甲壳素水解制备氨基葡萄糖新工艺研究

表 1 测定方法比较
批号 1 2 3
乙酰丙酮法测定值 (mg/ L) 20. 9 30. 4 40. 8
本实验方法测定值 (mg/ L) 21. 1 30. 5 41. 0
2. 2 水解时间的确定
陶锦清 :甲壳素水解制备氨基葡萄糖新工艺研究
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在确定水解时间时 , 我们通过测定水解液的水解程度进行控制 , 从表 2 可以看出 , 随着水解时间增 长 ,纸上层析斑点变少 ,这表明盐酸水解壳聚糖时随机切断链上糖苷键 ,得到一系列低聚糖产物 。当水解 时间达到 5 小时 ,产物层析时出现一个斑点 ,其 Rf 值与标准样品一致 ,表明水解已完全 ,同时表明盐酸在 水解糖苷键的同时催化脱乙酰化反应 ,得到的产物是氨基葡萄糖 。确定水解时间为 5 小时 。
参考文献
[ 1] 董英敏 . 壳多糖的合成及应用[J ] . 化学进展 ,1994 , (1) . [ 2] 夏文水 ,吴炎楠 . 甲壳低聚糖功能和性质[J ] . 无锡轻工大学学报 ,1996 , (4) . [ 3] 钱和生 ,李兰 ,薛红梅 . 氨基葡萄糖盐酸盐制备及溶解性研究[J ] . 化学世界 ,1994 , (2) . [ 4] 彭仁旺 ,管考梅 ,黄秀梨 . 壳多糖研究的概况及最新进展[J ] . 生物化学与生物物理进展 ,1996 , (2) . [ 5] 张所信 ,江龙法 . 壳聚糖制备研究[J ] . 精细化工 ,1990 , (3) [ 6] 李 超 . 食品分析原理与技术[ M] . 北京 :科学技术文献出版社 ,1987. [ 7] 无锡轻工学院 ,天津轻工学院 . 食品分析[ M] . 北京 :轻工业出版社 ,1985.
2 结果和讨论
2. 1 测定方法的确定 国内测定氨基葡萄糖常用乙酰丙酮比色法 [2 ] , 即让氨基葡萄糖与乙酰丙酮反应 , 再与对 - 二甲基氨
基苯甲醛反应 ,生成颜色物质 ,测定其在 530nm 的光吸收 ,计算含量 ,而该氨基葡萄糖属于还原性糖 ,如果 体系中不存在其他干扰物质 ,可以用兰 - 埃农法测定 。兰 - 埃农法比乙酰丙酮法更方便更快捷 ,因此本实 验选用兰 - 埃农法 ,表 1 为在相同实验条件下 ,两种测定法的定量结果 。
为了考察工艺的可行性 ,我们在最佳条件下做了三组平行实验 , 结果见表 4 ,平均得率 79. 0 % ,产品 纯度 98. 5 % ,纸上层析一个斑点 。
图 2 乙醇用量的影响 50ml 10 %氨基葡萄糖溶液
表 4 重复实验结果
图 3 丙酮用量的影响 50ml 10 %氨基葡萄糖溶液
批次
产率 ( %)
1 材料和方法
1. 1 材料 甲壳素按文献[ 5]制备 ;盐酸工业级 ;活性炭药用级 ;其他试剂均为分析纯 。
1. 2 仪器 (1) 烘箱 :101 - 1 型 上源机电仪表有限公司
1. 3 实验方法 取甲壳素 (或壳聚糖) ,加入 30 %的工业盐酸 , 108 ℃回流 ,数小时后反应结束 ,回收盐酸用 ,活性炭脱
纯度 ( %)
Rf 值
1
78. 4
98. 4
0. 096
2
79. 4
98. 5
0. 096
3 结论
3
79. 3
98. 5
0. 096
用本工艺制备氨基葡萄糖是可行的 。50 克甲壳素分批加入 200ml 工业盐酸 , 50 - 60 ℃保温 30min , 108 ℃水解 5h , 回收盐酸 , 加 5 %活性炭 , 70 - 80 ℃脱色 2h 浓缩结晶得粗产品 。粗产品制成 10 %水溶液 , 50ml 溶液中加入 60ml 95 %乙醇 ,重结晶得产品 。产品纯度 98. 5 % ,总收率 79. 0 %。
色 ,精制得产品 ,计算得率 ,测定纯度 。 1. 4 测定方法
(1) 定性测定 [6 ]: 采用纸上层析法 , 在正丁醇 - 醋酸 - 水体系中纸上层析 , 以α - 萘酚作显色剂进行 显色 ,测定 Rf 值并与标准样进行对照 。
(2) 定量测定 [7 ]: 取标准样 , 经兰 - 埃农法测定得到费林试剂和氨基葡萄糖量的关系系数 , 取样品同 上法测定 ,计算样品中氨基葡萄糖量 。
Ne w Process of Preparation of Aminoglucose by Hydrolysing Chitin
TAO Jin - qing (No. 716 Research Institute , China Shipping Industrial General Corporation ,Lianyungang222005 ,China)
脱色时间 (h) 3 3 3 3 2 1
脱色效果 差 较好 好 好 好 较好
p H 值力 1～3 ,80 ℃
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南通工学院学报
2000 年
2. 6 结晶条件的确定 经浓缩得到的粗产品含有氯化钠 ,必须进行重结晶 。实验中用乙醇和丙酮进行重结晶 。从图 2 看出随
乙醇用量的增高 , 产品得率升高 。当乙醇量达到 60ml 时继续增加乙醇用量 , 得率增加不明显 。从图 3 看 出 ,当丙酮用量达到 50ml 时 ,继续增加丙酮用量 ,产率增加不明显 。考虑到使用的安全性 ,建议用乙醇进 行重结晶 ,添加量 60ml 。 2. 7 产品产率及纯度
2. 5 脱色条件的影响 由于甲壳素水解过程中 ,其水解产物可脱水缩合形成色素 ,必须进行脱色处理 。本实验采用活性炭脱色 。
实验发现脱色效果与脱色时间以及活性炭用量有关 。从表 3 确定 ,脱色时间为 2 小时 ,活性炭用量为 5 %。
表 3 脱色条件的影响
编号 1 2 3 4 5 6
活性炭用量 ( %) 2 4 5 6 5 5
南通工学院学报 16(4) ,2000 - 12 Journal of Nantong Institute of Technology
文章编号 :1008 - 2190 (2000) 04 - 0036 - 03
2000 年
甲壳素水解制备氨基葡萄糖新工艺研究
陶锦清
(中国船舶工业总公司第七一六研究所 ,江苏 连云港 222005)
2. 3 盐酸用量的影响 在本反应中 , 盐酸既是催化剂 , 又是分散剂 . 如果盐酸用量过少 , 则体系粘度大 , 反应物在体系中分
布不均匀 ,容易引起副反应 ,使得产率降低 ,同时由于盐酸的消耗 ,体系中酸的浓度降低 ,使水解不完全 。 如果 ,盐酸用量过高 ,给后处理造成困难 ,也增加成本 。图 1 显示 ,随盐酸用量升高 ,产率增高 ,当盐酸用量 达到 200ml 时 ,产率增加趋势不明显 。确定盐酸用量 200ml 。
摘 要 :研究了甲壳素和壳聚糖为原料 ,经水解 、脱色 、结晶制备氨基葡萄糖的工艺 ,并对氨基葡萄糖的测定方法进
行了改进 。
关键词 :甲壳素 ;壳聚糖 ;氨基葡萄糖 ;工艺
中图分类号 : TQ281
文献标识码 :B
甲壳素是存在于节肢动物的天然高分子多糖 , 由于其独特的性质 , 国内外学者专家纷纷对其进行研 究 [1 ]。随着研究的深入 ,发现甲壳素的水解产物氨基葡萄糖具有抑制肿瘤细胞的生长 、治疗肠炎 ,提高抗 生素的注射效果等作用 , 并可作为糖尿病人的营养剂 [2 ]。目前已报道的工艺路线有酶法水解和化学水解 两种 [3 ,4 ]。酶法水解条件温和 , 但酶活力低 ; 水解产物为一系列低聚糖的混合物 , 难以制得纯品氨基葡萄 糖 。本文对甲壳素化学水解工艺条件进行研究 ,产品纯度和得率高于国内报道 。
表 2 水解时间的影响
时间 (h) 1 2 3 4 5 6
0. 13 0. 096 0. 096 0. 096 0. 096 0. 096
层析斑点的 Rf 值
0. 29
0. 38
0. 13
0. 29
0. 52
0. 63
0. 52
0. 52 0. 38
0. 63 0. 52
0. 63
标准样品 Rf = 0. 096
Abstract :Chitin and chitoson are used as raw material to propare aminoglucose by the process of hydrolysation , declorizati onand crystal2 lization , and the method of determining aminoglucose isimproved. Asa result , the yieldis 79 %and the purityis 98. 5 %. Key words :chitin ; chitoson ; aminoglucose ; process
图 1 盐酸用量的影响 甲壳素 50g ,30 %工业 HCL ,108 ℃ 水解 6h
2. 4 加料方式的影响 甲壳素不溶于盐酸 ,但可以形成胶状物 ,实验中发现甲壳素和盐酸混合后马上升温水解 ,反应液颜色
深 。这将导致脱色困难并对产率产生影响 。我们认为 ,这主要是甲壳素在盐酸作用下碳化和部分水解物在 高浓度盐酸作用下脱水缩合所致 。在实验中采取把甲壳素分批加入 50 - 60 ℃的盐酸中 ,保温 30min ,待完 全形成糊状物后再升温水解 。发现用这种方法得到的水解液颜色浅 , 其中碳化物明显少于传统制备方 法。