CN102731682A - 一种从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法,其步骤如下:一、烘干研磨;二、去除无机盐等杂质;三、去除蛋白质等杂质;四、氧化脱色;五、甲壳素纯品制备。本发明以农业害虫为原料,工艺简单,操作方便,实现了资源的再生利用,所制备的甲壳素外观色泽和理化指标符合应用于食品、医药、化妆品、农业和环境保护等行业的标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取甲壳素的方法,尤其涉及一种从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法。
背景技术
甲壳素(Chitin), 学名为N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖,分子式为(C8H13NO5)n,是一种天然高分子聚合物,广泛存在于无脊椎动物的外壳中,如虾、蟹壳,昆虫的外骨骼,内角质层和某些菌类的细胞壁中。甲壳素是一种可再生的丰富的天然资源,每年自然界生物合成甲壳素大约100亿吨,是仅次于纤维素的第二大自然资源,尽管自然界存在大量的甲壳素,但估计全世界每年可获得的甲壳素可能只有15万吨,真正能生产出来的,估计不过数万吨而已,可再生资源的利用正是现在全球所提倡的,因此利用这些生物制备甲壳素有较大的发展空间。
近年来甲壳素及壳聚糖的应用研究已成为热门课题,甲壳质所具有的天然、无毒的特点,以及良好的生物相容性、可降解性,成膜性和保湿性等特点,使它在医学、药物制剂学、化工、食品、化妆品、印染、造纸、农业、环保以及酶的固定化载体等方面具有广泛的用途。目前,甲壳素、壳聚糖的生产原料主要来自于虾蟹壳,但虾蟹壳中甲壳素含量少、无机盐含量高(30%),提取成本高;因此利用其它生物再生资源制备甲壳素能降低生产成本。
昆虫是一类富含甲壳素的生物类群,也是世界上生物量最大的优势动物类群。相对于目前常用的制备甲壳素原料虾蟹壳,昆虫的无机盐含量低,通常含量小于10%,而虾蟹壳的含量大于30%,甚至高达60%,因此利用昆虫为原料,能大大降低提取是酸处理的用量和时间,从而降低提取成本。蛴螬是花生生产中重要的虫害,每年因蛴螬危害造成花生减产10-30%,暗黑鳃金龟是蛴螬成虫,属鞘翅目,数目繁多,可危害植物的叶、花、芽及果实等地上部份,并随温度的变化作垂直迁移,春时会上升到地表为害,冬夏则在土壤中深处潜伏。每年农业生产中捕获大量的金龟子昆虫进行虫害治理,该昆虫含有15-20%的甲壳素,目前尚未有提取制备的报道。
发明内容
本发明的目的是填补现有技术中的空白,提供一种从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法。
为达到上述目的,本发明所采用的技术手段是,一种从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法,步骤如下:
一、烘干研磨:将成虫用水清洗干净后-20℃冷冻杀死,后置于干燥箱中60℃烘烤48-60h,粉碎并过20目筛得到虫粉;
二、去除无机盐等杂质:将所得虫粉加入1mol/L H2SO4,恒温水浴处理,抽滤,弃滤液,滤渣水洗至中性,保留滤渣;
三、去除蛋白质等杂质:在上步骤中制得的滤渣中加入1mol/L KOH,恒温水浴处理,抽滤,弃滤液,滤渣水洗至中性,保留滤渣;
四、氧化脱色:在上步骤中制得的滤渣中加入1%高锰酸钾溶液,常温处理,抽滤,弃滤液,滤渣水洗至中性,保留滤渣;
五、甲壳素纯品制备:将滤渣60℃烘干,得到成虫的甲壳素纯品。
作为优选,在所述步骤二中的H2SO4,其加入量为虫粉质量的20-30倍,恒温水浴处理的温度为90-100℃,处理时间为30-60min。
作为优选,在所述步骤三中的KOH,其加入量为虫粉质量的20-30倍,恒温水浴处理的温度为90-100℃,处理时间为20-24h。
作为优选,在所述步骤四中的高锰酸钾溶液,其加入量为虫粉质量的20-30倍,恒温水浴处理的温度为25-40℃,处理时间为60-120min。
本发明的有益之处在于:本发明以农业害虫为原料,工艺简单,操作方便,实现了资源的再生利用,所制备的甲壳素外观色泽和理化指标符合应用于食品、医药、化妆品、农业和环境保护等行业的标准。
附图说明
以下结合实施例对本发明作详细描述。
图1是本发明方法制备的甲壳素(A)和市售甲壳素(B)的红外光谱图。
具体实施方式
实施例1
一种从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法,步骤如下:
一、烘干研磨:捕获的暗黑鳃金龟成虫用水清洗干净后-20℃冷冻杀死并保存,用时从冰箱取出,于鼓风干燥箱中60℃烘烤48-60h,烘干,干燥后的虫体用粉碎机粉碎,粉碎物过20目筛,收集筛下物作为制备甲壳素的虫粉;
二、去除无机盐等杂质:将所得虫粉加入1mol/L H2SO4,其加入量为虫粉质量的20倍,恒温水浴处理虫粉的温度为90℃,处理时间为60min,抽滤,弃滤液,滤渣用水洗至中性,保留滤渣;
三、去除蛋白质等杂质:在上述制得的滤渣中加入1mol/L KOH,其加入量为虫粉质量的20倍,恒温水浴处理虫粉的温度为90℃,处理时间为24h,抽滤,弃滤液,滤渣用水洗至中性,保留滤渣;
四、氧化脱色:在上述制得的滤渣中加入1%高锰酸钾溶液,其加入量为虫粉质量的20倍,恒温水浴处理虫粉的温度为25℃,处理时间为120min,抽滤,弃滤液,滤渣用水洗至中性,保留滤渣;
五、甲壳素纯品制备:将滤渣于鼓风干燥箱中60℃烘干,得到成虫的甲壳素纯品。
实施例2
一种从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法,步骤如下:
一、 烘干研磨:捕获的暗黑鳃金龟成虫用水清洗干净后-20℃冷冻杀死并保存,用时从冰箱取出,于鼓风干燥箱中60℃烘干,干燥后的虫体用粉碎机粉碎,粉碎物过20目筛,收集筛下物作为制备甲壳素的虫粉;
二、 去除无机盐等杂质:将所得虫粉加入1mol/L H2SO4,其加入量为虫粉质量的25倍,恒温水浴处理虫粉的温度为95℃,处理时间为45min,抽滤,弃滤液,滤渣用水洗至中性,保留滤渣;
三、去除蛋白质等杂质:在上述制得的滤渣中加入1mol/L KOH,其加入量为虫粉质量的25倍,恒温水浴处理虫粉的温度为95℃,处理时间为20h,抽滤,弃滤液,滤渣用水洗至中性,保留滤渣;
四、氧化脱色:在上述制得的滤渣中加入1%高锰酸钾溶液,其加入量为虫粉质量的20倍,恒温水浴处理虫粉的温度为30℃,处理时间为100min,抽滤,弃滤液,滤渣用水洗至中性,保留滤渣;
五、甲壳素纯品制备:将滤渣于鼓风干燥箱中60℃烘干,得到成虫的甲壳素纯品。
实施例3
一种从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法,步骤如下:
一、烘干研磨:捕获的暗黑鳃金龟成虫用水清洗干净后-20℃冷冻杀死并保存,用时从冰箱取出,于鼓风干燥箱中60℃烘干,干燥后的虫体用粉碎机粉碎,粉碎物过20目筛,收集筛下物作为制备甲壳素的虫粉;
二、去除无机盐等杂质:将所得虫粉加入1mol/L H2SO4,其加入量为虫粉质量的,30倍,恒温水浴处理虫粉的温度为100℃,处理时间为30min;抽滤,弃滤液,滤渣用水洗至中性,保留滤渣;
三、去除蛋白质等杂质:在上述制得的滤渣中加入1mol/L KOH,其加入量为虫粉质量的30倍,恒温水浴处理虫粉的温度为100℃,处理时间为18h;抽滤,弃滤液,滤渣用水洗至中性,保留滤渣;
四、氧化脱色:在上述制得的滤渣中加入1%高锰酸钾溶液,其加入量为虫粉质量的30倍,恒温水浴处理虫粉的温度为40℃,处理时间为60min;抽滤,弃滤液,滤渣用水洗至中性,保留滤渣;
五、甲壳素纯品制备:将滤渣于鼓风干燥箱中60℃烘干,得到成虫的甲壳素纯品。
对本发明实施例1-3中提取制备的甲壳素进行含氮量、水分和灰分的检测,并以市售甲壳素商品进行对照,检测结果如下:
表1 甲壳素质量检测结果
外观 | 收率(%) | 含氮量(%) | 水分(%) | 灰分(%) | |
实施例1 | 白色或灰白色,片状 | 16.33 | 6.42 | 7.09 | 1.35 |
实施例2 | 白色或灰白色,片状 | 18.18 | 6.37 | 7.21 | 1.06 |
实施例3 | 白色或灰白色,片状 | 17.99 | 6.35 | 7.10 | 1.09 |
市售商品 | 白色或灰白色,粉末状 | ―― | 6.22 | 7.35 | 1.50 |
甲壳素红外光谱分析结果如图1所示, 本发明方法制备的甲壳素(A)和市售甲壳素(B)的红外光谱图。
Claims (4)
1.一种从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法,其特征在于,步骤如下:
一、烘干研磨:将成虫用水清洗干净后-20℃冷冻杀死,后置于干燥箱中60℃烘烤48-60h,粉碎并过20目筛得到虫粉;
二、去除无机盐等杂质:将所得虫粉加入1mol/L H2SO4,恒温水浴处理,抽滤,弃滤液,滤渣水洗至中性,保留滤渣;
三、去除蛋白质等杂质:在上步骤中制得的滤渣中加入1mol/L KOH,恒温水浴处理,抽滤,弃滤液,滤渣水洗至中性,保留滤渣;
四、氧化脱色:在上步骤中制得的滤渣中加入1%高锰酸钾溶液,常温处理,抽滤,弃滤液,滤渣水洗至中性,保留滤渣;
五、甲壳素纯品制备:将滤渣60℃烘干,得到成虫的甲壳素纯品。
2.根据权利要求1所述的从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法,其特征在于:在所述步骤二中的H2SO4,其加入量为虫粉质量的20-30倍,恒温水浴处理的温度为90-100℃,处理时间为30-60min。
3.根据权利要求1所述的从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法,其特征在于:在所述步骤三中的KOH,其加入量为虫粉质量的20-30倍,恒温水浴处理的温度为90-100℃,处理时间为20-24h。
4.根据权利要求1所述的从蛴螬成虫暗黑鳃金龟提取甲壳素的方法,其特征在于:在所述步骤四中的高锰酸钾溶液,其加入量为虫粉质量的20-30倍,恒温水浴处理的温度为25-40℃,处理时间为60-120min。
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