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甲壳素

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甲壳素,又称甲壳质、几丁质、壳蛋白、明角质等。是许多低等动物,特别是节肢动物(如甲壳动物,昆虫等)外壳的重要成分,也存在于真菌、藻类等的细胞壁中,是一种十分丰富的自然资源。

甲壳素是一种含氮的多糖物,呈白色或微黄色透明体,是2—乙酰氨基葡萄糖多聚体,其化学结构与天然纤维素相似。甲壳素不溶于水、乙醇、乙醚、盐类和稀酸、稀碱;能溶于醋酸,与浓烧碱溶液作用,形成玻璃状胶体的可溶性甲壳素(也称多聚胺基葡萄糖、甲壳胺、糖液甲壳素、壳聚糖等)。甲壳素及以甲壳素制造的产品,因其独特的物理、化学性质具有防潮耐晒防霉耐腐蚀等优良特性。

应用 甲壳素和壳聚糖(可溶性甲壳素)的用途十分广泛。在纺织、印染工业用作固色剂,织物防缩整理剂等。医药工业制造抗癌药氯脲霉素、人造皮肤、外科手术线,降胆因醇药等。环保、饮料、食品工业的水处理剂、絮凝剂、保健食品添加剂。造纸、人造板等工业用做胶着剂。化妆品工业制护发,护肤系列产品。制新一代生物降解膜,用于食品包装农业地膜。农业方面应用于肥料,农药缓释剂被复材料,浸种剂,科学研究方面用于酶固截化截体,分离膜人工肾等。对于,甲壳素的开发应用,在国际上,日本和美国量最大的生产国,同时也是最大的消费市场。

生产工艺 甲壳动物的外壳,如虾壳、蟹壳都由两部分组成,其表面是薄而透明的角质层,主要成份是钙,内部则是较厚的甲壳质层。需首先酸溶去钙,然后在碱作用下,使不溶性甲壳素转化为可溶性甲壳素。工艺流程:水洗原料→加盐酸→浸酸脱钙→水洗加稀碱→煮碱脱脂脱蛋白→水洗加酸→二次浸酸脱钙→水洗加稀碱→二次碱煮脱脂→水洗→甲壳素→加浓碱→碱煮保温脱脱乙酰基→水洗→干燥→包装→可溶性甲壳素。

用5%的盐酸浸泡虾壳或蟹壳1~2天,直至不冒气泡为止。取出后用大量清水冲洗至中性,此时甲壳中的碳酸钙等无机盐被除去,而呈柔软状。用8~10%的烧碱溶液再次浸泡已变软的甲壳1~2天后,加热煮沸1~2小时,取出后用大量清水洗至中性,以除去角质层和脂肪。用0.2%的高锰酸钾溶液浸泡经碱煮后的软甲壳的1小时,通过氧化作用除去甲壳上的有机色素。取出和清水冲洗后,,再浸入1%的亚硫酸氢钠溶液10分钟,然后加入少量盐酸,使溶液呈酸性,继续浸泡20分钟,以除去附在甲壳上的二氧化锰,此时甲壳应呈白色,即得不溶性甲壳素。制取可溶性甲壳素,取出不溶性甲壳素用清水冲至中性后,将其浸入40%的烧碱中,加热至40~60℃,浸泡时间约24小时,开始时每隔1小时翻动一次,以后逐渐延长5~6小时翻动一次,到规定时间后取出,用清水冲洗至中性,晒(烘)干即为成品。取少量成品浸入1%的醋酸溶液中,若能在短时间内溶解即为合格,不溶则说明反应不完全,可适当延长碱浸时间予以补救。用聚乙烯塑料袋密封,外罩木箱或纸箱包装。储运过程中不可与有毒物共储混运。

注意事项 掌握好生产过程中诸因素之间的关系。甲壳素生产中,不管采用何种设备,其工艺都不可能规定为一个固定的模式,而要根据原材料的性质,质量、生产时的气温、光照条件,反应液的浓度,反应时间的长短等等因素的具体情况随时进行相应的调整,灵活掌握。尤其是在同一批产品的生产过程中,反应时间的长短这三者之间相辅相成但又成反比的关系。因此正确理解并掌握各因素之间的关系是至关重要的。注意提高甲壳素产品质量健全生产工艺,最好是采取二次浸酸、二次稀碱处理,一次浓碱保温的五步法生产工艺。对原料的要求是越新鲜越好,杂质含量越少越好,日久已经风化及腐烂虫蛀的虾、蟹壳不能使用。浸酸反应须恰到好处,第一次浸酸反应脱钙程度达90~95%即可。稀碱处理要把好关。第一次稀碱处理的碱液浓度一般以14~18波美度为宜,第二次可稍低一些,主要起弥补第一次反应不完全的作用。浓碱保温的目的是为了脱去不溶性甲壳素中的乙酰基,使其成为商品甲壳素(壳聚糖)是最关键的一道工序。

 

 

参考资料

水产百科:http://www.59baike.com

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