰基。但目前的工艺流程很难同时得到高脱乙酰度、高分子量的 壳聚糖。为解决该问题，骆鑫等(骆鑫.壳聚糖制备工艺改进.华西药学杂志，1999， 14(1) 13-17)对制备工艺进行了改进，将2次酸浸脱钙盐和2次脱蛋白交替进行，蛋白质 和钙盐脱除较完全，但是也会造成酸碱用量增加，提高成本。邢佶勇等(邢佶勇.壳聚糖絮 凝剂制备工艺优化及废液处理.辽宁化工，2004，33 (9) 507-508)在脱乙酰过程中采用 间歇法处理，找到脱乙酰度85%，相对分子质量达6. 8X IO5的制备壳聚糖的工艺条件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供高脱乙酰度、高分子量的。本专利技术包括以下步骤1)虾壳预处理将新鲜明虾壳冲洗干净，烘干，粉碎，过筛，即得过筛后的虾壳；2)酸处理除去钙盐将过筛后的虾壳用过量盐酸浸泡，过滤，收集虾壳，清洗，除 去虾壳中残余的盐酸，即得除钙后的虾壳；3)碱处理除去蛋白将除钙后的虾壳用过量的氢氧化钠溶液浸泡，冷却，过滤，收 集虾壳，清洗，除去虾壳中残余的氢氧化钠，即得除蛋白后的虾壳；4)除去虾红素将除蛋白后的虾壳在高锰酸钾溶液中浸泡，过滤，将过滤产物在 亚硫酸氢钠溶液中浸泡，过滤，清洗，干燥，即得甲壳素；5)碱处理脱乙酰将甲壳素用过量的氢氧化钠溶液浸泡，冷却，过滤，清洗过滤产 物，除去残余的氢氧化钠，烘干，即得壳聚糖。在步骤1)中，所述过筛的筛网孔径可为100 150 μ m。在步骤2)中，所述浸泡时虾壳与盐酸的体积比可为1 (5 10)，所述盐酸的质 量浓度可为5% 15%，所述浸泡的时间可为4 6h。在步骤3)中，所述浸泡时虾壳与氢氧化钠溶液的体积比可为1 (5 10)，所述 氢氧化钠溶液的质量浓度可为10% 20%，所述浸泡可在80 90°C温度下浸泡1 2h。在步骤4)中，所述高锰酸钾溶液的质量浓度可为2% 5% ；所述将除蛋白后的 虾壳在高锰酸钾溶液中浸泡的时间可为0. 5 lh，所述亚硫酸氢钠溶液的质量浓度可为 5% 10%，所述将过滤产物在亚硫酸氢钠溶液中浸泡的时间可为0. 5 lh。在步骤5)中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度可为40 % 45 %，所述将甲壳素用过量的氢氧化钠溶液浸泡的条件可为温度为90 110°C，浸泡1 2次，每次2 4h ；所述 烘干前，可用水清洗过滤产物，除去残余的氢氧化钠，再用无水乙醇清洗至少1遍。本专利技术所述与现有技术相比，具有以下优点1)将粉碎后的虾壳使用100 150μπι孔径的筛网过筛，使得除钙的时间缩短，可 以提高产物壳聚糖的分子量。2)在除去虾红素的步骤中，由于高锰酸钾具有强氧化性，能降解壳聚糖，因此，缩 短高锰酸钾和亚硫酸氢钠的浸泡时间能够提高壳聚糖的分子量。3)在脱乙酰步骤的步骤中，使用碱间歇法分步脱乙酰，对影响壳聚糖脱乙酰度、 粘均分子量的实验条件，反应温度(T)、反应时间(t)、氢氧化钠浓度(CNaffl)，通过正交设计 法进行研究，发现各因素对脱乙酰度的影响顺序是t > T > CNa0H ；对粘均分子量的影响 顺序是cNaffl > T > t，综合考虑得到最优的工艺条件，使制备获得的壳聚糖脱乙酰度达到 91% 93%，粘均分子量为8. 9 X IO5 94X 105。附图说明图1本专利技术实施例5制备的壳聚糖的红外图。在图1中，横坐标为波数(cnT1)，纵 坐标为百分透过率，酰胺的羰基峰(ΙδδδοπΓ1)很弱，壳聚糖的氨基的N-H峰(Ιδθ^πΓ1)很 强，甲壳素脱乙酰后酰胺变为氨基，氨基峰强，表明壳聚糖脱乙酰度高。图2为本专利技术实施例5制备的壳聚糖的X-射线衍射图。在图2中，横坐标为衍射 角度2Θ(° )，纵坐标为衍射峰强度，壳聚糖在10.9°和20.1°处出现结晶峰，衍射角度 2 θ在10. 9°附近的衍射峰对应壳聚糖的水合结晶结构，在211°附近的衍射峰对应壳聚 糖的II形结晶结构。具体实施例方式实施例11)准备原料将新鲜明虾壳洗净干燥，然后粉碎机粉碎，过150 μ m孔径的分样筛， 即得过筛后的虾壳；2)酸处理除去钙盐将过筛后的虾壳用过量盐酸在搅拌条件下浸泡4h，过滤，收 集虾壳，并用水彻底清洗，除去虾壳中残余的盐酸，即得除钙后的虾壳；3)碱处理除去蛋白将除钙后的虾壳用过量的10%氢氧化钠溶液于90°C温度下 搅拌浸泡2h，冷却，过滤，收集虾壳，并用水彻底清洗，除去虾壳中残余的氢氧化钠，即得除 蛋白后的虾壳；4)除去虾红素将除蛋白后的虾壳在2%高锰酸钾溶液中于搅拌条件下浸泡 0. 5h，过滤，并用水洗至滤液清澈为止，此时滤渣为紫色，再将滤渣在5%亚硫酸氢钠溶液中 于搅拌条件下浸泡0. 5，过滤，用水反复冲洗确保亚硫酸氢钠清洗干净，60°C干燥，即得甲壳 素；5)称取3g干燥后的甲壳素装入三口烧瓶中，用40% NaOH在90°C反应lh，室温 冷却，过滤，并用水彻底清洗过滤产物，除去残余的氢氧化钠，再装入三口烧瓶中，用40% NaOH在90°C反应lh，室温冷却，过滤，并用水彻底清洗过滤产物，除去残余的氢氧化钠， 再用无水乙醇洗两遍，干燥得壳聚糖。所得壳聚糖脱乙酰度为85. 38%，粘均分子量为41. OlXlO6O脱乙酰度的测定方法酸碱滴定法取3份0.3 0.5g壳聚糖，置于250ml三角瓶中，用0. lmol/L的标准盐酸溶液 30ml，在20 25°C下搅拌，直至壳聚糖完全溶解(其间可加蒸馏水)，然后加入6滴指示剂 (甲基橙-苯胺蓝(体积比1 2))，用0. lmol/L的标准氢氧化钠溶液滴定游离H+至溶液 变成浅蓝绿色。另取一份样品，在105°C烘干至恒重，测定3次，计算含水率(W)。脱乙酰度(D.D. % ) = 203n/ (Q+42n)η = C1V^C2V2 (其中C1J1分别为盐酸的浓度与体积，C2、V2分别为氢氧化钠的浓度 与体积)Q =样品质量 X (I-W)。粘均分子量采用本领域常用的逐步稀释法进行测定。实施例2甲壳素的制备方法与实施例1相同，称取3g干燥后的甲壳素装入三口烧瓶中，用 40% NaOH在100°C反应1. 5h，室温冷却，过滤，并用水彻底清洗过滤产物，除去残余的氢氧 化钠，再装入三口烧瓶中，用40% NaOH在100°C反应1. 5h，室温冷却，过滤，并用水彻底清洗 过滤产物，除去残余的氢氧化钠，再用无水乙醇洗2遍，干燥得壳聚糖。所得壳聚糖脱乙酰 度为89. 19%，粘均分子量为8. 91X105。实施例3甲壳素的制备方法与实施例1相同，称取3g干燥后的甲壳素装入三口烧瓶中，用 40% NaOH在110°C反应2h，室温冷却，过滤，并用水彻底清洗过滤产物，除去残余的氢氧化 钠，再装入三口烧瓶中，用40% NaOH在110°C反应2h，室温冷却，过滤，并用水彻底清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张其清，姚清清，董炎明，蒲曦鸣，杨云，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：92