克氏螯虾虾壳制备氨基葡萄糖盐酸盐的工艺研究 pdf

克氏螯虾虾壳制备氨基葡萄糖盐酸盐的工艺研究 pdf 克氏螯虾虾壳制备氨基葡萄糖盐酸盐的工艺研究陈乃富刘文中闵运江皖西学院生物系安徽六安237012摘要:研究了以克氏螯虾壳为原料制备氨基葡萄糖盐酸盐GAH的工艺条件:酸水解液为10mol??L-1HCl8592?水解56h甲壳素?酸水解液为3?5。GAH产率为甲壳素的5255。GAH纯度:99100.5。关键词:克氏螯虾虾壳甲壳素氨基葡萄糖盐酸盐工艺研究中图分类号:TQ464 文献标识码:A 文章编号:1006-8376-200203-0040-02 用克氏螯虾Procambarusclarkii生产1t虾仁约会产生56t的下脚料———虾壳。由虾壳可以加工生产甲壳素chitin。甲壳素能进一步生产可溶性甲壳素也称脱乙酰甲壳素或壳聚糖chitosan。甲壳素或可溶性甲壳素在食品、纺织、印染、造纸、医药、环保、农业等领域都有广泛用途1、2、3。由甲壳素水解可进一步加工制备出D2氨基葡萄糖盐酸盐 D-GlucosamineHydrochlorideGAH分子式为C6H11O5NH2??Cl。在医药上GAH能促进抗生素药剂的注射效能可用于合成新型抗癌药物氯脲霉素还可用于合成生化试剂4。在人体内GAH可参与肝肾解毒可发挥在抗炎、护肝等方面的作用5。在食品工业中GAH是婴儿配方乳中添加的一种重要微量糖类成分也可做糖尿病人的营养补助剂还是合成VB6和核黄素中间体的起始原料另外可用于化妆品和饲料添加剂等6。近年来有人用GAH做为番茄保鲜剂效果较好7。本文研究了由克氏敖虾虾壳制取甲壳素并进一步制备GAH的工艺条件旨在为综合利用资源工业化生产甲壳素及GAH提供科学依据。1 与方法1.1 材料与仪器鲜活克氏敖虾由六安市菜市场购得用于 -22获取虾壳。HCl、NaOH、活性碳、乙醇等均为国产分析纯试剂。收稿日期:2001-10作者简介:陈乃富1962-男副教授主要从事生物资源开发与应用研究。Cs101型电热鼓风干燥箱和SY2-4型电热恒温水浴锅、WXG-4圆盘旋光仪等。1.2 GAH的分析方法见文献81.3 工艺流程1.3.1 由克敖虾虾壳制取甲壳素工艺流程克氏螯虾壳?破碎冲洗?碱处理1?水洗至中性?酸处理1?水洗至中性?碱处理2?水洗至中性?酸处理2?水洗至中性?干燥?甲壳素1.3.2 由甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐工艺流程甲壳素?粉碎?盐酸水解?冷却静置结晶?过滤滤液废弃1?粗结晶?加水热溶解1?活性碳脱色?过滤活性碳可再生2?滤液?减压蒸干?结晶?乙醇洗结晶?7080?烘干?加水热溶解2?加乙醇重结晶?过滤滤液回收乙醇3?结晶?7080?烘干?成品GAH1.4 操作要点1.4.1 碱处理12 按壳重的1.5倍量加入5NaOH溶液煮沸23h此为碱处理1。碱处理2即是将碱处理1残液补加入2NaOH再次煮沸处理23h。1.4.2 酸处理12 先将浓盐酸36稀释10倍。酸处理1是按壳重1.5倍量加入稀释盐酸液室温条件下浸泡23h。酸处理2按壳重的1.1倍加入稀释盐酸液室温浸泡处理23h观察已无气泡产生但pH值仍维持在弱酸性即可。1.4.3 干燥 可以自然晒干或80?以下烘干成为甲壳素。1.4.4 盐酸水解 配10mol??L-1HCl为酸水解液。按甲壳素?酸水解液3?5比例确定甲壳素及盐酸水解液用量。水解温度为8592?范围较合适水解时间为56h。1.4.5 冷却静置结晶 冷却至室温后静量6h以??04??氨基酸和生物资源AminoAcidsBioticResources2002243:4041上以保证水解得到的氨基葡萄糖盐酸盐在水解液中充分结晶析出并经过滤得到GAH粗结晶。1.4.6 加水热溶解1 加水并加热至8090?溶解GAH粗结晶。加水量以酸水解时甲壳素的投料量的23倍为宜有利于后序活性碳脱色及浓缩蒸干。1.4.7 活性碳脱色 按甲壳素投料量的10加入活性碳至上述GAH的热水溶液中并煮沸35min进行脱色。脱色后乘热过滤分离活性碳。1.4.8 乙醇洗结晶 减压蒸干而得到的结晶用95乙醇充分洗涤以除去其中的部分杂 质及水分。乙醇用量为甲壳素投料量的1.5倍左右。1.4.9 加水热溶解2及加乙醇重结晶 将前步烘干的结晶称重按此重的1.3倍量加入水。并加热至8090?充分溶解此结晶。溶解后乘热加入95乙醇边加边搅拌加乙醇量V为加水量的5倍。然后冷却静置46h进行重结晶。2 结果与讨论2.1 甲壳素与氨基葡萄糖盐酸盐的产率 以剥取虾仁后的鲜虾壳计算甲壳素的产率为虾壳重的67制备的GAH成品占甲壳素投料量的5255。GAH纯度为99100.5。2.2 盐酸水解液用量对GAH产率的影响 GAH在冷的浓盐酸中仍有一定溶解度因此盐酸水解液用量多少直接影响GAH粗结晶产率从而影响GAH成品产率。水解液用量多产率降低且成本增大。水解液用量过少又不利水解彻底且水解速度慢在不影响彻底水解的前提下水解液用量越少越有利于提高GAH的产率。本工艺选择甲壳素投料量占酸水解液用量的60时GAH产率最高可达55。2.3 脱色时活性碳用量的确定及其对GAH产率的影响 脱色时加入适宜量的活性碳较为重要。活性碳加多了脱色效果虽好但活性碳同时会吸附一定量的GAH减少产率且成本提高。活性碳加少了脱色不尽。为此工业中可先进行系列小试以确定适宜的活性碳的用量。本工艺的适宜活性碳用量约为甲壳素投料量的10。2.4 加水热溶解2中的加水量的确定及其对GAH产率的影响 这里加水热溶解的目的是将GAH进一步重结晶纯化。研究发现GAH在水中溶解度随温度升高而增大当温度达到80?时溶解度达750g/L。因此这里的加水量是以在8090?时形成饱和溶液为原则来确定。加水量过多在后序重结晶步骤中为保证乙醇达到一定浓度必然需加入更多的高浓度乙醇一方面会增大成本另一方面增大了重结晶时溶液的总体积而GAH在较高浓度的乙醇液中仍有一定的溶解度故会减少GAH的结晶量而降低产率。2.5 重结晶时的温度及乙醇浓度对GAH产率的影响 研究发现同一温度时GAH在乙醇溶液中溶解度随乙醇浓度的增大而减小。同一乙醇浓度随温度升高GAH溶解度增大温度降低溶解度减小。这与文献8报道相一致。低温及高浓度乙醇条件可有效提高GAH的产率。3 GAH的产品质量标准3.1 感官指标白色结晶粉末无嗅甜味。3.2 理化指标纯度:99100.5溶解性:溶于水几乎不溶于乙醇比旋光度:71-73?砷:?0.5PPM硫酸盐:?0.02铁:?10PPM干燥失重: