CN102731682B - 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 (1)
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；
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；
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；
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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