甲壳素生产工艺
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。
甲壳素制备工艺及在食品工业中的应用
胃肠道保健食品
甲壳素与胃酸作 用可形成一种胶 状液，粘附在胃 壁上形成一层保 护膜，防止胃酸 对胃部损伤面的 刺激， 因而起到 辅助治疗胃溃疡 的作用。
同时甲壳素可促进 肠道内双歧杆菌的 生长速度，双歧杆 菌在体内可抑制其 它微生物的生长， 并且产生消化乳糖 所需要的乳糖酶， 提高人体对乳制品 的吸收能力。
海洋浮游动物是一类数量极大、个体很小但甲壳素 含量较高的小生物。 据估计，海洋浮游生物每年合成的甲壳素约有10亿 吨之多。但目前由于其形体极小，分散于海洋中， 收集及其困难。 目前，较为引人注目的是南极磷虾和红蟹，它们在 生长的某个时期会大规模的聚集在一起，易于捕捞。
甲壳素的生理功能
1
降低胆固醇
防止醋产生沉淀
醋在储藏期间常常产生沉淀,严重影响其商品价值。 日本科学家田中健次认为,醋在储藏期间产生沉淀 是由于金属离子和丹宁酸之类酚类物质化合所致, 他用甲壳素除去醋中丹宁之类酚类物质。
处理后的醋储藏一年以上 或在60℃以上高温储藏也 不会生成沉淀。
固定化酶载体
在壳聚糖分子中, 有相当数量的游离氨基, 这些氨基 可以和双功能试剂 ( 如戊二醛等) 发生交联用, 因 此, 可成为许多酶的固定化载体。 这些载体的机械性能良好, 化学稳定性高, 可提高酶 的稳定性和活性。 甲壳素化学的基 本构造
果品贮藏保鲜
甲壳素用作保鲜剂主要是利用其抑菌 功能和成膜性。
甲壳聚糖对大肠杆菌、普通变形杆菌、枯草 杆菌、金黄色葡萄球菌、等的生长有较强的 抑制作用。 甲壳素或者壳聚糖对一些真菌有直接的抑制 作用。浓度为3.0-5.0g/100ml的壳聚糖对黑 曲霉、 寄生曲霉的生长及黄曲霉毒素的产 生均有抑制作用。 另外其对软腐病菌、灰霉病菌、褐 腐病菌也有抑制作用壳聚糖的衍生 物也有很强的抑菌作用
甲壳素提取方法
甲壳素的提取工艺
原料：虾蟹壳
含量：虾蟹壳中甲壳素含量高达10-25％
1.原料: 虾、蟹壳要及时洗净、晒干, 保持质量。
2. 浸酸: 在水缸内进行, 每百斤蟹壳加工业盐酸3 0 斤(婆梅氏30 度) , 水200 斤。
起先应经常翻动蟹壳, 以后每隔4 小时翻动一次。
一般浸酸需30 -40 小时, 若有些原料浸酸后仍不变软, 且酸液中又无气泡发生歹说明酸量不足, 应再加
人一些浓酸。
浸酸后将蟹壳用水洗至中性(PH 6- 7 )
3．碱液煮：浸酸后，软壳的主要成分是蛋白质和一定量的油脂，为了除去
这部分蛋白质和油脂, 需碱煮40 分钟(婆梅氏达16 ~ 18 度) , 然后水
洗至中性
4. 二次浸酸: 为了进一步除净钙质, 需二次浸酸,酸液浓度比第一次要低, 酸度在婆梅氏5 度左右, 浸1 0 ~ 2 0 小时, 勤翻动, 浸酸后水洗并日光晒千(为了节省劳力也可一次性浸酸但要彻底) 。
5．二次煮碱: 为了进一步脱脂, 应再用碱煮30 分钟(婆梅氏8 ~ 10 度)。
6 .过干: 洗净晒干即为半成品。
7 . 脱乙酞基: 甲壳质经浓碱加热60 一80 ℃保温2 8 ~ 4 9 小时, 脱去酞基, 水泡至中性, 干燥后即成为可溶性甲壳质成品。
检查乙酸基是否脱去的方法, 可取1克保温中的甲壳质, 洗去碱液沥干后放在1 0 毫升2 %醋酸溶液中15 分钟, 甲壳质溶化即表示乙酚已经脱去,反之要继续保温脱去乙酸基。
虾壳含蛋白质、钙质较少, 浸酸中酸液浓度要比蟹壳稀, 每道工序少用酸碱10％左右。
甲壳素工艺流程
甲壳素工艺流程
甲壳素工艺流程包括以下步骤：
1. 原料准备：选择清洁、无杂质的虾、蟹壳作为原料，进行破碎、清洗和筛选，以获得适当大小的颗粒。
2. 酸碱处理：将筛选后的原料颗粒进行酸碱处理。
首先，用稀盐酸在室温下浸渍24小时，使甲壳素中的碳酸钙转化为氯化钙，然后除去氯化钙。
之后，将酸处理后的原料颗粒在3%-4%的NaOH中煮沸4-6小时，以除去其中的蛋白质。
3. 脱色：将上述碱处理后的甲壳素在0.5%高锰酸钾溶液中搅拌1小时，水洗后在60-70℃的温度下在小于1%的草酸中搅拌30-40分钟，以脱色。
再经充分水洗和干燥，即可得到白色纯甲壳素成品。
4. 甲壳素纤维的制备：将上述纯甲壳素进行熔融纺丝，得到甲壳素纤维。
甲壳素及其衍生物是长链大分子，分子中极性基团较多，分子间作用力强，热分解温度低于其理论上的熔融温度，因此，甲壳素纤维的制造一般不能采用熔体纺丝方法。
如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
第五节甲壳素和壳聚糖
壳聚糖： 葡萄糖胺为基本单位， 脱乙酰度由60%～100%不等。 脱乙酰度55-70%（低脱乙酰度壳聚糖），
70-85%（中~），85-95%（高~） 95-100%（超高~），不能达到100%
分子量10-50万
略带珍珠般的光泽
不溶于水、乙醇、酮和碱溶液，可溶于大多数稀酸 (如醋酸、环烷酸和苯 甲酸) 。在pH低于6.5时，可得到黏稠的溶液。
u 应用 手术线，人工透析膜，非纺造织物，纺织原料
6. 甲壳素和壳聚糖的应用
u 生物医用材料 相关性能：
(1) 抑菌抗感染 壳聚糖形成质子化铵盐，吸附带负电的细胞壁，改变细胞膜的选择透过性， 扰乱了细菌正常的新陈代谢，导致细胞质壁分离，抑菌杀菌。 (2) 抗病毒和抑制肿瘤 促进巨噬细胞活性，影响非杀伤性细胞(NK)活性IL22的分泌，提高机体的 非特异性免疫功能 (3) 降脂和防治动脉硬化 (4)止血作用 壳聚糖被质子化，可和许多带负电生物大分子如黏多糖、磷脂及细胞外基 质蛋白发生静电作用而形成血栓，起到止血作用。
（3）制造人造血管 内壁光滑不会凝集血球、抑制人成纤维细胞生长
（4）固定化酶载体
（5）药物辅料和载体
u 水处理材料 （1）吸附金属离子：
-NH2 和-OH与Pb2+、Cr6+、Cu2+等重金属离子形成稳定的五环状螯合物
交联微球+磁铁，去除率达98%
（2）絮凝剂、络合剂、吸附剂处理废水和饮用水 酸性条件，静电作用 碱性条件，化学吸附和物理吸附 高效絮凝剂，无毒副作用，易降解
u 聚乙二醇 PEG400交联壳聚糖，pH7条件下，对Pb吸附容量为20mg/g
5. 甲壳素纤维的成形加工
u 工艺路线 甲壳素（壳聚糖）-->（改性处理）--> 溶解--> 纺丝原液--> 过滤--> 脱 泡--> 计量--> 纺丝--> 一浴 -->拉伸--> 二浴--> 定型--> 后处理--> 干燥--> 纤维 u 制备方法 （1）甲壳素纤维
甲壳素衍生物的制备工艺
甲壳素衍生物的制备工艺Ξ章朝晖1, 黄 平2(1.广西南宁化工研究设计院,广西南宁 530022;2.南宁化工股份有限公司,广西南宁 530031) 摘 要:介绍了多种甲壳素衍生物的制备工艺和生产方法,包括壳聚糖、羧甲基甲壳素、羧甲基壳聚糖、乙酰化壳聚糖、羧丙(乙)基壳聚糖、微晶甲壳素及壳聚糖、盐酸氨基葡萄糖、甲壳素硫酸盐、溴化甲壳素、N2乙基壳聚糖、季铵化壳聚糖、壳聚糖接枝共聚产物等十多种。
关键词:甲壳素;壳聚糖;衍生物;制备 中图分类号:O636.1 文献标识码:A 文章编号:100320840(2000)0320020205 甲壳素又名甲壳质、几丁质,英文名Ch itin,主要存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及菌类、藻类植物的细胞壁中。
地球上每年生物合成的甲壳素达数十亿t,是产量仅次于纤维素的纯天然高分子化合物。
壳聚糖又名甲壳胺或脱乙酰甲壳素,英文名Ch ito san,是甲壳素经脱乙酰化反应制得的产物,是最基本、最重要的甲壳素衍生物。
甲壳素为白色的固体,比重0.3,常温下能稳定存在,甲壳素分子之间存在着强烈的氢键作用,使甲壳素成为高度的结晶结构,从而造成甲壳素的高度难溶解的性质。
甲壳素不溶于水及绝大多数有机溶剂,也不溶于稀酸、稀浓碱中,只溶于浓酸及某些特定介质。
壳聚糖为白色带珍珠光泽的片状或粉状固体,其分子上的活性基团为氨基而不是乙酰胺基,因此壳聚糖的化学性质和溶解性比甲壳素有所改善,可溶于稀酸之中,但仍不能溶于水及大多数有机溶剂中。
甲壳素及其衍生物具有良好的吸湿性、成膜性、气透性、降解性、生物和容性、无毒副作用以及不污染环境的优良性质,广泛应用于环保、水处理、食品、化工、医药、纺织、造纸、烟草、农业、化妆品、印染、生物医学、酶制剂、保健品、金属回收及提取等许多行业中。
甲壳素作为一种纯天然可再生的自然资源,开发其应用具有极其深远的意义。
但是,甲壳素的高度不溶性质极大地限制了它的应用,必须对甲壳素进行化学深加工,引入或改变其分子链上的某些化学基团,或者完全降解或部分降解其分子链,从而得到一些具有特殊性质、水溶性有所改善的衍生物产品,来满足人们的使用需要[1～3]。
小龙虾壳中甲壳素的提取及壳聚糖的制备
小龙虾壳中甲壳素的提取及壳聚糖的制备甲壳素（Chitin），又名几丁质，是一种氨基多糖，主要存在于节肢动物如虾、蟹的外壳和真菌及一些藻类植物的细胞壁中，是仅次于纤维素的第二大可再生资源。
壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物，是天然多糖中惟一的碱性多糖，具有许多特殊的物理化学性质和生理功能，被认为是继蛋白质、脂肪、糖类、维生素和无机盐之后的第六大生命要素。
目前，甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品、材料科学、医药科学、微生物学、免疫学、农业等方面有重要的应用价值，现已成为最热门的研究领域之一。
我国目前加工提取甲壳素和壳聚糖的主要原料是海虾和海蟹壳等，用淡水虾壳制备甲壳素和壳聚糖的报道尚不多见。
小龙虾学名为克氏原螯虾（Procambarus clarkii），也叫红螯虾，是一个淡水小龙虾种，原产于美国东南部，现广泛分布于长江中下游各省市。
小龙虾壳为虾仁加工或食用后的废弃物，长期以来未得到很好的利用，既浪费了资源，又污染了环境。
因此，以小龙虾壳为原料生产甲壳素类产品具有综合利用资源和保护环境的双重意义。
本研究以小龙虾壳为原料，采用酸碱法提取甲壳素，然后将甲壳素脱乙酰基制备壳聚糖，考察不同提取制备条件对甲壳素提取率和壳聚糖质量的影响，确定最佳工艺条件，旨在为虾壳的综合利用提供参考。
1 试验方法1.1 甲壳素的提取1.1.1 甲壳素的提取将收集于荆州市南门某大排档的新鲜小龙虾壳洗净，除去附着物，烘干并磨成粉，取小龙虾壳粉，室温下分别用不同浓度的HCl溶液浸泡，期间不断搅拌，除去虾壳中的矿物质，直至无气泡产生。
倾去酸液，水洗至中性；用不同浓度的NaOH溶液在90～100 ℃水浴中反应不同时间，水解除去虾壳中的蛋白质。
倾去NaOH溶液，水洗至中性，得甲壳素粗品。
甲壳素粗品用5 g/L的KMnO4溶液浸泡1 h，过滤，水洗除去KMnO4后用10 g/L的草酸水溶液于60～70 ℃搅拌进行脱色反应，直至全部变成白色，水洗至中性，于60～70 ℃干燥24 h，得白色的甲壳素。
甲壳素、几丁质、壳聚糖的区别
甲壳素、几丁质、壳聚糖的区别甲壳素：又称甲壳多糖、几丁质。
甲壳动物（虾、蟹）等的骨骼和菌类（地衣）等的细胞膜的重要成分。
白色半透明固体。
不溶于水、乙醇和乙醚。
是由N-乙酰α-氨基-D-葡萄糖胺以β(1→4)糖苷键连结而成的含氮多糖。
溶于浓无机酸和无水甲酸。
在浓酸或浓碱中发生水解而成α-氨基葡萄糖。
可用于纺织品的防皱和防缩处理；直接染料或硫化染料的固色；涂料印花的固着；木材的胶合以及防雨篷布的上浆等。
也可用作制人造纤维和塑料等的原料。
由含有甲壳质的物质如虾壳、蟹壳等提取制得。
壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，又称可溶甲壳素、壳多糖、甲壳胺，是一种天然生物高分子聚合物，白色结品性扮末。
有很强的吸湿性，仅次于甘油，高于聚乙二醇、山梨醇。
在吸湿过程中，分子中的羟基、胺基等极性基团与水分子作用而水合，分子链逐渐膨胀，随着pH值的变化，分子够从球状胶束变成线状。
具有很好成膜性、透气性和生物相容性。
无毒，且可生物降解。
甲壳素（几丁聚糖）俗称壳聚糖、几丁质，也称壳胺糖或救多善，学名为几丁聚糖（chitos an）。
广泛存在于蟹、虾等甲壳动物的外壳及各种昆虫的表皮和贝类等软体动物的骨骼、外壳中，以及蘑菇和灵芝等的细胞壁中，是自然界中唯一带正电荷的动物性膳食纤维素。
甲壳素的用途广泛，除工业、农业、轻纺、环境保护、化妆品等领域外，它的医疗保健作用更令人刮目相看，因为它完全不同于一般的营养保健品。
它对于人体具有调节免疫功能，有活化细胞、抑制老化、预防疾病、调节人体生理功能等作用，被欧美学术界誉为与蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质并列的第六大生命要素。
是功能最全面、效果最显著的第三代机能性健康食品。
（一）甲壳素的特点：“五个一”１．甲壳素是目前唯一天然的含有正电荷阳离子基团的可食性动物纤维；２．甲壳素是糖类中唯一的碱性多糖；３．甲壳素保健食品是日本政府批准的唯一允许宣传疗效的机能性保健食品；４．甲壳素资源是自然界里含氮量最高的天然资源；５．日本国际健康研究所所长金子今朝夫在其著作《七种最佳抗癌食品》一书中把甲壳素摆在灵芝、刺五加、螺旋藻、蜂胶、啤酒糟、半藻类之冠；上海胸科医院廖美琳教授在第六届全国肺癌会议报告中，把甲壳素摆在三种抗癌细胞特种的物质（甲壳素、多肽、肝素）之首。
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甲壳素生产工艺
甲壳素是一种生物质材料，广泛应用于食品、医药、化妆品等行业。
在甲壳素的生产过程中，存在着一系列的工艺步骤和技术要点。
本文将详细介绍甲壳素的生产工艺。
一、原料准备
甲壳素的原料主要来源于海产品的壳，如虾、蟹、贝类等。
首先，需要对原料进行清洗和处理，去除杂质和残留物，并将其破碎成适当大小的颗粒。
二、酸碱处理
经过原料准备后，需要进行酸碱处理。
首先是酸处理，将原料颗粒浸泡在酸性溶液中，以去除其中的无机盐和蛋白质等杂质。
然后，进行碱处理，将酸处理后的原料颗粒浸泡在碱性溶液中，以去除其中的色素和脂肪等物质。
三、脱蛋白
脱蛋白是甲壳素生产过程中的重要步骤。
通过酸碱处理后，仍然存在一定量的蛋白质残留在原料中。
脱蛋白的方法可以采用酶解法或高温处理法。
酶解法是利用特定的酶将蛋白质降解为小分子物质，从而实现脱蛋白的目的。
高温处理法则是通过加热原料，使蛋白质在高温下发生变性，然后通过过滤等方式去除蛋白质。
脱色是为了去除原料中的色素物质，使甲壳素具有较高的纯度和洁白度。
常用的脱色方法有活性炭吸附法、氧化法和还原法等。
活性炭吸附法是利用活性炭对原料中的色素进行吸附，从而实现脱色的效果。
氧化法则是通过氧化剂对原料中的色素进行氧化，使其变成无色物质。
还原法是将原料中的色素还原为无色物质，常用的还原剂有亚硫酸氢钠等。
五、溶解和沉淀
脱色后的原料需要进行溶解和沉淀处理。
将脱色后的原料颗粒浸泡在酸性溶液中，使甲壳素溶解出来。
然后，通过调节溶液的酸碱度和温度等条件，使甲壳素逐渐沉淀出来。
沉淀后的甲壳素经过过滤、洗涤等步骤后，可以得到较纯净的甲壳素产物。
六、干燥和粉碎
沉淀后的甲壳素需要进行干燥和粉碎处理。
首先，将甲壳素产物进行初步干燥，去除其中的水分。
然后，通过粉碎机将干燥后的甲壳素产物研磨成适当的粒度。
七、包装和贮存
对甲壳素进行包装和贮存。
将甲壳素装入密封的包装袋或容器中，以防止潮湿和氧化。
同时，要注意存放环境的温度和湿度，以确保甲壳素的质量和稳定性。
甲壳素生产工艺涉及到原料准备、酸碱处理、脱蛋白、脱色、溶解和沉淀、干燥和粉碎、包装和贮存等多个步骤。
每个步骤都有其特定的技术要点和注意事项。
通过合理控制每个步骤的工艺条件和参数，可以得到高质量的甲壳素产品。
甲壳素作为一种重要的生物质材料，具有广阔的应用前景。
随着生物技术和工艺的不断发展，甲壳素的生产工艺也将不断完善和提高。