酸堿法提取黃粉蟲中殼聚糖的要點

摘 要：該文主要介紹了以黃粉蟲粉為原料，研究了酸堿法提取殼聚糖的技術要點。結果表明：鹽酸濃度，脫鹽氫氧化鈉溶度及脫乙酰基氫氧化鈉濃度和處理時間對殼聚糖的提取有較大的影響，并得出了最佳的工藝條件，為工業生產殼聚糖提供依據。

關鍵詞：黃粉蟲 殼聚糖 酸堿法

中圖分類號：Q969.9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（b）-0238-01

黃粉蟲（Tenebrio molitor）具有高蛋白、高脂肪且其體壁上有較豐富的殼聚糖，是一種非常有價值的昆蟲資源。對其進行適當的加工，可使其具有更好的飼用、藥用和食用價值[1]。黃粉蟲作為目前已產業化的昆蟲資源，在飼養和加工過程中，產生大量的蛹皮、幼蟲蛻皮及幼蟲加工后廢棄的體壁，為殼聚糖的資源開發提供了大量原料。雖然之前已有人研究過從黃粉蟲中提取殼聚糖的方法，但是在提取率方面還可改進[2-3]。因此，研究一套切實可行的提取黃粉蟲中殼聚糖的方法是變廢為寶、資源可持續利用的方向。采用酸堿法提取黃粉蟲中的殼聚糖，需要注意提取過程中的各個環節。

1 工藝流程

以下是酸堿法提取黃粉蟲中的殼聚糖的工藝流程：黃粉蟲粉—酸泡—過濾—堿浸—過濾—脫色—過濾—高濃度堿浸—干燥—成品[4]。

1.1 原料的準備

取黃粉蟲或其體壁，置于烘箱中烘干。將干燥的黃粉蟲置于研缽中研磨成粉。蟲粉顆粒的大小直接影響著黃粉蟲中雜質的去除效果和所提取出來的殼聚糖的脫乙酰度。因此，研磨成的蟲粉要能過20目分樣篩，以保證蟲粉足夠細小。

1.2 酸處理

酸處理的目的是去除蟲粉中的無機鹽。準確稱取2.000 g研磨好的蟲粉，置于250 mL錐形瓶中，加入60 mL 0.12 mol/L的HCl溶液浸沒材料，加入HCl溶液量浸沒蟲粉即可。HCl的濃度可適當低些，太高易導致產生沉淀物附著于蟲粉中，不能很好的去除。放入恒溫震蕩器室溫下持續震蕩24 h，期間分時間段更換HCl，以防止產生的沉淀物堆積。取出后過濾洗滌至中性，放入烘箱中70 ℃下烘干。酸處理的要點在于用低濃度的HCl長時間處理蟲粉，已達到徹底除去無機鹽的目的。

1.3 堿處理

堿處理主要是為了除去蟲粉中的蛋白質和油脂。將去除了無機鹽的蟲粉放入60 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液，搖勻后放入恒溫震蕩器室溫下充分震蕩16 h，取出后過濾洗滌至中性，放入烘箱中70 ℃下烘干，即可得到甲殼素。堿處理過程中會出現大量的泡沫狀物質，是油脂和蛋白分解的產物，應盡快去除，分時段更換堿液，以徹底除盡雜質。

1.4 脫乙酰基處理

稱取經上述步驟得到的甲殼素，加入一定量60%的NaOH溶液，于沸水浴中加熱浸泡6 h后取出，過濾洗滌至中性，干燥可得到脫乙酰度為90%以上的殼聚糖。一定范圍內提高NaOH溶液的濃度或延長加熱的時間可以適當提高產品的脫乙酰度。

2 產品的檢測

2.1 脫乙酰度測定

脫乙酰度是殼聚糖的殼聚糖的重要指標。脫乙酰度測定的方法主要有酸堿滴定法和紅外光譜法。對于用上述方法提取的殼聚糖，具有較高的脫乙酰度，在10%的醋酸溶液中溶解性較好，采用酸堿滴定法準確性較高且操作簡單，重復性好[5]。

具體方法如下：準確稱取0.300 g樣品，置于200 mL錐形瓶中，加入20 mL 0.l mol/L標準HCI溶液，使其溶解。再加入2滴甲基橙指示劑，用0.l mol/L的Na0H標準溶液滴定過量的HCI，溶液由黃色消失時為滴定終點，并記錄Na0H標準溶液的用量。另稱取0.3 g樣品，將其置于烘箱（100 ℃）下烘干至恒重，取出后稱重，計算并記錄樣品中的含水量。代入公式計算脫乙酰度[6]。

2.2 粘度及其平均分子量的測定

配制50 mL 0.1 mol/LCH3COONa- 0.2 moL/LCH3COOH溶液作為溶劑。用分析天平準確稱取0.010g殼聚糖樣品放入小燒杯中，用移液管量取20.00 mL的溶劑充分攪拌溶解，溶液中不能含有微細不溶物。用移液管移取5.00 mL殼聚糖溶液于烏氏粘度計中，25 ℃下，用秒表分別測定溶劑及不同濃度殼聚糖溶液（用溶劑逐步稀釋得到）的流出時間，取3次并計算結果的平均值。按公式計算得出所測殼聚糖粘度及其平均分子量[7]。

3 結語

以上是酸堿法黃粉蟲中提取殼聚糖的過程和要點，此法操作簡單，成本較低，且最終所得的殼聚糖品質較高，脫乙酰度可達到90%以上，是從昆蟲或蝦蟹殼中提取殼聚糖所常用的。只要明確提取要點，就能得到高品質的殼聚糖。

參考文獻

[1]馬惠欽，裴素儉.家蠅工程及其開發前景[J].昆蟲知識，1999，63（5）：303-306.

[2]周安娜，張國棟，張文藝.一步法”殼聚糖制備新工藝[J].工藝技術，2003，24（1）：73-74.

[3]歐陽漣，謝宇，洪小偉，等.化學法制備殼聚糖的研究[J].河南工業大學學報（自然科學版），2009，30（6）： 56-58.

[4]竇珍偉，劉寶，孟憲武，等.黃粉蟲中甲殼素和殼聚糖的提取工藝研究[J].山東大學學報（工學版），2008，38（5）：107-116.

[5]徐榮歷，侯智，劉雪燕，等.鋁電解用惰性陽極鈣鈦礦陶瓷的物性探索[J].山東大學學報：理學版，2004，39（4）：77-79.

[6]蔣挺大.甲殼素.北京：中國環境科學出版社，1996.

[7]劉影.酸堿法提取黃粉蟲幼蟲幾丁質及幾丁聚糖制備最優條件研究[D].吉林：吉林農業大學，2004.