殼聚糖的提取?
作者:訪客發(fā)布時(shí)間:2021-07-14分類:塑料制品瀏覽:90
甲殼素經(jīng)脫乙酰化反應(yīng)后便得到殼聚糖。
常見(jiàn)的制備法有化學(xué)法和酶法。
一般情況下,影響脫乙酰化程度的主要因素有原料的種類(晶型)、甲殼素的制備方法、甲殼素顆粒的大小和密度、堿液的濃度、反應(yīng)的溫度和時(shí)間等。
衡量殼聚糖產(chǎn)品性能的主要指標(biāo)是脫乙酰化度和分子量(或黏度)等。
一般提高反應(yīng)溫度、堿液濃度和延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間等均可提高脫乙酰化度,但這樣會(huì)伴隨有甲殼素主鏈的降解,影響分子量。
目前,大部分的殼聚糖都是由α-Chitin制備的,對(duì)由β-Chitin制成的β-Chitosan的研究尚少,但該型殼聚糖具有優(yōu)于前者的性能。
酶法制備殼聚糖是利用專一性酶對(duì)甲殼素進(jìn)行脫乙酰基反應(yīng)。
這種方法的關(guān)鍵是如何獲得甲殼素脫乙酰酶。
到目前為止人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多微生物、真菌中均存在脫乙酰酶。
國(guó)外在此方面進(jìn)展較快。
日本科學(xué)家已成功地從土壤中分離出某種具有脫乙酰活度的細(xì)菌。
微生物培養(yǎng)法生產(chǎn)殼聚糖的研究現(xiàn)在也比較活躍。
其主要原理還是利用微生物本身存在的酶進(jìn)行自身催化,從而脫去乙酰基。
陳忻等用絲狀真菌提取的殼聚糖的脫乙酰化度為85%~90%,用它制成的食品保鮮劑的抗菌能力比從蝦殼來(lái)源的殼聚糖高1-2倍。
南開(kāi)大學(xué)和天津大學(xué)從1998年11月開(kāi)始研究以家蠅幼蟲(chóng)為原料制備甲殼素、殼聚糖。
經(jīng)過(guò)反復(fù)研究和論證,發(fā)現(xiàn)選用家蠅幼蟲(chóng)為原料生產(chǎn)的甲殼素、殼聚糖具有以蝦、蟹殼為原料的產(chǎn)品無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì):雜質(zhì)少、收率高,易獲得高質(zhì)量產(chǎn)品;在提取過(guò)程中對(duì)水、酸、堿消耗少;由于是工廠化生產(chǎn)家蠅,原料供應(yīng)穩(wěn)定,成本低。
與高分子的殼聚糖相比,分子量低于1萬(wàn)的低分子殼聚糖具有更好的溶解性,更高的生物活性,更多的生理功能,更利于人體腸道的消化吸收。
甲殼低聚糖的制備方法主要包括水解法、物理法、利用糖轉(zhuǎn)移反應(yīng)、利用轉(zhuǎn)基因合成、化學(xué)合成法幾大類。
目前以水解法(酸水解法和酶水解法)為主。
酸水解法制備甲殼低聚糖研究較早,主要包括Baketr法、Rupley法、Capon法、Horowritz法等。
甲殼素/殼聚糖在HCl、HF和HNO3等強(qiáng)酸作用下發(fā)生劇烈降解。
但酸解的條件不易控制,選擇性較差,分離純化困難,且產(chǎn)量低。
目前,國(guó)外工業(yè)生產(chǎn)是采用HCL水解法。
酶法降解主要是由甲殼素酶、殼聚糖酶和溶菌酶進(jìn)行水解,但這類酶較難獲得,造成生產(chǎn)成本過(guò)高。
因此尋找非專一酶來(lái)對(duì)殼聚糖進(jìn)行水解就顯得較為重要。
揚(yáng)州大學(xué)酶工程研究室建立了一個(gè)用蛋白酶降解高分子殼聚糖的制備工藝,制備的甲殼低聚糖平均分子量約為1500,2000,3000,4000,1萬(wàn),2萬(wàn)。
無(wú)錫輕工大學(xué)多年來(lái)對(duì)殼聚糖的水解進(jìn)行了深入的研究,發(fā)現(xiàn)應(yīng)用多種非專一性酶組成的復(fù)合酶(糖酶、蛋白酶、脂肪酶等)對(duì)殼聚糖水解的作用,其產(chǎn)物的平均分子量可達(dá)1萬(wàn)以下,這為甲殼低聚糖的制備開(kāi)辟了一條新途徑,經(jīng)過(guò)中試試驗(yàn)后,證明該方法和工藝條件可用于工業(yè)化生產(chǎn)。
由于酸水解法難于控制和產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率低,而專一性水解酶又因價(jià)格昂貴難以商業(yè)化,因此采用非專一性水解酶來(lái)生產(chǎn)甲殼低聚糖是一條經(jīng)濟(jì)可行的途徑。
采用酶的糖轉(zhuǎn)移法可制得高級(jí)寡聚糖。
另外還有轉(zhuǎn)糖苷酶合成的報(bào)道。
除此之外,用過(guò)氧化氫水溶液處理殼聚糖來(lái)制備甲殼低聚糖的方法國(guó)內(nèi)外也正在研究,據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,將殼聚糖溶解在0。
8%~10%的過(guò)氧化氫水溶液中,在40~1000C下反應(yīng)至殼聚糖全部溶解也可得到甲殼低聚糖產(chǎn)品。
γ-射線法制備甲殼低聚糖的研究也較多,是通過(guò)殼聚糖在輻射過(guò)程中因分子鍵發(fā)生斷裂而降解,但難以得到分子量在40000以下的產(chǎn)品。
采用微生物發(fā)酵法合成低聚合度的殼聚糖也是一條有前途的方法,但由于產(chǎn)量過(guò)低,目前尚在研究階段。
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