不同虾壳为原料的甲壳素与壳聚糖的制备

不同虾壳为原料的甲壳素与壳聚糖的制备何　明1,金邻豫2,王　玮3(11河南大学东京医院,河南开封475001;21河南大学化学化工学院,河南开封475001;31河南大学药学院,河南开封475001)摘　要:目的:采用两种虾壳为原料制备甲壳素与壳聚糖,为内地开展甲壳素与壳聚糖的研究提供可行的原料制备方法。

方法:将收集的虾壳处理干净,用2mol ・L -1盐酸浸泡,除去虾壳中钙质,10%NaOH 煮沸除去虾壳中的蛋白质;40%NaOH 煮沸,脱去甲壳素的部分乙酰基,制得壳聚糖。

结果:两种虾壳制备甲壳素收率分别为15.92%,17.25%;制备壳聚糖的收率分别为10.84%,11.78%:由甲壳素制备壳聚糖的收率均为68%。

制备的壳聚糖均溶于1%HAc 。

结论:制备方法稳定、可行,可以采用本方法,利用废弃的虾壳制备甲壳素、壳聚糖。

关键词:甲壳素;壳聚糖;制备中图分类号:R284.2 文献标识码:A文章编号:1672-7606(2004)03-0023-02　收稿日期:2004-04-25　作者简介:何明(1974-),男,河南洛阳人,药师,从事药物的临床应用工作。

Preparation of chitin and chitosan from different kinds of shrimp shellHE Ming 1,J IN Lin -yu 2,WAN G Wei 3(1.Dongjing A f f iliated Hospital of Henan U niversity ,Kaif eng ,Henan 475001;2.College of Chemist ry &Chemical Engineering ,Henan U niversity ,Kaif eng ,Henan 475000;3.Pharm aceutical College of Henan U niversity ,Kaif eng ,Henan 475001)Abstract :Objective :　To explore feasible methods with which two kinds of trash shrimp shell were prepared into materials of chitin and chitosan in inland city.Methods :　The cleaned shrimp shells were soaked in 2mol/L hydrochloric acid solution in order to remove the calcium in shrimp shell ,then the shells were boiled in 10%NaOH solution to remove protein ,from which chitin material can be obtained.Boiling the chitin in 40%NaOH solution was to remove majority acetyl in the chitin to obtain the chitosan material.R esults :　The rate of chitin prepared from two kind of shrimp shell are 15.92%,17.25%respectively and the rate of chitosan prepared from the shell are 10.84%,11.78%res pectively while the rate of chitosan prepared from the chitin are 68%.All the chitosan obtained was soluble in 1%HAc.Conclusion :　The preparation methods are stable and feasible which can be used to prepare chitin and chitosan from the trash shrimp shells.K ey w ords :chitin ;chitosan ;preparation 目前壳聚糖在医药、食品、化工等研究领域应用广泛,为此,采用不同种类的虾壳为原料对甲壳素与壳聚糖进行了制备。

1　实验材料与方法1.1　实验材料小龙虾壳、北极虾壳(市场收集);所用试剂为化学纯或分析纯。

1.2　实验方法[1-7]1.2.1　甲壳素的制备　将收集的小龙虾壳与北极虾壳,除去附着物,洗净,烘干后备用。

取处理后备用的小龙虾,北极虾壳各3份,室温下用2mol/L 盐酸溶液分别浸泡,反应24h ,不断搅拌,除去虾壳中所含的钙质。

倾去酸液,水洗至中性;用10倍量100g/LNaOH 煮沸6h ～8h ,水解除去虾壳中所含的蛋白质。

倾去碱液,水洗至中性,得甲壳素粗品。

甲壳素粗品第23卷第3期河南大学学报(医学版)Vol.23　No.32004年8月Journal of Henan University (Medical Science )Aug.2004用5g/L KMnO 4浸泡1h ,过滤,水洗除去KMnO 4后,用10g/L 草酸水溶液于60℃～70℃搅拌进行脱色反应,水洗至中性,得白色的甲壳素。

制备得到的甲壳素产量与收率见表1。

1.2.2　壳聚糖的制备　分别取精制甲壳素各3份,加入400g/L NaOH 溶液,煮沸4h ,使甲壳素在强碱作用下脱去乙酰基。

反应至时间后,将产物水洗至中性,干燥得浅黄色壳聚糖。

结果见表2,由虾壳经制备甲壳素再制备为壳聚糖的收率见表3。

2　实验结果2.1　甲壳素和壳聚糖的产量与收率 表1 甲壳素产量与收率(n =3)原料虾壳取量(g )制得甲壳素量(g )收率(%)A B200.031.83±1.4634.50±0.7015.92±0.7317.25±0.35 注:A 为小龙虾壳;B 为北极虾壳。

表2　从甲壳素制备壳聚糖的产量与收率(n =3)原料甲壳素取量(g )制得壳聚糖量(g )收率(%)A B50.034.03±1.0834.1±1.1468.07±2.1668.33±2.27 注:A 为小龙虾壳制得的甲壳素;B 为北极虾壳制得的甲壳素。

表3　从虾壳制备壳聚糖的产量与收率(n =3)原料虾壳取量(g )制得壳聚糖量(g )收率(%)A B100.010.84±0.8111.78±0.1810.84±0.8111.78±0.18 注:A 小龙虾壳:B 北极虾壳。

2.2　制备的甲壳素和壳聚糖的性状与溶解性制备的产物均为膜片状物,略有鳞片光泽。

从外形观察,部分产物仍可观察到虾壳的形状。

两种原料制备的壳聚糖均能溶于10g/L 醋酸,膨胀、溶解后呈浅褐色高分子溶液。

3　讨论①从实验结果,制备产物的产量与收率间的偏差较小,说明甲壳素和壳聚糖的制备方法均较稳定。

制备甲壳素时,北极虾壳的收率大于小龙虾壳,主要是二者所含钙质和蛋白质的量不同。

尤其是钙质,从二者的外观、硬度以及用稀盐酸浸泡时产生的气泡均显示二者的明显差异。

制备的壳聚糖均容易在10g/L醋酸中溶解,便于应用。

其制备甲壳素时先不脱色,待将甲壳素制备成壳聚糖后再进行脱色的方法,这样制得的壳聚糖为白色,具有较好的外观。

也有采用阳光照射的方法进行脱色。

②制备甲壳素时,宜用稀盐酸溶液浸泡1～2次,并注意翻搅,以便完全除去钙质,否则会影响产品纯度。

甲壳素在浓碱作用下,逐渐水解脱去分子结构中的乙酰基。

增加碱的浓度,提高反应温度,延长反应时间,均可促使乙酰基水解,但随着反应条件变化,甲壳素分子主链也会发生水解,不利于制备高粘度、高分子的壳聚糖,因此在制备壳聚糖时应注意控制反应时间和温度。

制备中应注意防止煮沸的碱液溅出,以免灼伤。

③目前对甲壳素与壳聚糖进行着广泛的开发、研究。

本研究结果表明,两种虾壳都是制造壳聚糖的优良原料。

为此,对于内地开展甲壳素与壳聚糖研究,在缺少甲壳素与壳聚糖时,完全可以依据本文的方法自己制备,一则利用了废弃的虾壳,二则可以节约经费开支、节约购置等待的时间。

参考文献:[1]周安娜,张文艺,张国栋1壳聚糖制备新工艺及其生产废水处理[J ]1合成化学,11(2):163-167.[2]谭蓉.壳聚糖的制备及应用[J ].重庆工业高等学校学报,2003,18(3):10-111[3]卢凤琦,曹宗顺,王春香,等.低分子量壳聚糖的研制[J ].中国生化药物杂志.1997,18(4):178-1801[4]黄志林,姜广建,陶智潞.壳聚糖的制备工艺及医用产品质量的关系[J ]1医学基础研究,2000,3(3)288-2891[5]童兴龙,杨建平1甲壳素和壳聚糖的制备条件及其质量及性能的影响[J ]11999,2:12-141[6]那海秋,刘保中,张德智.壳聚糖的性质、制备及应用[J ]1辽宁化工,1997,26(4):194-1951[7]高怀生,黄是是,张世达,等.壳聚糖的制备及其结构测定[J ]1军事医学科学学院院刊,1996,10(1):52-541[责任编辑　李武营]24　河南大学学报(医学版),2004年,第23卷第3期。