CN104387500A - 一种低碱高温蒸煮制备蝇蛆甲壳素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低碱高温蒸煮制备蝇蛆甲壳素的方法，该高压蒸煮方法为100-126℃，20-120分钟，采用低碱即NaOH浓度为2-5%，该方法脱去蝇蛆甲壳中的蛋白效率高，蒸煮液易于过滤，有助于回收甲壳素，适用于大规模的生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种低碱高温蒸煮制备蝇蛆甲壳素的方法。
背景技术
长期以来，由于对蝇蛆缺乏系统的研究，因此开发利用较少，相当一部分仅作为饲料，蝇蛆壳中的甲壳素和壳聚糖及其衍生物具有无毒、无味、可生物降解等特点，在工农业生产中可作絮凝剂、填充剂、增稠剂、脱色剂、稳定剂、防腐剂及人造肠衣、保鲜包装膜等多种用途，项目实现了蝇蛆的深加工，丰富了产品线，提高了产品价值，是发展特色农业的生动体现。
蝇蛆甲壳素在提取过程中，从蝇蛆中提取甲壳素的传统方法一般有酸浸脱盐(主要为钙盐)、碱煮脱蛋白和氧化脱色三步。初步建立了提取甲壳素的工艺流程，取蝇蛆洗涤、晾干、粉碎。称取一定量的蝇蛆 ，加入8-10%的氢氧化钠溶液，持续搅拌6小时，停止搅拌，放置18小时。将蝇蛆捞出，再用氢氧化钠溶液，浸泡24小时。将两次浸泡后的壳捞出，纱布过滤，水洗至中性，稍沥干。加入盐酸溶液，搅拌反应30分钟。再将蝇蛆捞出，用盐酸液搅拌反应30分钟，纱布过滤，水洗至中性，干燥即得甲壳素。
传统方法用碱液脱蛋白，由于蝇蛆含有的蛋白质含量比较高，蛋白质与甲壳素结合的致密，需要大量的碱液和时间来去除蛋白质，而且回收过程中蛋白液的粘度特别大，在过滤的时候滤液的回收效率低，不但影响甲壳素的收率，而且还影响甲壳素的纯度以及提取过程中耗费大量的时间。从相关文献看出，虽已有从蝇蛆中用化学法提取蝇蛆甲壳素的公开文献报道，如中国专利CN971164908、CN981034462、CN991193911、CN001002651等，但未见用高温蒸煮法使蝇蛆脱出蛋白的报道。
发明内容
本发明旨在提供一种低碱高温蒸煮制备蝇蛆甲壳素的方法，该方法利用低碱液高温蒸煮法从蝇蛆中溶出蛋白质，使蝇蛆蛋白与甲壳素更好地分离，提高甲壳素的回收率和纯度。
通过如下方法实现本发明目的：
（1）将新鲜蝇蛆水洗后，在40-50℃下干燥至含水量在16%以下得到干蝇蛆，干蝇蛆经粉碎后，过20目筛，将获得的蝇蛆粉加水浸泡，并添加氢氧化钠至氢氧化钠终浓度为质量百分比浓度2-5%，然后将混合物置于0.1MPa、100℃-126℃下蒸煮20-120分钟，蒸煮结束后，过滤滤渣水洗至中性；
（2）在步骤（1）水洗后的滤渣中添加百分比浓度4-10%的盐酸溶液浸泡3-6h，过滤，滤渣水洗至中性；
（3）在步骤（2）水洗后滤渣中添加高锰酸钾脱色，过滤，滤渣醋酸浸泡，过滤滤渣水洗至中性，干燥制得蝇蛆甲壳素。
所述醋酸为质量百分比浓度为1%的醋酸溶液。
本发明方法相对于现有技术的优点和技术效果：
本发明在高温下利用热碱溶液溶解蛋白，能提高蝇蛆壳中蛋白质的溶出效率，减少甲壳素中的蛋白质残留，并减少氢氧化钠的用量，减少碱溶液浸泡蝇蛆壳溶解其蛋白的时间，进而达到提高甲壳素的收率和缩短生产周期的目的，本发明方法可用于大量制备甲壳素。
附图说明
图1为本发明方法制得的甲壳素的红外光谱图；
图2为本发明甲壳素标准品的红外光谱图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明方法作进一步详细说明，但本发明方法的保护范围不局限于所述内容。
实施例1：本低碱高温蒸煮制备蝇蛆甲壳素的方法，具体操作如下：
（1）按常规方法养殖蝇蛆并以其为原料，水洗蝇蛆后，将蝇蛆置于50℃下干燥至含水量为10%制得干蝇蛆，干蝇蛆经粉碎后，过20目筛，将获得的蝇蛆粉17克加水300ml浸泡，并添加氢氧化钠至氢氧化钠终浓度为质量百分比浓度2%，然后将混合物置于高压锅蒸内在0.1MPa、121℃下蒸煮60分钟，蒸煮结束后，过滤，滤渣并水洗至中性；
（2）在步骤（1）水洗后的滤渣中添加百分比浓度4%的盐酸溶液浸泡6h，过滤，滤渣水洗至中性；
（3）在步骤（2）水洗后滤渣中添加质量百分比浓度1%的高锰酸钾浸泡脱色3h，过滤水洗至中性；
（4）在步骤（3）水洗后在滤渣中添加质量百分比浓度1%的醋酸浸泡3h，过滤，滤渣水洗至中性，干燥制得蝇蛆甲壳素，提取率为7.6%(以占干蛆总质量计)，结果见表1。
本实施例所得甲壳素中蛋白质含量的检测如下：
（1）取以上甲壳素样品1.00g，利用凯氏定氮法测定其蛋白质的含量
先打开与凯式定氮仪连接的水龙头，检查进，排水管以及回收液碱液硼酸的管道是否畅通，然后打开定氮仪电源开关，仪器进行自动检测，此时系统将排掉部分盐酸。自动排酸后，进行人工排酸。先按“MANUAL”键，然后按“BURETTE”键，此时选择显示屏中的UP-TIT表示排酸，DOWN表示吸酸。
（2）系统人工调试与清洗：
按“MANUAL”后选择“REC.sol”用硼酸回收液清洗，然后按“DILUTE”蒸馏水清洗2遍，再按“ALKALI”氢氧化钠清洗，最后按“BURETTE”进行排酸，仪器调试完毕。
（3）样品测定：
按“MANUAL”，再按“EXCLUDE”调整组项和管项为“1-1”，再按“Enter”上下键选择YES删除旧数据，再按“WEIGHT”后，显示屏中会出现Factor一项，手动输入1.00，单位选择按上下键。选择“WEIGHT”，在显示屏中输入样品重（1.0g），用硫酸铵作检测仪器用时称0.03g。然后按“ANALYZE”输入空白样消耗盐酸量（按ANALYZE设置其中参数后所有指示灯闪亮表示仪器已经准备好）。最后按下STOP（开始和停止都是这个按钮）按钮，仪器开始分析测样。每测一个样品重复步骤3。
注：每完成一个参数设置按下“E”确定键，每次测样前必须有空白对照，空白盐酸的消耗量应在0－0.2之间为正常。
测定完毕后，放入一根空消化管，按“DILUTE”键2次和“STEAM”键用蒸馏水、蒸汽进行冲洗，然后用蒸馏水对反应缸进行清洗。关闭仪器总电源，在反应缸中装入蒸馏水淹没金属探头，最后关水龙头。
通过分析，本甲壳素的蛋白含量为0.005g，即蛋白残留量为0.5%，本工艺条件符合甲壳素脱蛋白要求。
本实施例中甲壳素的红外吸收光谱检测分析如下：
1、红外光谱仪的准备
（1）打开红外光谱仪电源开关，待仪器稳定 30 分钟以上，方可测定；
（2）打开电脑，打开OMNIC E.S.P软件；在Collect菜单下的Experiment Set-up 中设置实验参数；
（3）实验参数设置：分辨率 4 cm-1，扫描次数 32，扫描范围 4000-400 cm-1；纵坐标为Transmittance
2、固体样品的制备及红外光谱测定
（1）取以上制备的干燥甲壳素试样约1mg于干净的玛瑙研钵中，在红外灯下研磨成细粉，再加入约150mg干燥且已研磨成细粉的KBr一起研磨至二者完全混合均匀，混合物粒度约为2μm以下（样品与KBr的比例为1:100~1:200）。
（2）取适量的混合样品于干净的压片模具中，堆积均匀，用手压式压片机用力加压约30s，制成透明试样薄片。
（3）小心取出试样薄片，装在磁性样品架上，放入Nicolet5700智能傅立叶红外光谱仪的样品室中，在选择的仪器程序下进行测定，通常先测KBr的空白背景，再将样品置于光路中，测量样品红外光谱图。
（4）扫谱结束后，取出样品架，取下薄片，将压片模具、试样架等擦洗干净置于干燥器中保存好。
4、数据处理
（1）对所测谱图进行基线校正及适当平滑处理，标出主要吸收峰的波数值，储存数据后，打印谱图。
（2）用仪器自带软件对图谱进行检索，并判别各主要吸收峰的归属，得出化合物的结构，并与已知结构进行对比（见图1和图2），图中比较其特征吸收，在3447cm-1、1659cm-1等处其特征吸收基本一致，证明提取甲壳素的分子基团特征与对照品一致。
本实施例中甲壳素的炽灼残渣检查：取样品1g，按中国药典附录“炽灼残渣检查”项操作，遗留残渣低于1.71%，符合脱盐(主要为碳酸钙)要求。
本发明在高温下利用热碱溶液溶解蛋白，能提高蝇蛆壳中蛋白质的溶出效率，减少甲壳素中的蛋白质残留，并减少氢氧化钠的用量，减少碱溶液浸泡蝇蛆壳溶解其蛋白的时间，进而达到提高甲壳素的提取率和缩短生产周期的目的，本发明方法可用于大量制备甲壳素。
实施例2：本低碱高温蒸煮制备蝇蛆甲壳素的方法，具体操作如下：
（1）按常规方法养殖蝇蛆并以其为原料，水洗蝇蛆后，将蝇蛆置于40℃下干燥至含水量为10%制得干蝇蛆，干蝇蛆经粉碎后，过20目筛，将获得的蝇蛆粉20克加水400ml浸泡，并添加氢氧化钠至氢氧化钠终浓度为质量百分比浓度4%，然后将混合物置于高压锅蒸内在0.1MPa、100℃下蒸煮120分钟，蒸煮结束后，过滤，滤渣并水洗至中性；
（2）在步骤（1）水洗后的滤渣中添加百分比浓度8%的盐酸溶液浸泡4h，过滤，滤渣水洗至中性；
（3）在步骤（2）水洗后滤渣中添加质量百分比浓度1%的高锰酸钾浸泡脱色3h，过滤水洗至中性；
（4）在步骤（3）水洗后在滤渣中添加质量百分比浓度1%的醋酸浸泡3h，过滤，滤渣水洗至中性，干燥制得蝇蛆甲壳素1.51g，提取率为7.56% ，蛋白残留量0.6%。
实施例3：本低碱高温蒸煮制备蝇蛆甲壳素的方法，具体操作如下：
（1）按常规方法养殖蝇蛆并以其为原料，水洗蝇蛆后，将蝇蛆置于45℃下干燥至含水量为10%制得干蝇蛆，干蝇蛆经粉碎后，过20目筛，将获得的蝇蛆粉20克加水400ml浸泡，并添加氢氧化钠至氢氧化钠终浓度为质量百分比浓度5%，然后将混合物置于高压锅蒸内在0.1MPa、126℃下蒸煮20分钟，蒸煮结束后，过滤，滤渣并水洗至中性；
（2）在步骤（1）水洗后的滤渣中添加百分比浓度10%的盐酸溶液浸泡3h，过滤，滤渣水洗至中性；
（3）在步骤（2）水洗后滤渣中添加质量百分比浓度1%的高锰酸钾浸泡脱色3h，过滤水洗至中性；
（4）在步骤（3）水洗后在滤渣中添加质量百分比浓度1%的醋酸浸泡3h，过滤，滤渣水洗至中性，干燥制得蝇蛆甲壳素1.53，提取率为7.61%，蛋白残留量0.4%。
Claims (1)
1.一种低碱高温蒸煮制备蝇蛆甲壳素的方法，其特征在于按如下步骤进行：
（1）将新鲜蝇蛆水洗后，在40-50℃下干燥至含水量在16%以下得到干蝇蛆，干蝇蛆经粉碎后，过20目筛，将获得的蝇蛆粉加水浸泡，并添加氢氧化钠至氢氧化钠终浓度为质量百分比浓度2-5%，然后将混合物置于0.1MPa、100℃-126℃下蒸煮20-120分钟，蒸煮结束后，过滤，滤渣水洗至中性；
（2）在步骤（1）水洗后的滤渣中添加百分比浓度4-10%的盐酸溶液浸泡3-6h，过滤，滤渣水洗至中性；
（3）在步骤（2）水洗后滤渣中添加高锰酸钾脱色，过滤，滤渣醋酸浸泡，过滤滤渣水洗至中性，干燥制得蝇蛆甲壳素。
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2014
- 2014-10-30 CN CN201410595959.4A patent/CN104387500A/zh active Pending
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