CN105111330A - 一种利用酶法除杂制备柞蚕蛹皮壳聚糖的工艺 - Google Patents

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薛强
刘隽彦
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Abstract

本发明是一种利用酶法除杂制备柞蚕蛹皮壳聚糖的工艺，其特点是，包括：柞蚕蛹皮的预处理、除无机盐、水解蛋白、脱色、甲壳质脱乙酰基制备壳聚糖和粗壳聚糖的提纯等步骤，具有科学合理，生产周期短，工艺简单，废水废液少，对环境无破坏及污染，产物较易收集和处理，产品结构均一且分子量较高，应用范围广等优点。

Description

一种利用酶法除杂制备柞蚕蛹皮壳聚糖的工艺
技术领域
本发明涉及生物技术领域，是一种利用酶法除杂制备柞蚕蛹皮壳聚糖的工艺。
背景技术
柞蚕蛹皮是缫丝业及食品加工业的废弃物，其主要成分包括无机盐、蛋白质、甲壳质等，其甲壳质占柞蚕蛹皮的30%左右，含量可观，作为废弃物弃之非常可惜。甲壳质脱乙酰化处理后，所得到的产物即为壳聚糖。壳聚糖具有良好的扼制细菌、霉菌等微生物的作用，可以消炎、止酸；同时还具有很好的生物官能性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能，可以有效地降低胆固醇及血脂。被广泛应用于医药、化工、食品、水处理、金属提取及回收、化妆品、生化和生物医学工程等诸多领域。提取柞蚕蛹皮甲壳质制备壳聚糖的研究具有极高的应用价值和经济意义。
传统的甲壳质提取多是以虾、蟹壳为原料，偶有以柞蚕蛹皮为原料，其工艺技术皆是采用酸液洗脱无机盐、碱液洗脱蛋白质的化学方法。此法需要大量使用酸碱溶液，生产后容易产生大量废液、废水，造成环境污染，破坏生态及严重的浪费。长时间酸碱作用下甲壳质容易发生解聚、异构化、脱乙酰化等现象，导致产品结构不均一。
发明内容
本发明的目的是，提供一种科学合理，生产周期短，工艺简单，废水废液少，对环境无破坏及污染，产物较易收集和处理，产品结构均一且分子量较高，应用范围广的利用酶法除杂制备柞蚕蛹皮壳聚糖的工艺。
实现本发明目的采用的技术方案是，一种利用酶法除杂制备柞蚕蛹皮壳聚糖的工艺，其特征是，它包括：利用10-15%的柠檬酸作为脱无机盐试剂，再利用碱性蛋白酶水解柞蚕蛹皮中的蛋白质，将脱盐脱蛋白后的产物，用1%H2O2处理脱色，用浓碱热化学法脱去甲壳质的乙酰基，经提纯处理后，最终获得符合标准的壳聚糖，具体工艺步骤如下：
1）柞蚕蛹皮的预处理
柞蚕蛹皮的分离，将除去蛹蛋白的柞蚕蛹皮反复水洗，至蛹皮内仅含有白色膜状物为止，吸干水分，上烘箱60℃条件下，干燥4h至恒重，将烘干后的柞蚕蛹皮粉碎，过60目筛待用；
2）除无机盐
取预处理后的柞蚕蛹皮粉，按固液比1：10的比例加入10-15%柠檬酸，在80℃条件下，恒温脱盐2-3h后水洗至中性，上述过程重复2-3次；
3）水解蛋白
取除去无机盐后的柞蚕蛹皮粉，选用碱性蛋白酶，按酶底比3000-4000u/g，在60-65℃条件下，pH值为8的环境中，水解6-8h除去蛋白，将产物过滤去渣、水洗至中性，上烘箱60℃条件下，干燥4h至恒重；
4）脱色
因柞蚕蛹皮中含有色素，要对甲壳质进行脱色处理，将脱盐脱蛋白后的原料按固液比1:10浸入1%H2O2溶液中，在80℃的条件下氧化脱色2h，然后将混合溶液滤去液体，将脱色后的产物水洗至中性，上烘箱60℃条件下，干燥4h至恒重，得淡黄色粉末状甲壳质待用；
5）甲壳质脱乙酰基制备壳聚糖
取脱色后的甲壳质，按料液比1:20加入浓度为55%的氢氧化钠溶液，恒温90℃，处理15h，脱去甲壳质的乙酰基获得粗壳聚糖；
6）粗壳聚糖的提纯
向产物的粗壳聚糖中加入10%醋酸溶液，使其溶解，静止24h，然后，用离心机，3000r/m，20m离心除去不纯物，将上清液用1N氢氧化钠溶液调整pH至10，根据等电点沉淀原理，壳聚糖将释出沉淀，再用离心机，3000r/m，20m离心收集沉淀，向收集到的沉淀物中加入去离子水，形成壳聚糖悬浮液，将悬浮液PH值调到7.0至中性，再用离心机，3000r/m，20m，离心收集沉淀物，将沉淀物用95%的乙醇溶液洗净，自然干燥后获得高纯度的浅黄色晶体状壳聚糖。
本发明的利用酶法除杂制备柞蚕蛹皮壳聚糖的工艺是利用有机酸除去柞蚕蛹皮中的无机盐类，再利用蛋白酶水解其中的蛋白质，从而达到除杂的目的，进而获得甲壳质制备壳聚糖。此方法属于条件温和型的生物法工艺，科学合理，生产周期短，工艺简单，废水废液少，对环境无破坏及污染，产物较易收集和处理，产品结构均一且分子量较高，应用范围广。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明的一种利用酶法除杂制备柞蚕蛹皮壳聚糖的工艺，它包括：利用10-15%的柠檬酸作为脱无机盐试剂，再利用碱性蛋白酶水解柞蚕蛹皮中的蛋白质，将脱盐脱蛋白后的产物，用1%H2O2处理脱色，用浓碱热化学法脱去甲壳质的乙酰基，经提纯处理后，最终获得符合标准的壳聚糖，具体工艺步骤如下：
1）柞蚕蛹皮的预处理
柞蚕蛹皮的分离，将除去蛹蛋白的柞蚕蛹皮反复水洗，至蛹皮内仅含有白色膜状物为止，吸干水分，上烘箱60℃条件下，干燥4h至恒重，将烘干后的柞蚕蛹皮粉碎，过60目筛待用；
2）除无机盐
取预处理后的柞蚕蛹皮粉，按固液比1：10的比例加入10-15%柠檬酸，在80℃条件下，恒温脱盐2-3h后水洗至中性，上述过程重复2-3次；
3）水解蛋白
取除去无机盐后的柞蚕蛹皮粉，选用碱性蛋白酶，按酶底比3000-4000u/g，在60-65℃条件下，pH值为8的环境中，水解6-8h除去蛋白，将产物过滤去渣、水洗至中性，上烘箱60℃条件下，干燥4h至恒重；
4）脱色
因柞蚕蛹皮中含有色素，要对甲壳质进行脱色处理，将脱盐脱蛋白后的原料按固液比1:10浸入1%H2O2溶液中，在80℃的条件下氧化脱色2h，然后将混合溶液滤去液体，将脱色后的产物水洗至中性，上烘箱60℃条件下，干燥4h至恒重，得淡黄色粉末状甲壳质待用；
5）甲壳质脱乙酰基制备壳聚糖
取脱色后的甲壳质，按料液比1:20加入浓度为55%的氢氧化钠溶液，恒温90℃，处理15h，脱去甲壳质的乙酰基获得粗壳聚糖；
6）粗壳聚糖的提纯
向产物的粗壳聚糖中加入10%醋酸溶液，使其溶解，静止24h，然后，用离心机，3000r/m，20m离心除去不纯物，将上清液用1N氢氧化钠溶液调整pH至10，根据等电点沉淀原理，壳聚糖将释出沉淀，再用离心机，3000r/m，20m离心收集沉淀，向收集到的沉淀物中加入去离子水，形成壳聚糖悬浮液，将悬浮液PH值调到7.0至中性，再用离心机，3000r/m，20m，离心收集沉淀物，将沉淀物用95%的乙醇溶液洗净，自然干燥后获得高纯度的浅黄色晶体状壳聚糖。
本发明的一种利用酶法除杂制备柞蚕蛹皮壳聚糖的工艺的具体实施方式并非穷举，本领域技术人员不经过创造性劳动的任何变换均属于本发明权利保护的范围。

Claims (1)

1.一种利用酶法除杂制备柞蚕蛹皮壳聚糖的工艺，其特征是，它包括：利用10-15%的柠檬酸作为脱无机盐试剂，再利用碱性蛋白酶水解柞蚕蛹皮中的蛋白质，将脱盐脱蛋白后的产物，用1%H2O2处理脱色，用浓碱热化学法脱去甲壳质的乙酰基，经提纯处理后，最终获得符合标准的壳聚糖，具体工艺步骤如下：
1）柞蚕蛹皮的预处理
柞蚕蛹皮的分离，将除去蛹蛋白的柞蚕蛹皮反复水洗，至蛹皮内仅含有白色膜状物为止，吸干水分，上烘箱60℃条件下，干燥4h至恒重，将烘干后的柞蚕蛹皮粉碎，过60目筛待用；
2）除无机盐
取预处理后的柞蚕蛹皮粉，按固液比1：10的比例加入10-15%柠檬酸，在80℃条件下，恒温脱盐2-3h后水洗至中性，上述过程重复2-3次；
3）水解蛋白
取除去无机盐后的柞蚕蛹皮粉，选用碱性蛋白酶，按酶底比3000-4000u/g，在60-65℃条件下，pH值为8的环境中，水解6-8h除去蛋白，将产物过滤去渣、水洗至中性，上烘箱60℃条件下，干燥4h至恒重；
4）脱色
因柞蚕蛹皮中含有色素，要对甲壳质进行脱色处理，将脱盐脱蛋白后的原料按固液比1:10浸入1%H2O2溶液中，在80℃的条件下氧化脱色2h，然后将混合溶液滤去液体，将脱色后的产物水洗至中性，上烘箱60℃条件下，干燥4h至恒重，得淡黄色粉末状甲壳质待用；
5）甲壳质脱乙酰基制备壳聚糖
取脱色后的甲壳质，按料液比1:20加入浓度为55%的氢氧化钠溶液，恒温90℃，处理15h，脱去甲壳质的乙酰基获得粗壳聚糖；
6）粗壳聚糖的提纯
向产物的粗壳聚糖中加入10%醋酸溶液，使其溶解，静止24h，然后，用离心机，3000r/m，20m离心除去不纯物，将上清液用1N氢氧化钠溶液调整pH至10，根据等电点沉淀原理，壳聚糖将释出沉淀，再用离心机，3000r/m，20m离心收集沉淀，向收集到的沉淀物中加入去离子水，形成壳聚糖悬浮液，将悬浮液PH值调到7.0至中性，再用离心机，3000r/m，20m，离心收集沉淀物，将沉淀物用95%的乙醇溶液洗净，自然干燥后获得高纯度的浅黄色晶体状壳聚糖。
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