CN103848927B - 利用提取多糖后的金针菇菌渣制备β-甲壳素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了利用提取多糖后的金针菇菌渣制备？-甲壳素的方法，属于？-甲壳素的制备技术领域。方法包括：(1)碱法抽提；(2)酸性次氯酸钠法处理；(3)冷冻干燥等步骤。本发明是以提取多糖后的金针菇废菌渣为原料提取制备新型的？-甲壳素，其得率可达15.6％-16.5％，且杂质少，工艺简单，操作方便，使提取多糖后的金针菇废菌渣进一步得到开发利用，提高了资源的综合利用效率，并降低了？-甲壳素的生产成本，为新型的？-甲壳素的生产提供了技术支持。本发明可在金针菇菌渣的产区及？-甲壳素的生产企业中推广应用。

Description

利用提取多糖后的金针菇菌渣制备β-甲壳素的方法

技术领域

本发明涉及从食用菌渣提取制备有效物质的技术领域，具体涉及一种从提取多糖后金针菇菌渣中制备β-甲壳素的方法。

技术背景

甲壳素是一种含量丰富的可再生自然资源,广泛存在于虾壳、蟹壳及各种真菌和藻类的细胞壁中,其在自然界中的含量仅次于纤维素。甲壳素具有良好的物理化学性质:能拉丝、成膜、制粒；能通过化学改性提高其物理化学性能；无毒,具有生物相容性。甲壳素带有氨基且呈弱碱性,能吸附人体内带有负电荷的脂肪,活化细胞,调节人体酸性体液,增强人体免疫功能,控制胆固醇,抑制肿瘤细胞的增长。甲壳素独特的物理化学性质和生理功能,已在废水处理、食品工业、纺织、化工、日用化学品、农业、生物工程和医药等方面得到了广泛的应用。

甲壳素有α、β和γ三种基本晶体结构形式。以虾、蟹壳为原料提取的α-甲壳素已得到广泛深入的研究,这类甲壳质分子主链之间以反平行方式排列,具有很强的分子之间氢键作用力。α-甲壳素致密的晶体结构使其不易进行化学改性,这影响了它的推广应用和发展。近年来,人们又把注意力投向另一类甲壳素资源,即β-甲壳素。β-甲壳素分子链间以相互平行的方式排列,分子间的氢键作用力相对较弱,从而具有某些特殊的性质,例如,β-甲壳素对水和许多溶剂具有更好的亲和性。β-甲壳素在有机溶剂中比α-甲壳素有高得多的溶解性，它可溶于二氯乙酸,几乎能溶于间甲苯酚,在极性有机溶剂如硫酸二甲酯、二甲基甲酰胺、六甲基磷酰胺及吡啶中也能高度溶涨,更令人注目的是,由于β-甲壳素的晶状区域容易渗入水,使它在水中亦高度溶涨,形成完全分散的浆状物。β-甲壳素在结构与性能上的特点使得它们比普通α-甲壳素更适合用于发展多功能材料。首先,它们的高反应性将有利于分子改性,从而实现多用途的分子设计,另一方面,β-甲壳素对水的高吸湿性能及保水能力在化妆品、药物及色谱分离中都会起到特别的作用。然而能用于制备β-甲壳素的原料资源非常有限，国内有报道用鱿鱼鞘(顶骨)经过酸碱等处理制备成β-甲壳素，而鱿鱼鞘又是鱿鱼体内的软骨，含量很少，资源极有限。

金针菇有很高的药用价值，有抗肿瘤、免疫调节、抗病毒、抗炎等功能，其中多糖是金针菇子实体提取物中的主要有效成分之一。对金针菇多糖的研究国内外已有很多报道，但提取多糖后产生的大量菌渣，若处理不当会严重污染环境。此外，对菌渣的利用一直还没有深度的研究，一般仅作为饲料或肥料使用，使附加值较低。本发明以提取多糖后的金针菇菌渣为原料，研究了不同条件下制备β-甲壳素的产率，并对产物结构进行了表征。

发明内容

本发明目的是，针对现有制备β-甲壳素的原料资源非常稀缺，同时以往金针菇菌渣仅作饲料或肥料使用，使附加值较低的缺陷，提供一种工艺简单、操作方便的从提取多糖后金针菇菌渣中制备β-甲壳素的方法。

本发明目的采用以下技术方案得以实现：

利用提取多糖后的金针菇菌渣制备β-甲壳素的方法，按以下步骤进行：

(1)碱法抽提：将提取金针菇多糖后的菌渣经60℃烘干，粉碎、过60目筛成菌渣粉；取菌渣粉与10％NaOH溶液按质量体积1g∶10-30mL比例混合，40-60℃浸提3-5h；冷却后6000转/min离心，沉淀物用去离子水洗至中性后过滤，得湿度为80-85％的沉淀物，备用；

(2)酸性次氯酸钠法处理：将湿度为80-85％的沉淀物与去离子水按质量体积1g∶20－40mL比例混合、充分悬浮；按该悬浮液体积的20％加入浓度10-30％的次氯酸钠溶液并充分混匀后，再用20％乙酸调节混合液pH至4.0-4.5，增温至65℃保温2-3h；

(3)冷冻干燥：将混合液冷却、6000转/min离心，沉淀物用去离子水洗至中性；在-45℃条件下冷冻干燥至含水量低于9％，得到β-甲壳素产品。

本发明的有益效果是：

1、以提取多糖后的金针菇菌渣为原料提取β-甲壳素，具有工艺简单，操作方便等特点，并为β-甲壳素的制备增添一种新的原材料；

2、本发明使提取多糖后的金针菇菌渣得到有效利用，提高了资源的综合利用率，为新型的β-甲壳素的生产提供技术原料支持；

3、以提取多糖后的金针菇菌渣为原料，提取β-甲壳素的得率为15.6％-16.5％(见实施例1、2、3)；

附图说明

图1本发明所制β-甲壳素样品的红外光谱分析图

具体实施方式

通过以下实施例与试验例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的内容并不局限于此。

对实施例所涉材料的说明：

次氯酸钠(溶液)：有效氯≥8％；天津博迪化工有限公司；

乙酸：乙酸含量≥99.5％；杭州大方化学试剂厂。

实施例1：(利用提取多糖后的金针菇菌渣制备β-甲壳素的方法1)

(1)碱法抽提：将提取金针菇多糖后的菌渣60℃烘干，粉碎、过60目筛成菌渣粉；称取50g菌渣粉并加入浓度10％的NaOH溶液1000mL后混合(两者的质量体积为1g∶20mL)，40℃浸提5h；冷却后6000转/min离心，沉淀物用去离子水洗至中性后过滤，得湿度为80-85％的沉淀物，备用；

(2)酸性次氯酸钠法处理：将湿度为80-85％的沉淀物与去离子水按质量体积1g∶30mL比例混合、充分悬浮；按该悬浮液体积的20％加入浓度20％的次氯酸钠溶液并充分混匀后，再用20％乙酸调节混合液pH至4.0，增温至65℃保温2h；

(3)冷冻干燥：将混合液冷却、6000转/min离心，沉淀物用去离子水洗至中性；在-45℃条件下冷冻干燥至含水量低于9％，得到β-甲壳素成品8.25g，得率为16.5％(以干菌渣计)。

实施例2：(利用提取多糖后的金针菇菌渣制备β-甲壳素的方法2)

(1)碱法抽提：将提取金针菇多糖后的菌渣60℃烘干，粉碎、过60目筛成菌渣粉；称取50g菌渣粉并加入浓度10％的NaOH溶液500mL后混合(两者的质量体积为1g∶10mL)，50℃浸提4h；冷却后6000转/min离心，沉淀物用去离子水洗至中性后过滤，得湿度为80-85％的沉淀物，备用；

(2)酸性次氯酸钠法处理：将湿度为80-85％的沉淀物与去离子水按质量体积1g∶20mL比例混合、充分悬浮；按该悬浮液体积的20％加入浓度10％的次氯酸钠溶液并充分混匀后，再用20％乙酸调节混合液pH至4.0，增温至65℃保温3h；

(3)冷冻干燥：将混合液冷却、6000转/min离心，沉淀物用去离子水洗至中性；在-45℃条件下冷冻干燥至含水量低于9％，得到β-甲壳素成品8.03g，得率为16.1％(以干菌渣计)。

实施例3：(利用提取多糖后的金针菇菌渣制备β-甲壳素的方法3)

(1)碱法抽提：将提取金针菇多糖后的菌渣60℃烘干，粉碎、过60目筛成菌渣粉；称取50g菌渣粉并加入浓度10％的NaOH溶液1500mL后混合(两者的质量体积为1g∶30mL)，60℃浸提3h；冷却后6000转/min离心，沉淀物用去离子水洗至中性后过滤，得湿度为80-85％的沉淀物，备用；

(2)酸性次氯酸钠法处理：将湿度为80-85％的沉淀物与去离子水按质量体积1g∶40mL比例混合、充分悬浮；按该悬浮液体积的20％加入浓度30％的次氯酸钠溶液并充分混匀后，再用20％乙酸调节混合液pH至4.5，增温至65℃保温2.5h；

(3)冷冻干燥：将混合液冷却、6000转/min离心，沉淀物用去离子水洗至中性；在-45℃条件下冷冻干燥至含水量低于9％，得到β-甲壳素成品7.82g，得率为15.6％(以干菌渣计)。

实验例1：(对实施例所得β-甲壳素质量的检测)

对实施例1-3中提取的β-甲壳素进行氮、碳、氢含量及灰分检测，检测结果见表1。其中β-甲壳素中氮、碳、氢含量测定，采用的是意大利CE公司的元素分析仪，型号FlashEA-1112；灰分测定采用《GB/T12532-2008食用菌灰分测定》。

表1β-甲壳素质量检测结果

实验例2：

取本发明实施例1制备的β-甲壳素为样品进行红外光谱检测，采用Nicolet5700傅立叶红外光谱仪扫描(扫描范围4000～400cm^-1)，本发明制备的样品的红外光谱分析图见图1。

3400cm^-1左右是O-H伸缩振动的吸收峰,2920cm^-1左右属于C-H伸缩振动的吸收峰,1655cm^-1左右是酰胺Ⅰ谱带,1555cm^-1左右是酰胺Ⅱ谱带,1310cm^-1左右是酰胺Ⅲ谱带(酰胺Ⅰ,Ⅱ，Ⅲ谱带是甲壳素的特征吸收峰),1030～1160cm^-1左右是C-O伸缩振动的吸收峰,898cm^-1左右属于环伸缩振动的吸收峰。其中，1655cm^-1的酰胺Ⅰ谱带与甲壳素的晶型有关，α-甲壳素结晶区中处于反平行顺序的酰胺基团形成了两种类型氢键,在FT-IR光谱上酰胺Ⅰ带被劈裂成双峰:1655cm^-1和1625cm^-1。而β-甲壳素结晶区二条链为平行顺序,其酰胺Ⅰ带仅出现单峰，本发明制备的甲壳素的酰胺Ⅰ出现单峰(1652.2cm^-1)，说明为β-构型。

Claims (1)

1.利用提取多糖后的金针菇菌渣制备β-甲壳素的方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)碱法抽提：将提取金针菇多糖后的菌渣经60℃烘干，粉碎、过60目筛成菌渣粉；取菌渣粉与10％NaOH溶液按质量体积1g∶10-30mL比例混合，40-60℃浸提3-5h；冷却后6000转/min离心，沉淀物用去离子水洗至中性后过滤，得湿度为80-85％的沉淀物，备用；

(2)酸性次氯酸钠法处理：将湿度为80-85％的沉淀物与去离子水按质量体积1g∶20－40mL比例混合、充分悬浮；按该悬浮液体积的20％加入浓度10-30％的次氯酸钠溶液并充分混匀后，再用20％乙酸调节混合液pH至4.0-4.5，增温至65℃保温2-3h；

(3)冷冻干燥：将混合液冷却、6000转/min离心，沉淀物用去离子水洗至中性；在-45℃条件下冷冻干燥至含水量低于9％，得到β-甲壳素产品。