CN101255201A - 利用苍蝇提取壳聚糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用苍蝇提取壳聚糖的方法，其特点是：获取原料与酸碱法处理蝇蛹壳。经脱钙、脱蛋白、脱乙酰处理后所得物质进行过滤，清洗至中性后收集壳聚糖成品。该方法利用苍蝇的高繁殖性来大批量生产壳聚糖，提高壳聚糖的产量，通过建立一个集原料生产和壳聚糖生产为一体的生产中心，可避免原料收集的不便，使得生产规模大大提高，降低成本。同时在苍蝇饲养过程中得到的苍蝇还可以派为他用，例如蛋白饲料，抗菌蝇蛋白的提取。

Description

利用苍蝇提取壳聚糖的方法

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖的提取方法，尤其是一种利用苍蝇提取壳聚糖的方法。

背景技术

目前，壳聚糖在生产生活中有着极其广泛的应用，可应用于农业、日化、生物学、医学领域以及食品、化妆品、环保、纺织、印染、造纸等工业上，根据目前有关方面提供的国际市场情况，今后若干年，仅壳聚糖产品就将有数亿美元的市场，但是，由于目前壳聚糖主要生产原料是虾、蟹一类水生动物的甲壳，搜集困难，难以形成规模化、产业化生产，特别是我国南方迄今尚无出口该产品的生产基地，这也影响了我国在这一新兴市场上的产品开发，供需缺口较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种苍蝇的高繁殖性来大批量生产壳聚糖的方法。

本发明的技术方案如下：

本发明的一种利用苍蝇提取壳聚糖的方法，具体步骤是：

一.原料的获取

1.人工培育苍蝇；

2.苍蝇原料的初处理：

将孵化后的蛹壳取出，先用清水清洗，再干燥，最后研磨成碎片；

二.酸碱法处理蝇蛹壳

1.脱钙处理：

将经初处理的蝇蛹放入烧杯中，加入盐酸，浸泡蛹壳，并控制时间，待时间到后，将蛹壳用过滤网过滤收集，清洗呈中性；

2.脱蛋白处理：

用氢氧化钠来除去蛹壳中留下的蛋白质：将原料放入试管，加入氢氧化钠，在水浴锅中加热，用温度计控制温度在90℃，待预定时间到后，将试管取出，用过滤网过滤收集，清洗至中性，得到甲壳质；

3.脱乙酰处理：

将甲壳质放入试管，加入氢氧化钠，控制时间和温度，加热试管，到达预定时间后将所得物质进行过滤，清洗至中性后收集干燥，即为壳聚糖成品。

人工培育苍蝇具体步骤是：

1.卵的孵化：

将蝇卵在光照培养箱中孵化，温度控制在25℃，相对湿度为70％～80％，经过1~2日卵基本孵化成幼虫；

2.蝇蛆的生长发育：

将幼虫放在室内避光黑暗处，温度控制在25℃、环境湿度为70％，经过4～6天幼虫成熟、化蛹；

3.蛹羽化成蝇：

在环境湿度为50~60％、温度为25℃时，经过6～7天蛹羽化成蝇；

4.交配与繁殖：

在20~28℃的温度下，使雌雄蝇进行交配，产卵。

本发明选择苍蝇作原料，主要是因为苍蝇具有惊人的繁殖力，且生命周期短。据有关资料显示，实验室中的家蝇每批产卵100粒左右，1只雌蝇终生能产卵10~20批，总产卵量达600~1000粒。按照最保守的估计，每只雌蝇能产生200个后代，则100只雌蝇只需经过10个世代，理论上繁殖的总蝇数将达到2万亿亿个！故利用蝇蛹壳生产壳聚糖可形成大规模、工厂化生产，彻底解决原料来源问题。

采用本发明方法，10000只蝇蛹共能提得壳聚糖6克，按市场价估计可售170元。通过大规模养殖，则成本更是可以大大降低，加上苍蝇的综合开发的收益，更可证明利用蝇蛹提取壳聚糖是一个很有前途的产业，具有很高的经济价值。

由于干蛹体内含脂肪14~15.6％，含有20种主要氨基酸的蛋白质高达52~64％，而蛹壳中含50％的甲壳质。如按每日100万只，约1吨计算，可得蛋白180千克，壳聚糖38.5千克，液体油46千克，按市场价计算，共可得人民币35700元左右。而成本是1000麸皮，75千克奶粉，40千克红糖，再加之水电、人工，共是2300元左右。利润甚丰，如将蝇蛹用于提取凝集素，抑菌蛋白，甚至食用等方面，则利润愈丰，前途不可估量。

本发明的有益效果是原料的获取及酸碱法处理蝇蛹壳。经脱钙处理，脱蛋白处理，脱乙酰处理后所得物质进行过滤，清洗至中性后收集干燥，即为壳聚糖成品。该方法利用苍蝇的高繁殖性来大批量生产壳聚糖，提高壳聚糖的产量，通过建立一个集原料生产和壳聚糖生产为一体的生产中心，可避免原料收集的不便，使得生产规模大大提高，降低成本。同时在苍蝇饲养过程中得到的苍蝇还可以派为他用，例如蛋白饲料，抗菌蝇蛋白的提取。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

原料的获取，酸碱法处理蝇蛹壳。经脱钙处理，脱蛋白处理，脱乙酰处理后所得物质进行过滤，清洗至中性后收集干燥，即为壳聚糖成品。

本发明的实施例：

(一)方法与步骤

1.原料的获取

(1)卵的孵化：

将蝇卵在光照培养箱中孵化，温度控制在25℃，相对湿度为70％～80％。经过1~2日卵基本孵化成幼虫。

(2)蝇蛆的生长发育：

苍蝇的幼虫俗称蝇蛆，在室内避光黑暗处，温度25℃、环境湿度为70％时，经过4～6天幼虫可成熟、化蛹。

(3)蛹羽化成蝇：

在环境湿度为50~60％、温度为25℃时，经过6～7天蛹可以羽化成蝇。

(4)交配与繁殖：

在20~28℃的温度下，雌雄蝇进行交配，产卵。

(5)原料的初处理

①将孵化后的蛹壳取出，先用清水清洗，再干燥，最后研磨成碎片后待用。苍蝇尸体收集，另待他用。

②将收集的虾壳在水中煮洗干净，干燥，最后研磨成碎片后待用。

2.酸碱法处理蝇蛹壳(2006.10.16---2006.12.10)

(1)脱钙处理：

采用酸法脱钙。分8组进行，其中第1~6组为蛹壳实验组，共50克，第7~8组为虾壳对照组。

具体过程是将经初处理的蝇蛹等分为6组，放入烧杯中，加入不同浓度的盐酸，并控制不同的时间，浸泡蛹壳，待时间到后，将蛹壳用过滤网过滤收集，清洗呈中性。2组虾壳对照组的处理方法同蛹壳实验组。

(2)脱蛋白处理：

本环节利用氢氧化钠来除去蛹壳中留下的蛋白质。用不同浓度，不同时间，相同温度(90℃)对前面的8组脱钙后产品进行处理。

具体过程是将原料放入试管，加入一定浓度的氢氧化钠，在水浴锅中加热，用温度计控制温度在90℃左右，待预定时间到后，将试管取出，用过滤网过滤收集，清洗至中性，6组蝇蛹实验组共得产物8.5克。

(3)脱乙酰处理：

经过前两步处理后，已经在蛹壳、虾壳中得到甲壳质(即聚乙酰基胺基葡萄糖)，现欲将其转化为壳聚糖(即聚胺基葡萄糖)，故脱乙酰处理是十分关键的步骤。

具体操作过程是将既得的甲壳质放入试管，加入不同浓度的氢氧化钠，控制不同时间和相同温度(137℃)，加热试管，到达预定时间后将所得物质进行过滤，清洗至中性后收集干燥，即为壳聚糖成品，6组蝇蛹实验组共得产物6克。

3.成品的鉴定

将干燥壳聚糖样品以Cu为靶置于日本理学D\MAX-2550型X-衍射仪，以10deg/min速度扫描2DEG记录X-衍射光谱，并与标准品X-衍射图作对比，以测定其分子结构。

(二)结果与数据

经鉴定壳聚糖成品是β键1，4连接的[β-(1，4)-2-氨基-D-葡萄糖]，并且分子量在3×10⁵左右，并检验了每组产品的粘度和脱乙酰度。具体的实验数据如下：

表一：蝇蛹与虾壳提取的壳聚糖成品的对比

	HCL除钙(浓度、时间)	NAOH除蛋白(浓度、时间)	NaOH脱乙酰(浓度、时间)	脱乙酰度(％)	粘度(mm2/s)
						蝇(4)	5％1h	10％1h	35％1h+33.5％2h	88.23％	84.89
虾(1)	5％50m+50m	10％50m+40m	50％2h+50％2h	91.93％	102
						虾(2)	5％50m+50m+30m	10％50m+40m	50％1h+50％1h	90.43％	400

注：表中的HCl溶液和NaOH溶液浓度单位为％，时间单位为m(分钟)或h(小时)

表二：不同的实验的分组条件下壳聚糖成品鉴定

注：表中的HCl溶液和NaOH溶液浓度单位为％，时间单位为m(分钟)或h(小时)

(三)分析与结论

1.可行性

通过x-射线衍射图可以发现，以蝇蛹壳为原料生产的壳聚糖和虾壳产品x-射线衍射情况相同(见附表)，说明二者分子结构相同。通过表一可知，其两种重要指标——粘度和脱乙酰度也和虾壳产品的相近。说明昆虫甲壳生产的壳聚糖也具有和虾壳产品相同的生化特性，昆虫提取壳聚糖有可行性。

2.最优条件探索

在实验中，设置了不同浓度和时间的处理以探究对后期粘度、脱乙酰度的影响，从中来探索提取壳聚糖成品的最优条件。

通过表二中可以发现，脱乙酰度最高的一组为第6组，粘度最高第2组。从中可以看出，脱钙处理程度越高，脱乙酰程度越高，产品粘度越差，反之亦然。之所以产生这种现象，是酸碱处理过度造成产品降解，影响了其粘度。该方法利用苍蝇的高繁殖性来大批量生产壳聚糖，提高壳聚糖的产量，通过建立一个集原料生产和壳聚糖生产为一体的生产中心，可避免原料收集的不便，使得生产规模大大提高，降低成本。同时在苍蝇饲养过程中得到的苍蝇还可以派为他用，例如蛋白饲料，抗菌蝇蛋白的提取。

Claims (2)

1. 一种利用苍蝇提取壳聚糖的方法，其特征在于，具体步骤是：

一.原料的获取

(1)人工培育苍蝇；

(2)苍蝇原料的初处理：

将孵化后的蛹壳取出，先用清水清洗，再干燥，最后研磨成碎片；

二.酸碱法处理蝇蛹壳

(1)脱钙处理：

将经初处理的蝇蛹放入烧杯中，加入盐酸，浸泡蛹壳，并控制时间，待时间到后，将蛹壳用过滤网过滤收集，清洗呈中性；

(2)脱蛋白处理：

用氢氧化钠来除去蛹壳中留下的蛋白质：将原料放入试管，加入氢氧化钠，在水浴锅中加热，用温度计控制温度在90℃，待预定时间到后，将试管取出，用过滤网过滤收集，清洗至中性，得到甲壳质；

(3)脱乙酰处理：

将甲壳质放入试管，加入氢氧化钠，控制时间和温度，加热试管，到达预定时间后将所得物质进行过滤，清洗至中性后收集干燥，即为壳聚糖成品。

2. 根据权利要求1所述的利用苍蝇提取壳聚糖的方法，其特征在于，所述人工培育苍蝇具体步骤是：

(1)卵的孵化：

将蝇卵在光照培养箱中孵化，温度控制在25℃，相对湿度为70％～80％，经过1~2日卵基本孵化成幼虫；

(2)蝇蛆的生长发育：

将幼虫放在室内避光黑暗处，温度控制在25℃、环境湿度为70％，经过4～6天幼虫成熟、化蛹；

(3)蛹羽化成蝇：

在环境湿度为50~60％、温度为25℃时，经过6～7天蛹羽化成蝇；

(4)交配与繁殖：

在20~28℃的温度下，使雌雄蝇进行交配，产卵。