甲壳素实验指导书
甲壳素(几丁质)的制备实验

4、纺织品
甲壳素具强大的抗菌能力,故可利用抽丝技术制成 抗菌防臭纤维与织品。
5、环保用品
甲壳素具吸附及螯合性,可以和重金属离子形成错 合物,再加上其生物可分解特性,不致于造成二次 公害,因此为一良好的水处理材料。
四、从蟹壳中提取甲壳素的生产工艺
洗净蟹壳,用5%-6%的HCl在室温20℃下浸泡24小时, 不断搅拌以充分除去钙质,得沉淀物。
水洗,干燥,得甲壳质工业品。
甲壳质的收率为蟹壳的15%、虾壳的20%。
方法二
称取蟹壳20g,在室温下浸泡于1.0mol/L的盐酸中24小时, 不断搅拌以充分除去钙质,得沉淀物。 沉淀物用水洗涤至中性,在室温下浸泡于2.5mol/L的氢氧化 钠溶液中24小时,得沉淀物。 将沉淀物水洗3次,清洗后的沉淀物浸泡于1.0mol/L的盐酸 中24小时,得沉淀物。 沉淀物用水洗涤至中性,105 ℃烘箱恒温烘干4小时。得白 色固体,即为甲壳素。
在自然界中几丁质是地球上含量最丰富的胺基醣型式的多醣, 含量仅次于纤维素;它主要存在于昆虫类及水生甲壳类等无 脊锥动物的外壳上,以及真菌类的细胞壁,它在生物体中所 扮演的角色主要是用来作为身体骨架及保护作用。 虾(螃蟹)壳里各有三成左右的蛋白质、碳酸钙和几丁质 (chitin)。 用稀碱去除其蛋白质,再用稀酸来排除碳酸钙,就 能得到较纯的几丁质(chitin)。 再将几丁质(chitin)处理就变成 了几丁聚醣(chitosan)。甲壳素普遍存在于植物中的低等藻 类、菇类和真菌的细胞壁,以及动物中的昆虫、甲壳类外层 表皮,其中以虾蟹外壳为几丁质最常见之来源。根据文献报 导,全球虾蟹壳年产量近2,000万吨,贝类、蚵类年产几丁 质139万吨,发酵副产品中的丝状菌类年产几丁质79万吨, 几丁质可谓取之不尽,用之不竭。
海洋生物资源综合利用实验(2017)指导书

海洋生物资源综合利用实验指导海洋学院2017年8月29日实验一琼脂的制备一、目的和要求1. 学习和掌握以石花菜为原料,制备琼胶的基本原理。
2. 熟悉和掌握制备琼胶技术关键和基本操作方法。
二、实验原理琼胶是一种半透明乳白色或浅黄色条状或粉状固体。
其主要成分是D-半乳糖与3.6-脱水L-半乳糖等组成的高分子化合物,其分子量约为1.1×109~30×109,不溶于冷水而溶于热水,1%浓度的琼胶溶液其凝固点30~40℃,其熔点为80℃,琼胶溶液冷却后即成凝胶。
琼脂的生产方法以石化菜、龙须菜、江篱、末水紫菜等为原料制备。
其制备方法不尽相同。
不同之处,主要是原料前处理。
根据原料的种类选择不同的预处理方法, 以石花菜为原料只需除去杂物即可; 以江蓠、紫菜为原料, 则需用一定浓度的碱液处理,以提高琼脂质量。
碱处理后, 用水洗至中性。
究其原因是原藻粘质物中含硫酸酯的数量不同所致。
红藻类之粘质物系多糖类与硫酸根结合称酯状,其中酸性部分与某些金属离子成盐类形成O.SO2.OR M(Ca2+或Mg2+等)者O.SO2.O为琼胶质,以石花菜类含量很多。
反之不能、与金属离子成盐,而只能成酯状结构者如只能充做糊料而不能成为琼胶。
O.SO2.OR R′(配糖体)O.SO2.O将原藻加NaOH及CaCl2溶液加热时,即生成如下化学反应,使无凝固性之部分成钙盐而致使具有凝固性。
O.SO2.O O.SO2.OR R’+Ca2Cl+H2O R Ca2++R’OHO.SO2.O O.SO2.O经过碱处理后的原藻,其藻体中以人工形成了O.SO2.OR Ca 亦即可使其变成能提取的琼胶形态.O.SO2.O另外,有的原藻如紫菜表面有一层含有纤维质的表皮细胞,在加热提取琼胶时,须在煮水中加酸或将碱处理的紫菜予以酸处理,以破坏表皮细胞,而有利于琼胶成分之提取。
三、材料、试剂及仪器1. 材料:石花菜或末水紫菜2. 试剂:氢氧化钠、硫酸、盐酸、漂白粉3. 仪器:自动控制加热器一套、烧杯、抽滤器、红外线水分测定仪、称量瓶、天平、凝胶强度测定器。
甲壳素与壳聚糖的制备

甲壳素与壳聚糖的制备[适用对象] 生物工程专业[实验学时] 15学时一、实验目的1、掌握以虾壳或蟹壳为原料,用酸碱法制备甲壳素;用制备好的甲壳素脱乙酰化制备壳聚糖。
2、了解甲壳素与壳聚糖的应用,黏度计的使用。
二、实验原理甲壳素广泛存在于虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳。
甲壳素一般与蛋白质或碳酸钙或两者同时紧密结合在一起,成为络合物,通过酸碱处理可除去钙盐及蛋白质等杂质,虾、蟹壳还有色素,可以通过氧化还原除去。
甲壳素是聚-2-乙酰胺基-2-脱氧-D-吡喃葡糖,是一种线形中性高分子多糖,经浓碱处理去掉乙酰基得到脱乙酰甲壳素,即壳聚糖。
三、仪器设备旋转黏度计、烘箱、水浴锅、天平等。
四、相关知识点多课程知识点:多糖化学特点,生化提取方法:蛋白质分解方法,碳酸盐降解方法,有机化学知识:酰胺基脱酰基方法。
五、实验步骤(一)原料处理1、洗净将市场上收集的虾、蟹壳原材料用自来水冲洗,并除去非虾、蟹壳类的杂质。
2、烘干洗净后的虾、蟹壳,置烘箱100℃直至烘干,每组称取50克,适当掰碎。
(二)盐酸浸泡1、称取每组称取50克,适当掰碎。
2、2M盐酸配制3、盐酸浸泡除钙盐将称好的50克虾、蟹壳置于2000ML的烧杯中,加入2M盐酸1000ML,在水浴锅中40℃浸泡,时而玻棒搅拌,直至无泡产生,除碳酸钙和磷酸盐等。
4、水洗至中性虾、蟹壳盐酸浸泡除钙盐后,将泡酸液倒入废液缸,虾、蟹壳用自来水冲洗至中性(PH试纸检测)。
(三)碱处理1、10%的氢氧化钠配制2、碱回流将炮了酸洗至中性的虾、蟹壳倒入2000ML的烧瓶中,加入10%的氢氧化钠1000ML,水浴锅中90℃-95℃加热3-4小时。
用于除蛋白质,脂质,色素3、水洗至中性虾、蟹壳碱回流后,碱液倒入废液缸,虾、蟹壳用自来水冲洗至中性。
(四)脱色1、高锰酸钾浸泡5%高锰酸钾浸泡30分钟氧化脱色,倒掉高锰酸钾浸泡液于废液缸。
2、亚硫酸钠浸泡高锰酸钾浸泡后的虾、蟹壳用5%亚硫酸钠浸泡15分钟到30分钟脱色,倒掉亚硫酸钠泡液于废液缸。
实验 天然营养美容药可溶性甲壳素的制备

实验可溶性甲壳素的制备一、实验目的(1)掌握可溶性甲壳素的制备原理和方法;(2)了解甲壳素的主要性质和用途。
二、实验原理(1)主要性质和用途甲壳质存在于自然界中的低等植物菌类、藻类的细胞,甲壳动物虾、蟹、昆虫的外壳,高等植物的细胞壁等,其量不低于丰富的纤维素,是除纤维素以外的又一大类重要多糖。
据估计自然界中,甲壳质每年生物合成的量多达1000亿吨。
甲壳素,也称壳聚糖(Chitosan),是目前世界上发现的唯一含有游离氨基碱性基团的多糖类动物纤维素,具有多种生理调节机能,是一种能够改善人体酸性体质,促进酸碱平衡的机能性物质。
适用于糖尿病、肝肾病、高血压、肥胖、便秘、溃疡等人群;此外,还可抗癌,抑制肿瘤细胞转移,有利于预防癌细胞病变和辅助放化疗治疗肿瘤疾病。
(2)制备原理甲壳素三、主要仪器药品塑料烧杯(1000mL)、锥形瓶(250mL)、恒温水浴、不锈钢反应釜(2000mL)、玻璃棒、电动搅拌器、粘度计、烘箱、电热套虾、蟹壳、盐酸、NaOH、KMnO4、NaHSO3四、实验内容1. 可溶性甲壳素的制备2. 性能测定(1)溶解性取少量可溶性甲壳素样品分别放于10.0mL 质量分数0.5% 乙酸溶液和10.0mL 0.1mol·L-1的盐酸溶液中,观察其在乙酸和盐酸中的溶解性。
(2)粘度及相对分子量的测定准确称取可溶性甲壳素,采用稀释法,以0.1mol·L-1乙酸、0.2mol·L-1NaCl 溶液作为溶剂,使其初始质量浓度为0.1g·L-1。
待完全溶解后,用NDJ-1型旋转粘度计测定各浓度下壳聚糖溶液粘度值,作图外推求其绝对粘度[η]=1.81×10-3M0.93,求其粘均相对分子质量M。
(3)脱乙酰度的测定准确称取0.2g 样品置于250 mL锥形瓶中,加入0.1mol·L-1盐酸标准溶液30 mL,搅拌0.5~1h至完全溶解,以甲基橙为指示剂,用0.1mol·L-1NaOH标准溶液滴定过量的盐酸至终点。
从虾_蟹壳中提取甲壳素的实验室方法

甲壳种类 甲壳质量 /g 甲壳素质量 /g
说明
螃蟹
100
青虾
100
对虾皮
100
蚕
100
10. 6 32. 4 13. 2 44. 2
实验所取的甲壳可能 附有 极少 量杂 质, 对 实验结果会造成一定 影响
(本文编辑: 汪 闻 )
己的观点, 其目的在于发展 稳定、清晰 的新认 识结构, 进 行知识整合, 以达到完全的意义建构, 提高应变能力。
三、用品 电子 台秤、大烧 杯、量 筒、硬 毛刷 子、玻 璃棒、镊子、 三脚架、泥三 角、石棉 网、酒 精灯、5% N aOH 溶液、5% 盐
酸、10% N aOH 溶 液、1% KM nO4 溶液、2% N aH SO4 溶 液、 稀 H2 SO4、蒸馏水。
四、操作
( 1 )取一定量虾、蟹壳, 用硬毛刷子除 去其表面的附 着物, 用清水漂洗干净。
( 2 )将上述洗净的甲壳浸 泡在 5% N aOH 溶液中, 大 约 17 h后再换用 10% N aOH 溶液煮沸 30 m in。
( 3 )将上述 脱 脂后 的净 甲壳 加 入 5% 盐 酸溶 液 中, 在常温下浸泡 12 h~ 24 h 以脱除钙盐。
( 4 )将脱除 钙盐 的甲 壳加 入 10% N aOH 溶液 煮 沸, 以脱除蛋白质得到粗品甲壳素。
实验园地 趣味与新奇从虾、蟹壳 Nhomakorabea提取甲壳素的实验室方法
龚源 (江苏省运河中学 江苏 徐州 221300)
文章编号: 1002 2201( 2008) 11 0051 01
中图分类号: G 633. 8
文献标识码: B
苏教版选修模 块 有机化 学基础 在 专题五 第一单 元 糖类 油脂 之 拓 展视野 中简介 了甲壳 素的有关 知识。学生对此很感兴趣, 于 是我们一 起在实 验室动手 做实验, 从虾、蟹壳中提取甲壳素。
甲壳素和壳聚糖蛋白质检测方法.dat

甲壳素和壳聚糖蛋白质检测方法(适用于含氮产品检测)1.标准溶液配制:1.1标准贮备液的配制:精密称定25.0mg牛血清蛋白V标准于50mL容量瓶中,加30mL 0.1moL/L的氢氧化钠溶液使其溶解,然后再加0.1moL/L的氢氧化钠溶液稀释至刻度并摇匀,冷藏后备用。
1.2系列标准的配制:分别精密移取1mL、2mL、3mL、4mL和5mL的标准贮备液至5个25mL容量瓶中,加0.1moL/L的氢氧化钠溶液稀释至刻度,标准浓度分别为20µg/mL、40µg/mL、60µg/mL、80µg/mL、100µg/mL。
2.样品溶液的配制:精密称定已经粉碎好的样品(甲壳素称取0.50g,阿拉斯加雪蟹和壳聚糖称取5.0g)于100mL容量瓶中,加约65℃ 0.1moL/L的氢氧化钠溶液至刻度并摇匀,置于水浴温度为65℃的水浴锅中,浸泡样品一小时后用定性滤纸过滤,弃去初滤液,取续滤液备用。
3.空白溶液为0.1moL/L的氢氧化钠溶液。
4.碱性酒石酸铜溶液的配制:4.1溶液A:精密称定酒石酸钾钠200mg于10mL容量瓶中,加5mL纯化水使其溶解,然后再加纯化水稀释至刻度并摇匀。
4.2溶液B:精密称定硫酸铜(CuSO4·5H2O)100mg于10mL容量瓶中,加5mL纯化水使其溶解,然后再加纯化水稀释至刻度并摇匀。
4.3溶液C:称取2.0g的无水碳酸钠于100mL容量瓶中,加60mL 0.1moL/L的氢氧化钠溶液使其溶解,再加0.1moL/L的氢氧化钠溶液稀释至刻度并摇匀。
4.4碱性酒石酸铜溶液:分别精密移取1mL溶液A和mL溶液B混合在干燥洁净的小烧杯中,将此混合液缓缓注入到100mL的溶液C中,摇匀即得。
(注:此溶液需现配现用,不可超过24小时使用)5.FOlin-酚溶液:精密移取市售的FOlin-酚试剂5mL于25mL容量瓶中,加纯化水稀释至刻度并摇匀。
甲壳素制备(修正)

实验 甲壳质的制备 ⏹ 甲壳质(Chitin ),又称甲壳素、几丁质、壳多糖等。
其在自然界中分布极广,以甲壳类、昆虫类含量较高。
近年来,甲壳质的应用越来越广泛,大量用于工业、农业、医学、环保、生物工程等领域。
其在医疗上的主要用途:可作为缓释药物的载体、人工透析膜、止血剂、手术缝合线等。
其衍生物具有促进伤口愈合、抗血栓等功能。
目前,用于制备甲壳质的原料多为虾、蟹壳,另外还有一些真菌(黑曲霉、猴头菇、平菇),新疆的卤虫卵壳;更经济的来源可能是利用霉菌发酵的残留物。
⏹ 本实验的目的是熟悉并掌握以蟹壳为原料制备甲壳质的工艺方法。
二、实验所用试剂⏹ 5%HCl 的盐酸溶液 ⏹ 3%NaOH 溶液 ⏹ 0.5‰ KMnO4溶液 ⏹ 1% HNO3溶液 三、实验仪器⏹ 粉碎机、电炉、水浴锅、恒温箱、1000ml 烧杯(耐酸、耐碱、耐腐蚀的器皿)、玻棒、500ml 量筒、天平。
四、工艺路线五、实验步骤⏹ 材料的准备将蟹壳洗净、烘干,并研磨至d < 2 mm 的粉末状⏹ 浸泡,除钙质 称取干净的蟹壳5g ,放置于200ml 的烧杯中,将75ml 的5%的盐酸溶液缓缓地加入到烧杯中,并不断地搅拌,后室温(20℃)浸泡24 h ,以充分除去蟹壳中的钙质。
后去上清,水洗沉淀3次至中性;⏹ 去蛋白加3%的NaOH 溶液75ml 于上述沉淀中,煮沸4~6 h 或室温放置10 h ,并不断搅拌,以除去蛋白质。
后去上清,并水洗沉淀3次,以除去残留的碱及蛋白质;⏹ 氧化脱色用0.5‰的KMnO4溶液2ml ,搅拌浸泡沉淀1 h ,再用1%的HNO3溶液2 ml 于60~70℃水浴30~40 min 至脱色;⏹ 去上清,得白色产品,水洗,干燥即可。
高氧洗净蟹壳沉淀白色产品甲壳质工业产品[ 浸泡][ 去蛋白]锰酸钾0.05%,1 h1%HNO 360~70℃,30~40 min[ 水洗,干燥]沉淀水洗3次[ 水洗][化处理][ 硝酸处理]甲壳质的制备工艺路线。
甲壳素的制备研究

毕业设计(论文)题目甲壳素的制备研究系(院)化学与化工系专业化学工程与工艺班级09化工本一学生姓名张厚国学号2009010821指导教师岳武职称讲师二〇一三年六月二十二日独创声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)是本人在指导老师的指导下独立进行研究工作所取得的成果成果不存在知识产权争议。
尽我所知除文中已经注明引用的内容外本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:二〇一三年六月二十二日毕业设计(论文)使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版同意学校保存学位论文的印刷本和电子版或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计(论文);同意学校在不以营利为目的的前提下建立目录检索与阅览服务系统公布设计(论文)的部分或全部内容允许他人依法合理使用。
(保密论文在解密后遵守此规定)作者签名:二〇一三年六月二十二日甲壳素的制备研究摘要本文主要研究以蟹壳为原料,运用化学法制备甲壳素,使用不同的酸碱处理顺序和处理时间,处理温度对制得甲壳素产品的影响。
本次试验对蟹壳采用酸碱循环处理(酸除碳酸钙,碱除油脂和蛋白质,碱除蛋白质后可以助于酸除钙),使得酸碱得以回收减少能耗,双氧水氧化脱色,制得甲壳素。
运用不同的酸碱处理顺序和条件得到不同的产品,利用紫外分光光度法测定脱蛋白率,EDTA法测定脱钙率,通过对比不同产品的颜色,红外检测来分析得出生产甲壳素的最佳条件,为甲壳素的大规模工业生产提供更简洁经济的工艺条件。
实验得到的由蟹壳制备甲壳素的最佳条件为:以2.5mol/L的NaOH溶液在70℃下处理4小时,再用1.0mol/L的HCl溶液在常温下处理10小时。
脱色采用30%H2O2溶液处理1.5小时。
关键词:甲壳素;脱钙率;脱蛋白率The preparation of chitinAbstractThis paper mainly studies the impact of preparing chitin which based on making the crab shell as raw material, preparing chitin by using chemical method, using different acid-base processing sequence and nprocessing time, and processing temperature. In the test the acid-base cycling treatment of crab (acid in addition to calcium carbonate, alkali degreasing and protein, alkali removing protein can contribute to acid calcium removal), which can be recycled and reduce energy consumption of acid, hydrogen peroxide bleaching, preparation of chitin. The acid and alkali treatment sequence and different conditions have different products, using the UV spectrophotometric method for the determination of protein removal rate, determination of decalcification rate of EDTA method, by comparing the different color, infrared detection to analyze the optimal conditions were obtained for the production of chitin, chitin of large-scale industrial production to provide more simple process conditions of economy. The optimum conditions of preparation of chitin from crab shell for: NaOH solution, 2.5mol/L solution at 70℃for 4 hours, HCl solution and 1.0mol/L treatment for 10 h at room temperature. Decolorization of the 30%H2O2 solution for 1.5 hours.Keywords: Chitin; Decalcification rate; Protein removal rate目录引言 (1)第一章绪论 (2)1.1 甲壳素的性质与结构 (2)1.2 甲壳素的应用 (2)1.2.1 甲壳素的特殊生物功能 (2)1.2.2 工业上的用途 (5)1.2.3 医药上的用途 (5)1.2.4 美容上的用途 (5)1.3 甲壳素的制备方法 (5)1.3.1 化学法 (5)1.3.2 微生物发酵法 (5)1.3.3 酶合成法 (6)第二章实验部分 (7)2.1 实验试剂 (7)2.2 实验仪器 (7)2.3 实验原理 (7)2.3.1 生产工艺原理 (7)2.3.2 甲壳素的制备工艺流程 (8)2.4 实验 (8)2.4.1 脱蛋白实验 (8)2.4.2 脱钙实验 (9)2.4.3 脱色试验 (9)2.4.4 甲壳素的表征 (9)第三章结果与讨论 (10)3.1 碱浓度对脱蛋白效果的影响 (10)3.2 相同碱浓度下碱煮时间对脱蛋白的影响 (10)3.3 盐酸浓度对脱钙效果的影响 (11)3.4 酸处理时间对脱钙效果的影响 (12)3.5 脱色效果 (12)3.6 红外吸收光谱分析 (13)结论 (15)参考文献 (16)谢辞 (17)引言甲壳素是1811年由法国学者布拉克诺发现,1823年由欧吉尔从甲壳动物外壳中提取,并命名为Chitin,译名为几丁质。
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O *O *OH NHCOCH 3n543216HO 从虾壳中提取甲壳素实验原理1甲壳素性质甲壳素(Chitin),又称几丁质、壳多糖、甲壳质,是由N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖以-1,4-糖苷键形式连接而成的,即N-乙酰-D-葡萄糖胺的聚糖。
甲壳素结构式甲壳素,无论是在酸性或碱性的水溶液中都不会溶解,只溶于浓盐酸、硫酸、浓磷酸、无水甲酸等,但同时会伴随部分主链的降解,此外还可溶于某些复合溶剂如酰胺/LiCl 。
2甲壳素提取方法及原理甲壳素制备一般采用盐酸脱钙(简称H 法)氢氧化钠脱蛋白质,但这两种化学品对甲壳素的分子链都有损坏,而且能耗高,废弃物对环境污染较为严重。
而采用EDTA 代替盐酸制备甲壳素(简称E 法),由于EDTA 所特有的脱钙机理,同等条件下,其脱钙效果较好,所得的甲壳素分子量较高,而且EDTA 可回收利用,减少了环境污染,并不增加成本。
从天然产物虾壳中提取甲壳素,需要将虾壳中的无机盐(主要为碳酸钙)、蛋白质、脂肪及虾壳色素去除。
从虾壳主要成分可以确定提取甲壳素的主要方法,分别进行酸处理脱除无机盐、碱处理脱除蛋白质和脂肪及虾壳的脱色处理,同时确定检测指标为灰分和含氮量,通过灰分的测定可以研究酸在处理无机盐时的效率,含氮量的测定则可以说明碱处理对产品的氮含量影响或者间接地显示碱对脱除蛋白质的影响。
对此我们可以将整个流程表示为以下几个部分。
(1)脱除无机盐由于虾壳中无机盐主要成分为CaCO3,实验室最常用的酸有盐酸、硫酸、硝酸和磷酸。
硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙微溶于水不利于脱除,硝酸虽然可以与碳酸钙反应且不生成沉淀但是其有氧化性对甲壳素有较大影响,磷酸对甲壳素提取影响较之以上两种小,但是相比较盐酸而言还是不如,由此此次实验脱除无机盐采用盐酸作为主要的试剂。
相关反应式如下:↑++=+22232CO O H CaCl HCl CaCO↑++↓=+224423CO O H CaSO SO H CaCO ↑++=+224433CO O H CaHPO PO H CaCO↑++=+222333)(2CO O H NO Ca HNO CaCO在实验中发现,用酸来处理影响其脱除效率的几个因素分别为盐酸浓度、用量、温度和时间,所以在实验设计时可以按此来安排实验。
(2)脱除脂肪与蛋白质虾壳中富含蛋白质与脂肪,作为动物饲料时是相当的好,但是对于提取甲壳素来说只能作为一种副产物来利用,反应时由于甲壳素不溶于稀碱,而脂肪和蛋白质却可以在稀碱中分解,所以通过碱的处理就可以将甲壳素与蛋白质和脂肪分离。
其中蛋白质与碱反应生成氨基酸盐,脂肪与碱反应生成甘油和可溶性盐(皂化反应),这些产物均可溶于水因此与甲壳素可以较为方便的分离。
(3)脱色漂白为了使产品色泽符合要求还需要进行脱色漂白,实验室中常用高锰酸钾来作为氧化剂,使色素氧化生成二氧化碳脱除其颜色。
由于高锰酸钾的高氧化性可能会导致甲壳素的分子量下降,因此在加入高锰酸钾反应时,需注意反应时间不要太长,以免影响甲壳素的品质。
在氧化完成后需要添加还原剂来还原多余的高锰酸钾,还原剂可以选择草酸或者亚硫酸氢钠。
(4)灰分的检测利用甲壳素在高温灼烧后,完全灰化所剩余的无机物质量作为产品中灰分测定计算基准,灰分测定的计算需要按照实际情况来确定[31]。
计算式为式中,m1——坩埚与灰总质量,g ;m2——坩埚质量,g ;m3——坩埚与产品总质量,g 。
(5)含氮量的检测蛋白质是含氮的有机化合物与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。
然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以硫%10023211⨯--=m m m m X酸或盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,蛋白质含量。
有机物中的胺根在强热和CuSO 4做催化剂,浓H 2SO 4作用下,硝化生成(NH 4)2SO 4反应式为:424422)(2)(2SO NH H SO H NH =++-+在凯氏定氮仪中与碱作用,通过蒸馏释放出NH3,收集于H3BO3溶液中。
反应式为:4223424222)(SO Na O H NH NaOH SO NH ++=+ O H O B NH BO H NH 274243335)(42+=+用已知浓度的H2SO4(或HCl )标准溶液滴定,根据HCl 消耗的量计算氮的含量,然后乘以相应的换算因子,既得蛋白质的含量。
反应式为:3342424274244)(5)(BO H SO NH O H SO H O B NH +=++ 334274244252)(BO H Cl NH O H HCl O B NH +=++计算式:)1001.0/()014.0)(21⨯⨯⨯⨯•-=F m N V V X 式中,X ——样品中蛋白质的百分含量,g ;V 1——样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积,ml ;V 2——试剂空白消耗硫酸或盐酸标准溶液的体积,ml ;N ——硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度;M ——样品的质量(体积),g (ml );F ——氮换算为蛋白质的系数。
蛋白质中的氮含量一般为15-17.6 %,按16 %计算乘以6.25即为蛋白质,乳制品为6.38,面粉为5.70,玉米、高粱为6.24,花生为5.46,米为5.95,大豆及其制品为5.71,肉与肉制品为6.25,大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83,芝麻、向日葵为5.30。
实验步骤由于课题是从天然产物中提取甲壳素的工艺研究,而这些原料来源最容易的得到和量最大的就是虾壳,因此本次设计是以虾壳为原料来提取甲壳素。
在一些相关文献中可以看到提取甲壳素的主要步骤分为三大步,分别为虾壳的脱除无机盐、蛋白质的去除以及产品的脱色处理,而衡量这些过程影响的主要指标有灰分测定、含氮量测定及收率。
在进行实验的开始首先要对虾壳处理,主要进行干燥剔除杂质(渔网碎片、小石块等)。
本次试验若没有特殊说明每次取虾壳均为5 g。
(1)酸处理去除无机盐称取经干燥后的虾壳并放置于100 ml的烧杯中,打开恒温水浴锅将温度调节到预先设计的大小,用量筒量取盐酸并将之加入到装有虾壳的烧杯中,用玻璃棒不停地搅拌不要让其在加入盐酸的时产生的泡沫将虾壳排除烧杯,与此同时记下时间在规定的浸泡时间结束后取出烧杯并通过抽滤将之分离取固体产物在取固体产物后将之放入到干燥箱中干燥直至恒重为止。
取5 ml的坩埚若干,浸泡于5 %的盐酸中4-5 h取出洗净干燥后重复2-3次烘干至恒重并称取其质量。
(2)碱处理脱除蛋白质与脂肪取虾壳置于100 ml烧杯中,加盐酸40 ml后置于30 ℃的恒温水浴中浸泡2 h,期间需要搅拌防止泡沫溢出,反应结束后取出产品,抽滤并洗涤至中性,将所得固体放入洗净的烧杯中向其中加入相应浓度的氢氧化钠溶液,将水浴锅温度调节至所需温度待温度稳定后把加碱的烧杯放入并计时,待反应至所需时间后取出烧杯。
打开抽滤机,取干净漏斗及滤布,将反应后的产品倒入漏斗中抽滤,期间不断地加入蒸馏水洗涤,待产品pH完全呈现中性时加入无水乙醇洗涤2-3次取出。
(3)产品脱色处理取干净烧杯向其中加入10 ml 0.5 %的高锰酸钾溶液,然后将产品加入反应1-2 h,待反应完全时,向其中加入20 ml的5 %的草酸溶液,待产品完全褪色后,再次过滤洗涤完全,加无水乙醇洗涤2-3次,将过滤后产品放入干燥箱中干燥至恒重后称量。
在此步骤时注意虾壳腔体中的高锰酸钾是否还原完全。
指标检测(4)灰分测定称取干燥后的经过盐酸处理的虾壳,将之加入到坩埚中,将马弗炉温度调制600 ℃左右后,将装有虾壳的坩埚放入到其中灼烧2-3 h,待时间完成后取出称重后再次放入炉中灼烧取出后称重待产品恒重后取出否则继续灼烧。
记录下各部分最终质量,并进行计算。
(5)含氮量的测定样品处理:精密称取0.2-2.0 g固体样品,移入干燥的250 ml定氮瓶(或者单口烧瓶)中,加入0.2 g硫酸铜,6 g硫酸钾及10 ml浓硫酸,稍摇匀后置于电加热套中,小火加热,待内容物全部炭化,泡沫完全停止后,加强火力并保持瓶内液体微沸,至液体呈蓝绿色澄清透明后,再继续加热0.5 h。
取下放冷加20 ml蒸馏水,放冷后移入100 ml容量瓶中,用少量水洗定氮瓶,将洗液并入容量瓶中,再加蒸馏水至刻度,混匀备用。
测量含氮量:按图2.1安装好仪器,于水蒸气发生器2内装水约2/3处加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸,以保持水呈酸性,加入数粒碎砖块以防暴沸,加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
向接收瓶内加入10 ml、2 %硼酸溶液及甲基红指示剂1滴,并使冷凝管的下端插入液面下,吸取10.00 ml样品消化液由小玻璃杯流入反应室,并以10 ml 蒸馏水洗涤小烧杯使流入反应室内,塞紧小玻璃杯的棒状玻璃塞。
将10 ml、40 %氢氧化钠溶液倒入小玻璃杯,提起玻璃塞使其缓慢流入反应室,不能立即将玻璃盖塞紧,这样易使玻璃塞粘在进样口,应先用蒸馏水冲洗然后再盖,并加水于小凯氏定氮装置图图中装置名称:1.热源 2.烧瓶 3.玻璃管 4.橡皮管5.玻璃杯 6.棒状玻塞 7.反应室8.反应室外壳 9.夹子 10.反应室中插管 11.冷凝管 12.锥形瓶13.石棉网玻璃杯以防漏气。
夹紧螺旋夹,开始蒸馏,让水蒸气通入反应室,使氨通过冷凝管而进入接收瓶内,蒸馏5 min。
移动接收瓶,使冷凝管下端离开液面,再蒸馏1 min,然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。
取下接收瓶,以0.025 mol/l硫酸或0.05 mol/l盐酸标准溶液定至紫红色为终点。
注意事项(1)在酸处理时,酸浓度不要超过20%,超过20%时会破坏甲壳素分子内氢键,使其分解。
同样在碱处理时碱浓度不得超过40%,超过会使甲壳素脱乙酰成为壳聚糖。
(2)灰分检测时,应保持马弗炉温度在一定温度范围内,同一批次样品处理需要相同的温度及灼烧时间。
(3)含氮量测定时,在加入碱液时尽量缓慢的提起玻璃塞,否则会使吸收液到如反应始中。
(4)在消化液制取时,一定要在通风橱中进行,消化应注意液体颜色变化。