專利名稱：一種從黑水虻中提取殼聚糖的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種殼聚糖的制備方法，具體涉及一種以黑水虻為材料來提取殼聚糖的制備方法。
背景技術(shù)：
黑水(Hermtiaillucens L.),英文名稱Black soldier fly，是雙翅目(Diptera) 水虻科的一種昆蟲。黑水虻的生長發(fā)育分為卵期、幼蟲期、蛹期和成蟲期，幼蟲期又分為6 個(gè)不同的齡期，第6齡幼蟲被稱為預(yù)蛹，這一時(shí)期幼蟲頭部更加幾丁質(zhì)化，一般認(rèn)為這個(gè)齡期的幼蟲不再取食。黑水虻可通過大規(guī)模飼養(yǎng)而獲得大量廉價(jià)的產(chǎn)品。黑水虻幼蟲、蛹及蛹?xì)ぶ泻胸S富的幾丁質(zhì)，是一種具有很高應(yīng)用價(jià)值的天然生物資源。幾丁質(zhì)(Chitin)是N-乙酰-D-葡萄糖胺以￠-(1-4)糖苷鍵相連而成，化學(xué)名為聚-2-N-乙酰胺基-2-脫氧H4-葡萄糖，與纖維素結(jié)構(gòu)相似。甲殼素是白色或灰白色無定形、半透明固體，相對(duì)分子量因提取方法的差異而有數(shù)十萬至數(shù)百萬不等，不溶于水、 稀酸、稀堿、濃堿、一般有機(jī)溶劑，可溶于濃鹽酸、硫酸、磷酸和無水甲酸，但同時(shí)主鏈發(fā)生降解。幾丁質(zhì)是一種線性多糖類生物高分子，在自然界中廣泛存在于低等生物菌類和藻類的細(xì)胞，節(jié)肢動(dòng)物蝦、蟹、昆蟲的外殼，軟體動(dòng)物的內(nèi)殼和軟骨，高等植物的細(xì)胞壁等，它是自然界中豐富的生物聚合物，每年生物合成量超過10億噸，是地球上僅次于植物纖維的第二大生物資源。殼聚糖(Chitosan)又稱脫乙酰幾丁質(zhì)、聚氨基葡萄糖和可溶性甲殼素，是天然多糖中唯一的堿性多糖，也是迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一陽離子堿性多糖，其學(xué)名為(1，4)-2氨基-2-脫氧-8-殼聚糖。殼聚糖作為天然高分子的優(yōu)勢(shì)，充分利用它的安全無毒性、生物可降解及生物相容性、可食用性和具有多種特殊功能等特點(diǎn)，殼聚糖可應(yīng)用于環(huán)保、醫(yī)療衛(wèi)生、食品及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。殼聚糖通常從蝦、蟹殼中提取，但由于原料的不穩(wěn)定性使殼聚糖的產(chǎn)量和質(zhì)量受到影響，而且生產(chǎn)成本較高。在自然界中，昆蟲是幾丁質(zhì)三大來源之一。甲殼素在昆蟲體內(nèi)廣泛分布。因此，在目前甲殼素/殼聚糖資源供不應(yīng)求的情況下開發(fā)昆蟲幾丁質(zhì)/殼聚糖資源具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，昆蟲幾丁質(zhì)/殼聚糖資源的開發(fā)也是昆蟲資源綜合開發(fā)利用的一個(gè)重要內(nèi)容，它的開發(fā)利用將可能對(duì)整個(gè)昆蟲資源的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化起到一定的促進(jìn)作用。鑒于此，開發(fā)黑水虻幾丁質(zhì)/殼聚糖資源具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種來源廣泛、制備簡單、殼聚糖提取率高、易于控制產(chǎn)品質(zhì)量的從黑水虻提取殼聚糖的制備方法。本發(fā)明的從黑水虻提取殼聚糖的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(a)取黑水虻蛹?xì)?、黑水虻蛹、黑水虻幼蟲、黑水虻成蟲中的一種或數(shù)種，投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I 10%的鹽酸溶液中，浸泡時(shí)間為5 24小時(shí),浸泡溫度為10 40°C,然后再用水洗滌至中性，干燥得樣品A ；(b)樣品A加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I 15%的NaOH溶液中，浸泡時(shí)間為I 24小時(shí)， 浸泡溫度為40 100°C，然后再用水洗滌至中性，干燥得樣品B ；(C)樣品B用次氯酸鈉溶液脫色素，次氯酸鈉溶液中有效氯摩爾分?jǐn)?shù)為0. 5 5%，浸泡時(shí)間為I 24小時(shí)，浸泡溫度為60 100°C，干燥得幾丁質(zhì)樣品；(d)幾丁質(zhì)樣品加入30 70%的NaOH溶液中，浸泡時(shí)間為I 24小時(shí)，浸泡溫度為70 120°C，水洗至中性；(e)重復(fù)(d)步驟若干次，然后干燥即得殼聚糖樣品。本發(fā)明的從黑水虻中提取殼聚糖的制備方法是根據(jù)黑水虻的性質(zhì)而設(shè)計(jì)的殼聚糖的制備方法，其原料為黑水虻，來源廣泛，因此擴(kuò)寬了殼聚糖資源的來源渠道，該方法制備工藝簡單，殼聚糖提取率高、易于控制產(chǎn)品質(zhì)量。利用本發(fā)明制備得到的殼聚糖可應(yīng)用于環(huán)保、醫(yī)療、食品、紡織及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式以下是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例I :將黑水虻蛹?xì)OOg在600mL 5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))鹽酸中室溫下(26°C )浸泡5h，洗滌至中性后，在60°C干燥箱中烘6h ;然后用8% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的NaOH溶液在70°C水浴中浸泡4h，洗滌至中性，在60°C干燥箱中烘6h ;稱取2g干燥后的樣品置于IOmL 3. 6% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))HCl溶液中浸泡0. 5h，然后加入40mL NaClO溶液(有效氯摩爾分?jǐn)?shù)I. 0% )在80°C水浴中處理4h，干燥后得幾丁質(zhì)樣品，貯于冰箱中備用。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。所提取的幾丁質(zhì)產(chǎn)品顏色為白色，黑水虻蛹?xì)ぶ袔锥≠|(zhì)的平均提取率為13.0%。 在提取的幾丁質(zhì)中加入I滴0. 03% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))碘-碘化鉀溶液和I滴1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 硫酸，在白瓷點(diǎn)滴試樣板上顯示紫褐色，再加數(shù)滴75%硫酸，發(fā)現(xiàn)紫色逐漸消失，表明測(cè)試物質(zhì)為幾丁質(zhì)。稱取提取的幾丁質(zhì)樣品Ig置于50mL 40% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液中，在90°C水浴鍋中反應(yīng)3h，水洗至中性；然后再加入40mL 50% NaOH溶液在90°C水浴鍋中反應(yīng)lh，水洗至中性；最后再加入50mL 50% NaOH在90°C水浴鍋中反應(yīng)4h，水洗至中性，在60°C干燥箱中干燥6h，經(jīng)測(cè)定，脫乙酰度值為76. 20%，所得樣品為殼聚糖。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。從提取的幾丁質(zhì)產(chǎn)品到制備的殼聚糖，平均收率為85. I %。實(shí)施例2:將黑水虻蛹?xì)OOg在600mL 4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))鹽酸中室溫下(26°C )浸泡12h， 洗滌至中性后，在60°C干燥箱中烘6h ;然后用6% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的NaOH溶液在80°C水浴中浸泡5h，洗滌至中性，在60°C干燥箱中烘6h ;稱取4g干燥后的樣品置于20mL 4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))HCl溶液中浸泡lh，然后加入80mL NaClO溶液(有效氯摩爾分?jǐn)?shù)2. 0% )在80°C水浴中處理3h，干燥后得幾丁質(zhì)樣品，貯于冰箱中備用。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。所提取的幾丁質(zhì)產(chǎn)品顏色為白色，黑水虻蛹?xì)ぶ袔锥≠|(zhì)的平均提取率為11.7%。 在提取的幾丁質(zhì)中加入I滴0. 03% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))碘-碘化鉀溶液和I滴1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 硫酸，在白瓷點(diǎn)滴試樣板上顯示紫褐色，再加數(shù)滴75% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硫酸，發(fā)現(xiàn)紫色逐漸消失，表明測(cè)試物質(zhì)為幾丁質(zhì)。稱取提取的幾丁質(zhì)樣品3g置于120mL 50% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液中，在100°C水浴鍋中反應(yīng)4h，水洗至中性；然后再加入120mL 50% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH在90°C水浴鍋中反應(yīng)lh，水洗至中性在60°C干燥箱中干燥8h，經(jīng)測(cè)定，脫乙酰度值為73. 52%，所得樣品為殼聚糖。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。從提取的幾丁質(zhì)產(chǎn)品到制備的殼聚糖，平均收率為87.4%。實(shí)施例3 將黑水虻蛹?xì)OOg在600mL 1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))鹽酸中(40°C )浸泡24h，洗滌至中性后，在60°C干燥箱中烘6h ;然后用1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的NaOH溶液在100°C水浴中浸泡 24h，洗滌至中性，在60°C干燥箱中烘6h ;稱取4g干燥后的樣品置于20mL 4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) HCl溶液中浸泡lh，然后加入80mL NaClO溶液(有效氯摩爾分?jǐn)?shù)5.0% )在60°C水浴中處理lh，干燥后得幾丁質(zhì)樣品，貯于冰箱中備用。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。所提取的幾丁質(zhì)產(chǎn)品顏色為微黃色，黑水虻蛹?xì)ぶ袔锥≠|(zhì)的平均提取率為 10.5%。在提取的幾丁質(zhì)中加入I滴0.03% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))碘-碘化鉀溶液和I滴1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硫酸，在白瓷點(diǎn)滴試樣板上顯示紫褐色，再加數(shù)滴75% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硫酸，發(fā)現(xiàn)紫色逐漸消失，表明測(cè)試物質(zhì)為幾丁質(zhì)。稱取提取的幾丁質(zhì)樣品3g置于120mL 70% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液中，在70°C水浴鍋中反應(yīng)24h，水洗至中性；然后再加入120mL 70% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液，在70°C水浴鍋中反應(yīng)24h，水洗至中性，在60°C干燥箱中干燥8h，經(jīng)測(cè)定，脫乙酰度值為67. 36%，所得樣品為殼聚糖。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。從提取的幾丁質(zhì)產(chǎn)品到制備的殼聚糖，平均收率為76.7%。實(shí)施例4 將黑水虻蛹?xì)OOg在600mL 10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))鹽酸中(10°C )浸泡12h，洗滌至中性后，在60°C干燥箱中烘6h ;然后用15% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的NaOH溶液在40°C水浴中浸泡 lh，洗滌至中性，在60°C干燥箱中烘6h ;稱取4g干燥后的樣品置于20mL 4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) HCl溶液中浸泡lh，然后加入80mL NaClO溶液(有效氯摩爾分?jǐn)?shù)0. 5% )在100°C水浴中處理24h，干燥后得幾丁質(zhì)樣品，貯于冰箱中備用。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。所提取的幾丁質(zhì)產(chǎn)品顏色為白色，黑水虻蛹?xì)ぶ袔锥≠|(zhì)的平均提取率為12.9%。 在提取的幾丁質(zhì)中加入I滴0. 03% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))碘-碘化鉀溶液和I滴1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 硫酸，在白瓷點(diǎn)滴試樣板上顯示紫褐色，再加數(shù)滴75% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硫酸，發(fā)現(xiàn)紫色逐漸消失，表明測(cè)試物質(zhì)為幾丁質(zhì)。稱取提取的幾丁質(zhì)樣品3g置于120mL 30% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液中，120°C反應(yīng) 4h，水洗至中性；然后再加入120mL 30% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液，120°C反應(yīng)4h，水洗至中性，在60°C干燥箱中干燥8h，經(jīng)測(cè)定，脫乙酰度值為72. 41 %，所得樣品為殼聚糖。實(shí)驗(yàn)重復(fù) 3次。從提取的幾丁質(zhì)產(chǎn)品到制備的殼聚糖，平均收率為84. 7%。
權(quán)利要求
1.一種從黑水虻提取殼聚糖的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(a)取黑水虻蛹?xì)ぁ⒑谒涤?、黑水虻幼蟲、黑水虻成蟲中的一種或數(shù)種，投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I 10%的鹽酸溶液中，浸泡時(shí)間為5 24小時(shí),浸泡溫度為10 40°C,然后再用水洗滌至中性，干燥得樣品A ;(b)樣品A加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I 15%的NaOH溶液中，浸泡時(shí)間為I 24小時(shí)，浸泡溫度為40 100°C，然后再用水洗滌至中性，干燥得樣品B ；(c)樣品B用次氯酸鈉溶液脫色素，次氯酸鈉溶液中有效氯摩爾分?jǐn)?shù)為O.5 5%，浸泡時(shí)間為I 24小時(shí)，浸泡溫度為60 100°C，干燥得幾丁質(zhì)樣品；(d)幾丁質(zhì)樣品加入30 70%的NaOH溶液中，浸泡時(shí)間為I 24小時(shí)，浸泡溫度為 70 120°C，水洗至中性；(e)重復(fù)(d)步驟若干次，然后干燥即得殼聚糖樣品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從黑水虻中提取殼聚糖的制備方法。該方法是以黑水虻作為材料，采用鹽酸脫鈣、稀堿去蛋白、次氯酸鈉脫色素等步驟提取幾丁質(zhì)，然后幾丁質(zhì)脫乙酰得到殼聚糖。本發(fā)明從黑水虻中提取殼聚糖的制備方法是根據(jù)黑水虻的性質(zhì)而設(shè)計(jì)的殼聚糖的制備方法，其原料為黑水虻，來源廣泛，因此擴(kuò)寬了殼聚糖資源的來源渠道，該方法制備工藝簡單，殼聚糖提取率高、易于控制產(chǎn)品質(zhì)量。利用本發(fā)明制備得到的殼聚糖可應(yīng)用于環(huán)保、醫(yī)療、食品、紡織及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08B37/08GK102585035SQ20121001846
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者葉靜文, 安新城, 徐齊云, 戴建青, 韓詩疇 申請(qǐng)人:廣東省昆蟲研究所