第章甲壳素和壳聚糖.docx

备注
［第7章甲壳素和壳聚糖
、性能


: ■

|掌握甲壳素和壳聚糖的基本结构和反应性能
i 了解酸钙和无机盐 i变为水溶性溶液和二氧化碳等。
（2） 碱的作用即为脱蛋白，因为蛋白质在碱液中比在酸液中溶解得较快 |也较完全。
（3） 剩余下来的就是甲壳素。
【举例子】
《EDTA处理虾壳制备甲壳素的研究》黄俊娴，杨建男
在提取工艺上大多围绕着如何将脱钙和脱蛋白进行得更彻底更完全
1、 实验原理：
（1） 传统工艺用虾壳制备甲壳素，一般是酸脱钙，用碱脱蛋白质，不仅
|消耗较多的酸和碱，且易破坏甲壳素的结构，脱蛋白时往往还需加热。
| （2）前人Foster和Hackman曾用EDTA先在pH 9,后在pH 3条件下处
|理蟹壳，钙和蛋白质的脱除率为100%和95% （存在10%~20%的误差）。
（3）但是经实验测定，用该方法处理已粉碎的虾壳时，效果不如上述文 |献中的理想。
2、 实验过程概述及结论：
| （1）根据pH 13时，EDTA-Ca的lgk' =lgk的特征，且EDTA的溶解度接
近最大的特点，建立用EDTA在室温下一步处理虾壳制备甲壳素的方法，40 min
|时脱钙和脱蛋白率分别为100%%，且EDTA可回收循环使用。
（2） EDTA 一步法处理虾壳制备甲壳素，可操作性强，操作步骤简单，生 I产周期短、原料和能量消耗小，生产成本低，对环境污染小等优点。且在制
I备甲壳素的同时回收了蛋白质等，使虾壳的利用价值增强。
I二、壳聚糖的制备
I （一）壳聚糖的一般制备
1、 化学法
壳聚糖的制取通常采用化学法，制备工艺程序为：甲壳一脱钙一脱蛋白
1质一脱色一甲壳质一脱乙酰基一壳聚糖。
2、 微生物法
甲壳素是绝大多数真菌细胞壁的主要组成成分，许多制药企业和酶制剂 |的发酵过程产生的下脚料中含有真菌的菌丝体，可从中提取甲壳素。如黑曲 ］霉、雅致放射毛霉鲁氏毛霉等，真菌中的甲壳素是a-甲壳素
3、 微波法
微波法比常规法达到相同的脱乙酰度所需的反应时间可以缩短9/10，壳
|聚糖的黏度也有提高
| （二）特种壳聚糖的制备
1、高黏度壳聚糖
高黏度壳聚糖，一般是指1000mPa/s以上的壳聚糖。
优点：分子量高，制成的膜或纤维强度大
高黏度壳聚糖制备注意的环节：
（1） 虾蟹壳比蚕蛹壳、柠檬酸发酵菌渣等其他原料较有可能制备出高黏 |度壳聚糖
（2） 虾蟹壳堆放长时间后因微生物破坏，不能用于生产高黏度壳聚糖。
（3） 生产甲壳素的过程中，不能用浓度大的强酸、强碱高温长时间处理。
（4） 在生产壳聚糖过程中，要掌握高温、短时间原则。
（5） 不能使用KMnO4等强氧化剂长时间脱色，强氧化剂对糖苷键的破坏 |很严重。
可采用以下两种方案：
第一，较低温度、较长时间下进行反应。如在常温或60~65°C下脱乙酰化,
|均能获得质量较好、黏度较高的壳聚糖产品。
第二，高温短时间。如将甲壳素粗粉碎后，先用50%的NaOH溶液浸泡，
［然后在110C均匀保温1h左右，也可得到黏度在lPa・s以上的壳聚糖。
2、 高脱乙酰度壳聚糖
一般工业使用，不要求壳聚糖有很高脱乙酰度，但在食品、医药、活细
I胞和酶的固定化、制作反渗透膜中常用高脱乙酰度的壳聚糖。
如果只是要求高脱乙酰度，只要在脱乙酰化反应时提高反应温度和延长 |反应时间即可。当用40%的烧碱，反应温度在135~140C, 1~2h基本能得到 门00%脱乙酰度的壳聚糖。
3、 水溶性壳聚糖
壳聚糖只能溶于一些稀的无机酸或有机酸中，不能直接溶于水。
水溶性壳聚糖：
■能溶于水的壳聚糖
■能溶于水的壳聚糖盐
■能溶于水的羧甲基壳聚糖
■能溶于水的低分子甲壳素
■能溶于水的低分子壳聚糖
判断是何种水溶性壳聚糖的方法：
把壳聚糖溶于水，看溶液有无黏性，没有黏性的是低分子甲壳素或壳聚 i糖
往水溶液中滴加NaOH溶液，产生浑浊或沉淀，是壳聚糖盐。
如果滴加HCl溶液产生浑浊，则是羧甲基壳聚糖。
j R-COONa+H+T R-COOH+Na+
R为氨基葡萄糖残基
甲壳素在均相条件下进行脱乙酰化应，当脱乙酰度为50%左右时，这种壳 |聚糖能溶于水。
对较高脱乙酰度的壳聚糖进行乙酰化，控制其脱乙酰度在50~60%，也可 |得到水溶性壳糖。
4、 羧甲基壳聚糖
羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物，其抗菌性、具有保鲜作用、
|是一种两性聚电解质等。
羧甲基壳聚糖可以在碱性条件下用氯乙酸与壳聚糖反应而得到，但羧甲 ］基既会在-O