潮汕地区虾蟹壳提取甲壳素的工艺优化.docx

1潮汕地区虾蟹壳提取甲壳素的工艺优化李晓丹赖鹤鋆林婉琪李璇君林雅玲韩山师范学院化学系广东潮州摘要采用传统酸碱法提取潮汕地区虾蟹壳中甲壳素对溶液浓度溶液用量酸浸时间个因素进行正交试验确定虾壳中脱钙的最佳工艺为提取虾壳需溶液浓度酸浸时间溶液用量氢氧化钠溶液浓度为碱浸时间时平氢氧化钠溶液用量甲壳素含量为蟹壳中脱钙的最佳工艺为蟹壳需溶液浓度酸浸时间溶液用量氢氧化钠溶液浓度碱浸时间平均氢氧化钠溶液用量甲壳素含量为关键词虾蟹壳甲壳素脱钙脱蛋白中图分类号文献标识码文章编号甲壳素又名甲壳质几丁质化学名称为乙酰氨基脱氧葡萄糖是自然界大量存在的惟一的天然碱性多糖甲壳素和其衍生物壳聚糖被誉为继蛋白质糖脂肪维生素矿物质以外的第六生命要素目前由于甲壳素易进行化学修饰经化学修饰后的产品已在医药食品卫生轻纺环保等2领域得到广泛应用所以从低值海洋生物及下脚料中获取相对高价值的活性物质作为功能性食品或者药品成分安全性高且具有显著的社会效益经济效益和环境效益甲壳素广泛存在于海洋甲壳动物外壳软体动物内骨骼昆虫翅膀菌类及藻类细胞壁内而广东潮汕地区濒临海洋具有丰富的海洋生物资源尤其是虾蟹等甲壳类生物但这些虾蟹加工后产生的外壳常被当作废弃物处理不仅浪费而且造成了环境污染本试验研究了采用酸碱法从虾蟹壳中制取甲壳素的最佳投料比并分别测定虾与蟹壳中的钙含量和蛋白质含量为未来我国甲壳素新材料的深入研究和应用奠定基础材料与方法试验材料原料虾蟹壳购自潮州市海鲜城试剂盐酸氢氧化钠乙二胺二乙酸钠甲基橙试剂碳酸钙等均为分析纯仪器型粉碎机购自上海嘉定粮油仪器有限公司型电子天平购自上海精密科学仪器有限公司型电热恒温鼓风干燥箱购自上海森信实验仪器有限公司型傅立叶变换红外光谱仪购自日本岛津公司试验方法材料收集与处理虾壳与蟹壳剔除残留肉质和污物先用自3来水洗净晾干再用超纯水清洗次晾干置于干燥箱烘至恒重粉碎过目筛得到样品虾蟹壳提取甲壳素工艺流程基本原理虾壳蟹壳中除了甲壳素其余主要是碳酸钙和蛋白质制备甲壳素的基本原理是脱钙脱蛋白和脱色基本流程虾壳蟹壳清洗干燥粉碎溶液脱钙洗涤至中性溶液脱蛋白脱色洗涤干燥甲壳素脱钙试验设计每组分别称取的虾壳蟹壳粉于的烧杯中加入溶液浸泡适时过滤并洗涤滤渣将滤液与洗涤液定容后用络合滴定得出脱钙量确定最佳投料比以及虾壳与蟹壳中的含钙量脱钙正交试验根据时杰等甲壳素工艺单因素试验结果虾壳蟹壳脱钙过程中的影响因素有溶液浓度酸浸时间为了得到较科学的提取方法试验设计选取溶液用量溶液浓度酸浸时间个因素设计三因素三水平的正交试验以甲壳素的脱钙量作为评价指标正交试验因素与水平见表脱蛋白脱色工艺分别称取已经脱钙的虾壳粉蟹壳粉于烧杯中加入氢氧化钠溶液在室温下浸泡过滤并洗涤滤渣滤液与洗涤液用的溶液滴定得出脱蛋白过程中所需用碱量同时滤液用凯氏定氮法测定其含氮量确定虾壳与蟹4壳中的蛋白质含量每组试验次重复取平均值将酸碱浸处理后的虾壳蟹壳水洗至中性与的过氧化氢溶液混合在室温下浸泡洗净干燥得到白色固体产品即为甲壳素红外光谱检测将甲壳素样品与市售食品级甲壳素在玛瑙研钵中研细后分别与粉末混研待样品与混合均匀装入模具内放在油压机上加压使之成为透明的晶片测定其红外光谱结果与分析脱钙正交试验结果从表中可知影响虾壳脱钙因素的大小顺序为最佳提取方法为即酸浸时间为溶液浓度为盐酸用量为组合在正交试验组合中得到的虾壳脱钙量为影响蟹壳脱钙因素的大小顺序为最佳提取方法为即酸浸时间为溶液浓度为溶液用量为由于组合不在正交试验组合中因此进行验证性试验得到蟹壳中脱钙量为高于试验中得到的最大值故试验结果可靠脱蛋白甲壳素含量按照时杰等的虾壳蟹壳脱蛋白最佳工艺氢氧化钠浓度为5碱浸时间为探究虾壳与蟹壳蛋白质的含量以及脱蛋白的用碱量结果表明虾壳脱蛋白过程中平均用碱量为平均含氮量为平均蛋白质含量为蟹壳脱蛋白过程中平均用碱量为平均含氮量为平均蛋白质含量为利用正交试验提取虾壳蟹壳中甲壳素在最佳脱钙工艺条件下得到虾壳中甲壳素含量为蟹壳中甲壳素含量为红外光谱检测由于物质的红外光谱与物质之间有着对应关系光谱带的位置强度和数目能反映出物质分子中原子质量化学键的性质以及分子的构型因此在高分子材料的剖析工作中红外光谱法是鉴定各种聚合物最有效的方法图图为虾蟹壳中甲壳素与市售食品级甲壳素的红外光谱在虾蟹壳甲壳素红外光谱中处的峰为伸缩振动处的一组峰为不对称伸缩的峰为酰胺谱带处的为酰胺谱带的峰为处的峰为伸缩振动图与图大致相同其在和处出峰的差异说明个样品的脱乙酰度不同6小结在利用不同材料制取甲壳素的过程中发现虾壳中的甲壳素含量为蟹壳中甲壳素含量为而在酸浸碱浸的废液中发现虾壳钙含量为蛋白质含量为蟹壳中钙含量为蛋白质含量为目前我国在对甲壳素领域的研究中取得了一些成果但是与发达国家相比还有一定的差距因此有必要充分利用再生资源加强对甲壳素的研究为未来虾蟹壳变废为宝提供更好的应用前景参考文献蒋小姝莫海涛苏海佳等甲壳素及壳聚糖在农业领域方面的应用中国农学通报李区甲壳素及其衍生物壳聚糖的应用研究进展广西水产科技李睿刘斌甲壳素的分离提取及其性质研究江苏教育学院学报钱清华海洋生物中牛磺酸多糖肽等活性物质的提取研究进展食品工业科技吴清基吴鸿昌甲壳素世纪的绿色材料东华大学学报7谢雅明可溶性甲壳质的制造和用途化学世界郭开宇赵谋明甲壳素壳聚糖的研究进展及其在食品工业中的应用食品与发酵工业时杰刘平怀刘洋洋等海南产虾蟹壳制取甲壳素的工艺研究海南师范大学学报郑继忠孙宾宾红外光谱及其在甲壳素化学研究领域的应用广州化工高炜斌红外光谱法在高分子材料分析中的应用科技信息