[发明专利]一种壳聚糖的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子聚糖的制备方法，特别涉及一种壳聚糖的制备方法。

背景技术

壳聚糖是一种重要的生物材料，由于其独特的特性与功用，越来越受到人们的广泛关注。壳聚糖的主要应用领域是医药、食品、环保、农业等，目前，国内外对壳聚糖尤其是高纯度壳聚糖的需求与日俱增(蒋挺大.甲壳素[M].北京：化学工业出版社，2003：341-648)。利用虾蟹壳制备壳聚糖的方法主要是化学法，其工艺流程包括酸浸脱盐，碱煮脱蛋白，氧化脱色，浓碱脱乙酰基。但目前的工艺流程很难同时得到高脱乙酰度、高分子量的壳聚糖。为解决该问题，骆鑫等(骆鑫.壳聚糖制备工艺改进[J].华西药学杂志，1999，14(1)：13-17)对制备工艺进行了改进，将2次酸浸脱钙盐和2次脱蛋白交替进行，蛋白质和钙盐脱除较完全，但是也会造成酸碱用量增加，提高成本。邢佶勇等(邢佶勇.壳聚糖絮凝剂制备工艺优化及废液处理[J].辽宁化工，2004，33(9)：507-508)在脱乙酰过程中采用间歇法处理，找到脱乙酰度85％，相对分子质量达6.8×10⁵的制备壳聚糖的工艺条件。

发明内容

本发明的目的在于提供高脱乙酰度、高分子量的一种壳聚糖的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)虾壳预处理：将新鲜明虾壳冲洗干净，烘干，粉碎，过筛，即得过筛后的虾壳；

2)酸处理除去钙盐：将过筛后的虾壳用过量盐酸浸泡，过滤，收集虾壳，清洗，除去虾壳中残余的盐酸，即得除钙后的虾壳；

3)碱处理除去蛋白：将除钙后的虾壳用过量的氢氧化钠溶液浸泡，冷却，过滤，收集虾壳，清洗，除去虾壳中残余的氢氧化钠，即得除蛋白后的虾壳；

4)除去虾红素：将除蛋白后的虾壳在高锰酸钾溶液中浸泡，过滤，将过滤产物在亚硫酸氢钠溶液中浸泡，过滤，清洗，干燥，即得甲壳素；

5)碱处理脱乙酰：将甲壳素用过量的氢氧化钠溶液浸泡，冷却，过滤，清洗过滤产物，除去残余的氢氧化钠，烘干，即得壳聚糖。

在步骤1)中，所述过筛的筛网孔径可为100～150μm。

在步骤2)中，所述浸泡时虾壳与盐酸的体积比可为1∶(5～10)，所述盐酸的质量浓度可为5％～15％，所述浸泡的时间可为4～6h。

在步骤3)中，所述浸泡时虾壳与氢氧化钠溶液的体积比可为1∶(5～10)，所述氢氧化钠溶液的质量浓度可为10％～20％，所述浸泡可在80～90℃温度下浸泡1～2h。

在步骤4)中，所述高锰酸钾溶液的质量浓度可为2％～5％；所述将除蛋白后的虾壳在高锰酸钾溶液中浸泡的时间可为0.5～1h，所述亚硫酸氢钠溶液的质量浓度可为5％～10％，所述将过滤产物在亚硫酸氢钠溶液中浸泡的时间可为0.5～1h。

在步骤5)中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度可为40％～45％，所述将甲壳素用过量的氢氧化钠溶液浸泡的条件可为：温度为90～110℃，浸泡1～2次，每次2～4h；所述烘干前，可用水清洗过滤产物，除去残余的氢氧化钠，再用无水乙醇清洗至少1遍。

本发明所述一种壳聚糖的制备方法与现有技术相比，具有以下优点：

1)将粉碎后的虾壳使用100～150μm孔径的筛网过筛，使得除钙的时间缩短，可以提高产物壳聚糖的分子量。

2)在除去虾红素的步骤中，由于高锰酸钾具有强氧化性，能降解壳聚糖，因此，缩短高锰酸钾和亚硫酸氢钠的浸泡时间能够提高壳聚糖的分子量。

3)在脱乙酰步骤的步骤中，使用碱间歇法分步脱乙酰，对影响壳聚糖脱乙酰度、粘均分子量的实验条件，反应温度(T)、反应时间(t)、氢氧化钠浓度(C_NaOH)，通过正交设计法进行研究，发现各因素对脱乙酰度的影响顺序是：t＞T＞C_NaOH；对粘均分子量的影响顺序是：C_NaOH＞T＞t，综合考虑得到最优的工艺条件，使制备获得的壳聚糖脱乙酰度达到91％～93％，粘均分子量为8.9×10⁵～94×10⁵。

附图说明

图1本发明实施例5制备的壳聚糖的红外图。在图1中，横坐标为波数(cm^-1)，纵坐标为百分透过率，酰胺的羰基峰(1655cm^-1)很弱，壳聚糖的氨基的N-H峰(1599cm^-1)很强，甲壳素脱乙酰后酰胺变为氨基，氨基峰强，表明壳聚糖脱乙酰度高。