CN105348411A - 一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法。其主要解决酸碱法提取甲壳素存在环境污染严重、易造成甲壳素降解的问题。其是将鱿鱼扇形骨干燥，粉碎，筛分后加入EDTA脱钙液及浓盐酸，调节pH值，超声水浴，得脱钙后的反应液；反应液加入酸性复合蛋白酶，超声辅助酶解，过滤，滤渣洗涤至中性；滤渣用盐酸溶液浸泡二次脱钙后干燥，得β-甲壳素产品。本发明采用超声波辅助EDTA法及酶法制备β-甲壳素所需时间短，操作简单，条件温和，污染环境少，不会对β-甲壳素的结构造成影响，产品纯度高，色泽好。

Description

一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法

技术领域

本发明涉及壳质多糖的制备，尤其是一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法。

背景技术

甲壳素又名甲壳质，几丁质等，是一种葡萄糖基的支链多糖，是自然界第二丰富的生物聚合物。甲壳素能清除人体内的“垃圾”，达到预防疾病、延年益寿的目的，目前广泛应用于农业、医药、日用化工、食品加工等诸多领域。在自然界中甲壳素以三种晶型存在，分为α-，β-，γ-三种类型，其中α-甲壳素存在最广泛,β-甲壳素较少见。从鱿鱼的扇形骨提取的甲壳素为β-甲壳素。β-甲壳素相比α-甲壳素，有更好的生物可降解性、聚集活性和易微纤化等特性。

甲壳素在自然界中广泛存在于甲壳动物(虾、蟹)的外壳，这些原料中含有大量的蛋白质和无机盐，甲壳素通常利用上述原料经脱蛋白、脱钙工艺制备而成。目前，工业上主要由虾蟹等动物的甲壳中提取甲壳素，主要工艺过程为在机械搅拌下用盐酸对虾蟹壳脱钙，用较高浓度的碱脱蛋白质。酸碱法提取甲壳素虽然成本较低，操作简单，但是需要消耗大量的酸碱，腐蚀设备，环境污染严重，且酸碱易使甲壳素降解。

沿海地区鱿鱼资源十分丰富，鱿鱼扇形骨作为水产品加工的下脚料没有被充分开发利用，严重浪费了资源。

发明内容

为了克服现有技术中采用酸碱法提取甲壳素存在环境污染严重、易造成甲壳素降解的不足，本发明的目的是提供一种工艺合理、制备时间短、反应条件温和、污染环境少的利用鱿鱼扇形骨为原料制备β-甲壳素的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其特征在于：其经过下列工艺步骤：

(1)原料预处理：选取新鲜的鱿鱼扇形骨为原料，40～60℃条件下干燥，干燥后粉碎至粉末状，筛选后备用；

(2)超声辅助EDTA脱钙：定量称取步骤(1)中得到的筛选后的鱿鱼扇形骨粉末，加入EDTA脱钙液，料液比（mg/L）为1︰12～28，加入浓盐酸，调节pH值4.0～5.0，在25～35℃条件下超声水浴反应20～50min，得脱钙后的反应液；

(3)超声辅助酸性复合蛋白酶脱蛋白：将步骤(2)中得到的脱钙后的反应液调节pH值为4.0～6.0，在45～55℃条件下加入酸性复合蛋白酶，超声辅助酶解时间为6～8h，所得产物过滤，收集滤渣洗涤至中性；其中，酸性复合蛋白酶的加入量为鱿鱼扇形骨干粉重量的0.01～0.05%；

(4)二次脱钙：将步骤(3)得到洗涤至中性的滤渣用4～6mol/L盐酸溶液在常温下浸泡2～4h，至无气泡产生，过滤，收集滤渣洗涤至中性；

(5)成品：将步骤(4)中得到二次脱钙、洗涤至中性的滤渣在50～60℃条件下干燥2～12h，即得β-甲壳素。

进一步优选，所述的步骤(1)中鱿鱼扇形骨粉碎的粒度为3～10目。

进一步优选，所述的步骤(2)中EDTA脱钙液是定量称取EDTA加入60～70℃的蒸馏水，搅拌，溶解，制得；其中，EDTA与蒸馏水的比例为1︰2～4(m/v)。

进一步优选，所述的步骤(2)中的超声辅助EDTA脱钙的超声频率控制24～71KHZ。

进一步优选，所述的步骤(3)中酸性复合蛋白酶是由下列重量百分的组分组成：酸性蛋白酶30～60%，纤维素酶20～50%，中性蛋白酶10～20%，酶活力>10000ul/g。

进一步优选，所述的步骤（3）中超声辅助酶解的超声频率控制24～71KHZ。

本发明中采用超声波辅助EDTA法去除鱿鱼扇形骨中的钙盐，钙盐在超声波的空化作用下，在较短时间内就可以脱去大部分的钙盐，并且不破坏甲壳素的分子链，可以得到高分子的甲壳素；采用酸性复合蛋白酶在pH值4.0～6.0、温度45～55℃对鱿鱼扇形骨中的蛋白及碎肉酶解成低分子肽和各类氨基酸溶解在溶液中，同时超声波辅助作用，速度加快，反应比较完全，脱离率大于95%；蛋白质溶解后会暴露未完全脱去的钙盐，在酸性条件下进行二次除去钙盐。本发明由于采用了上述的技术方案，其在脱钙、脱蛋白过程结合超声波辅助作用，所需时间短；其采用酶法脱蛋白，反应条件温和，不会对β-甲壳素的结构造成影响，不使用强酸强碱，不污染环境，可以最大限度的去除钙盐和蛋白质，得到产品纯度高，色泽好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其经过下列工艺步骤：

(1)原料预处理：选取新鲜的鱿鱼扇形骨为原料，55℃条件下干燥，干燥后粉碎至粉末状，过5目筛进行筛选，备用；

(2)超声辅助EDTA脱钙：定量称取步骤(1)中得到的筛选后的鱿鱼扇形骨粉末，加入EDTA脱钙液，料液比（mg/L）为1︰20，加入浓盐酸，调节pH值4.5，在30℃条件下超声水浴反应30min，超声频率控制50KHZ，得脱钙后的反应液；其中，EDTA脱是称取EDTA加入65℃的温热蒸馏水中，搅拌，溶解，制得；其中，EDTA与蒸馏水的比例为1︰3(m/v)。

(3)超声辅助酸性复合蛋白酶脱蛋白：将步骤(2)中得到的脱钙后的反应液调节pH值为5.0，在50℃条件下加入酸性复合蛋白酶，超声辅助酶解时间为7h，所得产物过滤，收集滤渣洗涤至中性；其中，酸性蛋白酶50%，纤维素酶35%，中性蛋白酶15%，酶活力>10000ul/g；酸性复合蛋白酶的加入量为鱿鱼扇形骨干粉重量的0.03%；超声频率控制50KHZ；

(4)二次脱钙：将步骤(3)得到洗涤至中性的滤渣用5mol/L盐酸溶液在常温下浸泡3h，至无气泡产生，过滤，收集滤渣洗涤至中性；

(5)成品：将步骤(4)中得到二次脱钙、洗涤至中性的滤渣在55℃条件下干燥10h，即得β-甲壳素。

本实施例所提供的制备β-甲壳素的方法发明反应条件温和，所需时间短，不会对β-甲壳素的结构造成影响，产品纯度高，色泽好。

实施例2

一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其经过下列工艺步骤：

(1)原料预处理：选取新鲜的鱿鱼扇形骨为原料，60℃条件下干燥，干燥后粉碎至粉末状，过10目筛进行筛选，备用；

(2)超声辅助EDTA脱钙：定量称取步骤(1)中得到的筛选后的鱿鱼扇形骨粉末，加入EDTA脱钙液，料液比（mg/L）为1︰28，加入浓盐酸，调节pH值5.0，在35℃条件下超声水浴反应20min，超声频率控制40KHZ，得脱钙后的反应液；其中，EDTA脱是称取EDTA加入70℃的蒸馏水中，搅拌，溶解，制得；其中，EDTA与蒸馏水的比例为1︰2(m/v)。

(3)超声辅助酸性复合蛋白酶脱蛋白：将步骤(2)中得到的脱钙后的反应液调节pH值为6.0，在55℃条件下加入酸性复合蛋白酶，超声辅助酶解时间为6h，所得产物过滤，收集滤渣洗涤至中性；其中，酸性蛋白酶60%，纤维素酶20%，中性蛋白酶20%，酶活力>10000ul/g；酸性复合蛋白酶的加入量为鱿鱼扇形骨干粉重量的0.05%；超声频率控制40KHZ；

(4)二次脱钙：将步骤(3)得到洗涤至中性的滤渣用6mol/L盐酸溶液在常温下浸泡2h，至无气泡产生，过滤，收集滤渣洗涤至中性；

(5)成品：将步骤(4)中得到二次脱钙、洗涤至中性的滤渣在60℃条件下干燥2h，即得β-甲壳素。

本实施例所提供的方法，其制备所需时间短；酶法脱蛋白，反应条件温和，不会对β-甲壳素的结构造成影响，不污染环境，得到产品纯度高，色泽好。

实施例3

一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其经过下列工艺步骤：

(1)原料预处理：选取新鲜的鱿鱼扇形骨为原料，40℃条件下干燥，干燥后粉碎至粉末状，过3目筛进行筛选，备用；

(2)超声辅助EDTA脱钙：定量称取步骤(1)中得到的筛选后的鱿鱼扇形骨粉末，加入EDTA脱钙液，料液比（mg/L）为1︰12，加入浓盐酸，调节pH值4.0，在25℃条件下超声水浴反应50min，超声频率控制71KHZ，得脱钙后的反应液；其中，EDTA脱是称取EDTA加入60℃的蒸馏水中，搅拌，溶解，制得；其中，EDTA与蒸馏水的比例为1︰4(m/v)。

(3)超声辅助酸性复合蛋白酶脱蛋白：将步骤(2)中得到的脱钙后的反应液调节pH值为4.0，在45℃条件下加入酸性复合蛋白酶，超声辅助酶解时间为8h，所得产物过滤，收集滤渣洗涤至中性；其中，酸性蛋白酶40%，纤维素酶50%，中性蛋白酶10%，酶活力>10000ul/g；酸性复合蛋白酶的加入量为鱿鱼扇形骨干粉重量的0.01%；超声频率控制71KHZ；

(4)二次脱钙：将步骤(3)得到洗涤至中性的滤渣用4mol/L盐酸溶液在常温下浸泡4h，至无气泡产生，过滤，收集滤渣洗涤至中性；

(5)成品：将步骤(4)中得到二次脱钙、洗涤至中性的滤渣在50℃条件下干燥12h，即得β-甲壳素。

本实施例所提供的方法，其在脱钙、脱蛋白过程结合超声波辅助作用，所需时间短；其采用酶法脱蛋白，反应条件温和，不会对β-甲壳素的结构造成影响，不使用强酸强碱，不污染环境，最大限度的去除钙盐和蛋白质，得到产品纯度高，色泽好。

实施例4

一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其经过下列工艺步骤：

(1)原料预处理：选取新鲜的鱿鱼扇形骨为原料，50℃条件下干燥，干燥后粉碎至粉末状，过5目筛进行筛选，备用；

(2)超声辅助EDTA脱钙：定量称取步骤(1)中得到的筛选后的鱿鱼扇形骨粉末，加入EDTA脱钙液，料液比（mg/L）为1︰20，加入浓盐酸，调节pH值5.0，在35℃条件下超声水浴反应50min，超声频率控制24KHZ，得脱钙后的反应液；其中，EDTA脱是称取EDTA加入70℃的蒸馏水中，搅拌，溶解，制得；其中，EDTA与蒸馏水的比例为1︰4(m/v)。

(3)超声辅助酸性复合蛋白酶脱蛋白：将步骤(2)中得到的脱钙后的反应液调节pH值为6.0，在45℃条件下加入酸性复合蛋白酶，超声辅助酶解时间为8h，所得产物过滤，收集滤渣洗涤至中性；其中，酸性蛋白酶30%，纤维素酶50%，中性蛋白酶20%，酶活力>10000ul/g；酸性复合蛋白酶的加入量为鱿鱼扇形骨干粉重量的0.05%；超声频率控制24KHZ；

(4)二次脱钙：将步骤(3)得到洗涤至中性的滤渣用6mol/L盐酸溶液在常温下浸泡4h，至无气泡产生，过滤，收集滤渣洗涤至中性；

(5)成品：将步骤(4)中得到二次脱钙、洗涤至中性的滤渣在60℃条件下干燥10h，即得β-甲壳素。

本实施例所提供的技术方案，其在脱钙、脱蛋白过程结合超声波辅助作用，所需时间短；其采用酶法脱蛋白，反应条件温和，不会对β-甲壳素的结构造成影响，不使用强酸强碱，不污染环境，得到产品纯度高，色泽好。

Claims (6)

1.一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其特征在于：其经过下列工艺步骤：

(1)原料预处理：选取新鲜的鱿鱼扇形骨为原料，40～60℃条件下干燥，干燥后粉碎至粉末状，筛选后备用；

(2)超声辅助EDTA脱钙：定量称取步骤(1)中得到的筛选后的鱿鱼扇形骨粉末，加入EDTA脱钙液，料液比（mg/L）为1︰12～28，加入浓盐酸，调节pH值4.0～5.0，在25～35℃条件下超声水浴反应20～50min，得脱钙后的反应液；

(3)超声辅助酸性复合蛋白酶脱蛋白：将步骤(2)中得到的脱钙后的反应液调节pH值为4.0～6.0，在45～55℃条件下加入酸性复合蛋白酶，超声辅助酶解时间为6～8h，所得产物过滤，收集滤渣洗涤至中性；其中，酸性复合蛋白酶的加入量为鱿鱼扇形骨干粉重量的0.01～0.05%；

(4)二次脱钙：将步骤(3)得到洗涤至中性的滤渣用4～6mol/L盐酸溶液在常温下浸泡2～4h，至无气泡产生，过滤，收集滤渣洗涤至中性；

(5)成品：将步骤(4)中得到二次脱钙、洗涤至中性的滤渣在50～60℃条件下干燥2～12h，即得β-甲壳素。

2.根据权利要求1所述的一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中鱿鱼扇形骨粉碎的粒度为3～10目。

3.根据权利要求1所述的一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中EDTA脱钙液是定量称取EDTA加入60～70℃的蒸馏水，搅拌，溶解，制得；其中，EDTA与蒸馏水的比例为1︰2～4(m/v)。

4.根据权利要求1所述的一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的超声辅助EDTA脱钙的超声频率控制24～71KHZ。

5.根据权利要求1所述的一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中酸性复合蛋白酶是由下列重量百分的组分组成：酸性蛋白酶30～60%，纤维素酶20～50%，中性蛋白酶10～20%，酶活力>10000ul/g。

6.根据权利要求1所述的一种利用鱿鱼扇形骨制备β-甲壳素的方法，其特征在于：所述的步骤（3）中超声辅助酶解的超声频率控制24～71KHZ。