[发明专利]一种用虾壳或虾壳加工残渣制备壳聚糖的简易工艺

说明书

技术领域

本发明涉及壳聚糖的制备方法，特别是以虾壳、虾壳加工残渣等生物原料为原料制备优质壳聚糖的工艺。

背景技术

甲壳素(Chitin)学名β-（1,4）-2-乙酰胺-2-脱氧-D-葡萄糖，又名甲壳质、几丁质、蟹壳素等，它是N-乙酰-D-葡萄糖胺以β-1,4糖苷键连接起来的直链多聚物。分子式为[C₈H₁₃NO₅]_n，壳聚糖(Chitosan)是甲壳素上的乙酰胺基脱去乙酰基而形成的，分子式为[C₆H₁₁NO₄]_n。甲壳素广泛存在于低等动物中，如虾壳、昆虫壳等，是一种可再生的丰富的天然资源，据估计自然界每年生物合成的甲壳多达100亿吨，是地球上最丰富的有机物之一。甲壳素、壳聚糖由于具有良好的成膜性、生物相容性和对重金属的螯合等独特性能，已被广泛应用于纺织、造纸、食品环保、医药、农业、林业、轻工业、生物工程等领域。

目前，市面上的甲壳素及壳聚糖产品基本上都来源于虾、蟹壳，以虾、蟹壳为原料制备壳聚糖工艺是用一定浓度的烧碱溶液加热来脱除蛋白质，用稀盐酸浸泡脱除矿物质，再经过脱色处理获得甲壳素。甲壳素在高温下与浓碱反应脱去乙酰基，得到溶解于稀酸的壳聚糖。整个加工过程至少需要进行一次酸处理，两次碱处理，会耗用大量的酸碱，特别是碱的用量很大，化工原料成本高，还增加了废水处理的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种从虾壳、虾壳加工残渣中提取制备壳聚糖的简易工艺，制备时间短，化学品的用量少，同时得到的壳聚糖质量高。为解决这一问题，采用如下技术方案。

1.样品预处理。

样品的预处理主要是将样品清洗粉碎，去除杂质，成为均一样品，以有利于后续实验的充分反应完全，针对不同的样品主要包括以下几种处理方式：

（1）新鲜虾壳：将虾壳清洗后，粉碎至50-150目；

（2）干虾壳：直接将干虾壳粉碎至50-200目；

（3）虾壳加工残渣:将制备提取过虾精、蛋白质、钙、虾青素等物质后的样品，清水洗涤后烘干待用，前期未粉碎的，烘干后需粉碎至50-200目。

2.盐酸处理除去虾壳及虾壳加工残渣中矿物质的工艺。

盐酸可以将钙等矿物元素变成可溶的盐类，通过过滤除去。在1份上述处理后的虾壳粉（重量比）中，加入10-50份重的2%-10%（重量百分比浓度）盐酸溶液，搅拌均匀，40-80℃水浴30~120min，室温浸泡12-48小时，浸泡完毕后，抽滤，滤渣清洗至pH中性。

3.碱处理除去蛋白、脂肪及脱乙酰化工艺。

在1份上述处理后的滤渣（重量比）中，加入5-40份重的20%-60%（重量百分比浓度）氢氧化钠溶液，浸提温度从40℃到100℃，时间2-8小时，期间搅拌5~10次，然后将碱液滤去，离心，洗涤至pH中性。沉淀经40℃-105℃烘干即为去乙酰化90%以上，灰分含量低于0.5%的优质壳聚糖。

具体实施方式

实施例1用虾壳制备虾精香料后残渣制备壳聚糖。取烘干后残渣100g，粉碎至100目，加10倍重量的1mol/L盐酸，70℃恒温水浴1小时，然后室温浸泡48小时，其间震荡10次，然后抽滤，并洗涤至中性；再将沉淀加入到400ml 45%氢氧化钠溶液中，100℃水浴4小时，反复离心洗涤至中性，将沉淀烘干，得到16.02g壳聚糖，经检测，壳聚糖去乙酰化达到94%以上，灰分为0.19%。

实施例2用干虾壳制备壳聚糖。取烘干后虾壳100g，粉碎至100目，加10倍重量的1mol/L盐酸，80℃恒温水浴0.5小时，然后室温浸泡24小时，其间震荡5次，然后抽滤，并洗涤至中性；再将沉淀加入到400ml 50%氢氧化钠溶液中，80℃水浴6小时，反复离心洗涤至中性，将沉淀烘干，得到17.02g壳聚糖，经检测，壳聚糖去乙酰化93%以上，灰分为0.18%。

实施例3用新鲜虾壳制备壳聚糖。取洗净的新鲜虾壳100g，粉碎至50目，加10倍重量的1mol/L盐酸，60℃水浴2小时，然后室温浸泡24小时，其间震荡5次，然后抽滤，并洗涤至中性；再将沉淀加入到400ml 50%氢氧化钠溶液中，60℃水浴7小时，反复离心洗涤至中性，将沉淀烘干，得到3.65g壳聚糖，经检测，壳聚糖去乙酰化91%，灰分为0.21%。

实施例4用虾头制备高钙营养物质后残渣制备壳聚糖。取烘干后残渣100g，粉碎至100目，加10倍重量的45%氢氧化钠混合80℃水浴6小时后，反复离心洗涤至中性，将沉淀烘干，得到20.38g壳聚糖，经检测，壳聚糖去乙酰化94%，灰分为0.25%。