[发明专利]壳聚糖的一种分离纯化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及壳聚糖的一种分离纯化工艺，属于生物技术领域。具体的说，本发明对黑曲霉发酵液进行离心、超声波提取、乙酸萃取、真空干燥等一系列工艺以制取高品质的壳聚糖产品。

背景技术

壳聚糖(Chitosan，简称CS，)又称聚氨基-D-葡萄糖或甲壳素，其化学名为聚(1，4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，是甲壳素的N-脱乙酰基产物，也是甲壳素最重要的衍生物，它是自然界中唯一存在的碱性多糖。壳聚糖在自然界中广泛存在于低等生物菌类、藻类的细胞及节肢动物虾、蟹、昆虫的外壳中。壳聚糖具有生物相容性、无毒、无过敏反应，有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纤性、吸湿性和保湿性，广泛应用于食品、医药、农业、环保等领域。

自从1811年，法国科学家Braconnnot发现甲壳素以来，甲壳素及壳聚糖的特性被逐渐认识和利用。尤其是近年来，国内外相关的研究日趋活跃，甲壳素和壳聚糖已被现代科学称之为继糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等五大生命要素之后的第六生命要素。随着人们对壳聚糖及其衍生物应用研究的逐渐深入，对壳聚糖及其制品的需求将会大幅度增长。目前，工业生产壳聚糖通常从虾、蟹壳中提取，但虾、蟹壳的来源受到各种因素的限制。虾、蟹壳来源生产的壳聚糖具有以下缺点：制备成本较高，能耗较大；在使用45％NaOH高温脱乙酰基制备壳聚糖的过程中，会产生大量的废水，污染环境；壳聚糖的生产受到原料产地限制影响，而且近年来，废弃虾、蟹壳被用作饲料生产原料，已经造成壳聚糖生产原料短缺。因此，迫切需要加速发展壳聚糖产业，寻找可以替代虾、蟹壳原料，生产出高质高量的壳聚糖产品。近几年，从丝状真菌中提取壳聚糖的研究悄然兴起，利用微生物生产壳聚糖有巨大优势：(1)大部分真菌可通过工业发酵技术大规模培养；(2)不受原料复杂性、季节性、地域性等的限制；(3)产品质量和产量易于控制，生产工艺简单，周期短；(4)动力消耗和环境污染小。

本发明对黑曲霉发酵液进行离心、超声波提取、乙酸萃取、真空干燥等工艺处理最终获得高纯度的壳聚糖产品。壳聚糖产品外观为白色粉末，纯度达到98％以上，脱乙酰度达到90％以上，产品得率为16％以上。

发明内容

本发明提供了一种壳聚糖分离纯化的生产工艺，采用了一条新型、环保、成本低廉的技术路线，有效的提高了产品质量。整个反应条件温和，操作简单，减少了酸、碱溶剂大量使用对环境的污染，适合工业化生产的要求。

本发明的方法包括下列步骤：

(1)发酵液预处理

将发酵液于室温下，4000r/min离心15-30min获得黑曲霉菌丝体，在80-110℃下烘干后磨成粉末待用。

(2)超声波提取

将上述粉末称取一定量于加有适当体积的3-6％氢氧化钠-乙醇混合物中浸泡，加盖盖好；放入超声波仪中，超声波功率300-400W，在室温下提取40-60min。反应完毕后取出冷却至室温，4000r/min离心15-30min后过滤，用水反复冲洗至中性。

(3)乙酸萃取

将上述沉淀于2-3％乙酸中95℃条件下，萃取10-15h，中和沉淀后获得壳聚糖精制液。

(4)真空干燥

将上述精制液在60-70℃进行真空干燥，获得壳聚糖产品。壳聚糖纯度达到98％以上，脱乙酰度达到90％以上，产品得率为16％以上。

本发明提供的上述高纯度壳聚糖的分离纯化工艺，其特点在于：

(1)采用超声波提取技术提取黑曲霉中的壳聚糖，反应条件温和，与传统碱液法提取壳聚糖相比，超声提取壳聚糖的得率明显高于碱液提取，得率达到16％。

(2)对黑曲霉菌丝体采用超声波提取技术、乙酸萃取以及真空干燥技术得到高纯度的壳聚糖干品，工艺简单，易于产业化推广。

(3)采用本发明分离纯化得到的壳聚糖产品纯度达到98％以上，脱乙酰度达到90％以上，产品质量稳定，技术达到国内先进水平。

附图说明

附图1是本发明对黑曲霉发酵液采取预处理、超声波提取、乙酸萃取、真空干燥后获得壳聚糖的工艺路线图。

具体实施方式

以下将参照实例对本发明作进一步的详细描述，但本发明不限于此。

实施例1.