[发明专利]利用低龄昆虫幼虫在常温下制备壳聚糖的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种利用低龄昆虫幼虫在常温下制备壳聚糖的方法。

背景技术

壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素，这种天然高分子的生物相容性好、安全性好等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。壳聚糖是甲壳素脱N-乙酰基的产物，一般而言，N-乙酰基脱去55％以上的就可称之为壳聚糖，或者说，能在1％乙酸或1％盐酸中溶解1％的脱乙酰甲壳素，这种脱乙酰甲壳素被称之为壳聚糖。作为工业品的壳聚糖，N-脱乙酰度在70％以上。N-脱乙酰度在55％-70％的是低脱乙酰度壳聚糖，70％-85％的是中脱乙酰度壳聚糖，85％-95％的是高脱乙酰度壳聚糖，95％-100％的是超高脱乙酰度壳聚糖。N-脱乙酰度100％的壳聚糖极难制备。目前工业化生产甲壳素的原料主要是水产品中的虾、蟹壳,原料来源相对单一,而昆虫是地球上生物中种类最多、数量最大的生物类群,其体壁中含有丰富的甲壳素。目前国内外在昆虫甲壳素及其衍生物方面进行研究开发。以常见的中药蝉蜕、中华稻蝗、云南琵琶甲和白蜡虫为原料,进行昆虫甲壳素提取及昆虫壳聚糖、羧甲基壳聚糖的制备。通过单因素试验和正交试验,探讨了不同反应条件在昆虫甲壳素提取过程中对脱除昆虫原料所含蛋白质和无机盐的影响；通过单因素试验,探讨了不同反应条件对壳聚糖和羧甲基壳聚糖制备的影响,主要试验结果如下:1.甲壳素的提取:分别脱除昆虫原料中的蛋白质和无机盐后,从而分离出甲壳素。(1)蛋白质的脱除:影响脱除蛋白质的因素主要是NaOH浓度、反应温度和反应时间,通过单因素试验和正交试验,确定了脱除中药蝉蜕、中华稻蝗、云南琵琶甲和白蜡虫中蛋白质的最佳试验条件分别为6％NaOH,反应时间1h,反应温度90℃；7％NaOH,反应时间30min,反应温度90℃；7％NaOH,反应时间5h,反应温度90℃,7％NaOH,反应时间1h,反应温度90℃。(2)无机盐的脱除:影响脱除无机盐的因素主要是HCl浓度和反应时间。2.昆虫壳聚糖的制备:壳聚糖是甲壳素脱乙酰化反应的产物。影响甲壳素脱乙酰化反应的主要因素是NaOH浓度,反应温度和反应时间,通过单因素试验,确定了制备昆虫壳聚糖的最佳试验条件为:NaOH浓度50％,反应温度120℃,反应时间3h。3.昆虫羧甲基壳聚糖的制备:壳聚糖经羧甲基化反应后得到羧甲基壳聚糖。影响壳聚糖羧甲基化反应的主要因素是NaOH用量、NaOH浓度、氯乙酸用量、反应温度、反应时间,通过单因素试验,确定了制备昆虫羧甲基壳聚糖的最佳试验条件为:NaOH∶壳聚糖(质量比)为3∶1,NaOH浓度35％,氯乙酸∶壳聚糖(质量比)为3∶1,反应温度70℃,反应时间2h。如：《壳聚糖制备方法的比较研究》陈东辉,陈亮,胡家震(东华大学环境科学与工程学院,上海200051)具有代表性的壳聚糖制备方法。即，甲壳素脱乙酰化反应需在浓碱介质中进行,加温可有效地加速乙酰化反应,提高碱液浓度和延长反应时间也可以提高脱乙酰度。但是随着脱乙酰化反应条件的强化,甲壳素主链的降解也越来越严重,这又直接影响产品的质量。因此碱液浓度、温度和反应时间都是主要影响因素。控制脱乙酰化反应条件,就可获得不同脱乙酰度的壳聚糖。上述研究表明，当前壳聚糖的制备以虾、蟹壳或昆虫皮壳为原料，采用高温进行脱乙酰度处理，该工艺消耗能源多，且生产的壳聚糖生理活性差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种利用低龄昆虫幼虫在常温下制备壳聚糖的方法，利用生命力极强的幼虫并直接在常温下进行处理，可以较多的保留产品的生物活性。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种利用低龄昆虫幼虫在常温下制备壳聚糖的方法，其特征是：选用生命力极强的幼虫，直接在常温下进行处理制备壳聚糖，具体工艺步骤如下：

四、脱蛋白质和脂肪：选择3-5天鲜活的昆虫幼虫洗净称量后，放在压榨机中压榨，经压榨后虫体内的物质被挤出，用自来水反复冲洗，得到蛆皮，在蛆皮中加入3倍体积的5％浓度的NaoH,在常温下断续搅拌，持续反应24小时，反应过程中脂肪慢慢上浮结块，用刮板将脂肪除去，随后进行过滤，将蛋白质除去，制成滤饼，水洗至pH6.9，再用去离子水洗至pH7，并过滤；

五、脱钙：将滤饼经3倍体积、浓度5％的盐酸浸泡，同时搅拌，在常温下浸泡时间6小时，脱钙后，过滤；