从虾蟹壳制备甲壳素及壳聚糖的研究

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甲壳素是地球上含量仅次于纤 维素的天然高分子化合物，它广泛 存在于类细胞壁、昆虫和甲壳类动
团
物的硬壳中：估计自然界每年生物
合成的甲壳素将近１００亿ｔ。另外，
甲壳索还是地球上数量最大的含氮 有机化合物。， 甲壳素与纤维素的化学结构非 常相似分子链为线形直链。不同点 在于甲壳素Ｃ：上有一个乙酰胺基（ ＣＨ，ＣＯＮＨ－）。甲壳素脱去乙酰基便 得到壳聚糖。 甲壳素为白色或灰白色无定 型、半透明固体，不溶于水、稀酸、稀 碱及一般的有机溶剂，可溶于浓无 机酸，但同时主链会发生降解生成 Ⅸ一氨基葡萄糖。甲壳素中并非所 有结构单元都带乙酰基。元素分析 表明，天然甲壳素分子约有１２．５的 氨基没有乙酰化，甲壳素的难溶性 使其应用大受限制，因而近些年的 研究开发主要集中在壳聚糖及其改
信息联播：近日，一种可以当水果食用的新品种黄瓜在新疆吐鲁番市恰特喀勒乡恰特喀勒村蔬菜基地试种成功。据介绍．这种 新品种黄瓜由吐鲁番市德里森蔬菜科技园从德国引进，该品种名称为新品种水果黄瓜图林根１０３号。在试种过程中该品种表现出
如下特点：抗逆性强，可忍耐夏季５（Ｍｏ℃高温；成熟早，比一般水果黄瓜早１周左右；单株产量高，亩（１亩＝ｌ／１５ｈａ）产可迭９ｔ；品
１、甲壳素
虾壳
、
蟹壳综
合利用篙蒙蓁主篡薹篓
基团可充分与纤维素表面 接触，具备形成氢键能力，而且分子 量大，有足够的纤维间架桥能力，同 时它在酸性条件下作为一种天然阳 离子聚合物，具有许多正电荷中心 和氢键中心，可以与纤维素的负电 荷结合成离子键，因此壳聚糖是一 种很好的增强剂。它既可增加纸页 的于强度，也可以作为纸页的湿强
剂。
性上。 ２、壳聚糖 甲壳素一般在１００～１８０。Ｃ，加％ ～６０％的氢氧化钠溶液中非均相脱 去乙酰基便转化成壳聚糖。工业上 把脱乙酰度大于７０％，含氮量为 ７％～８．７％的壳聚糖视为合格产品。 它为白色无定型、透明、略有珍珠光 泽的固体，不溶于水和碱溶液。壳聚 糖是目前自然界中唯一发现的碱性 糖类天然高分子。其最重要的性质 便是可溶于大多数稀酸并生成盐。 但它在稀酸中也会发生水解，使其 粘度降低。壳聚糖有很好的吸附性、 成膜性、通透性、成纤性、吸湿性和 保湿性。 ３、壳聚糖改性 为了改善壳聚糖的多种性能， 可利用化学或物理改性的方法来改 变其结构，以满足某些特殊需要，目 前国内外在此领域做了大量的研 究，并发表了相当数量的论文。壳聚 糖改性现在主要集中在以下几方 面：羟乙基化、羧甲基化、氰乙基化、 季铵盐阳离子化、与乙烯类单体进 行接枝共聚、在醛和酸酐作用下进 行自身交联以及重新进行乙酰基化 保护甲壳素等。 研究表明，甲壳素和壳聚糖可 以做到任何纤维素做到的事情并能 做得更好，且壳聚糖的酸溶性质与 造纸中的抄纸酸性介质相似，是一 种有待研究很有前景的新型造纸助 剂。 从理论讲，壳聚糖是一种直链

虾壳提取壳聚糖
从虾壳中提取壳聚糖
1.甲壳素提取
虾--->虾壳---->清洗--->烘箱中100o C干燥2-4h--->用4-6%HCl溶液在500ml 烧杯中脱钙（浸泡过夜至虾壳软化）--->抽滤得到固体（滤液为CaCl2溶液）--->清水洗涤--->10%NaOH溶液脱蛋白（圆底烧瓶+回流冷凝管回流，1-2h）--->抽滤得到滤液（蛋白质、氨基酸溶液）和固体（甲壳素）--->固体用少量KMnO4溶液浸泡加热脱色（氧化脱虾红素）--->抽滤得固体（甲壳素）--->洗涤固体--->少量草酸溶液浸泡至白色--->洗涤固体--->烘干--->计算甲壳素产率，记录数据。

2.壳聚糖制备
干燥后的甲壳素--->45%NaOH溶液（圆底烧瓶+回流冷凝管回流，1-2h）脱乙酰基--->抽滤得到滤液（含CH3COONa）和固体（壳聚糖）--->洗涤固体--->烘箱中干燥，计算产率并记录数据--->取少量壳聚糖，测试其在盐酸中的溶解性，记录实验现象。

3.高分子设计性实验准备药品
1.学生准备：标准组40组，每组准备20g虾壳或蟹壳。

2.实验室准备：加热套、1套回流装置，500ml烧杯1个，250ml 烧杯1个，100ml 烧杯1个，玻璃棒1根；其他需要量筒、天平、布氏漏斗、滤纸等。

药品：盐酸20瓶，氢氧化钠20瓶，高锰酸钾2瓶，草酸2瓶。

配制：
稀盐酸；稀氢氧化钠、浓氢氧化钠溶液；1-2%KMnO4稀溶液；草酸稀溶液。

Ｑ Ａ Ｊｇ Ｕ Ｎ ｎ ｉ （ ａｊ ｇＣ ｌ ｇ ｆ ｈ ｍ ｃｌ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉｎｓ ａｊ ｇ２ ０ ４ ， ｈｎ ） Ｎ ｎｉ ｏｌ ｅｏ ｅ ｉａ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｊ ｇｕＮ ｎｉ １０ ８ Ｃ ｉａ ｎ ｅ Ｃ ｏ ａ ｎ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｄｒ ｒ ｂ ｓ ｌｓａ ａ ｍａｅ ｉ ｌ ｓｎ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆｄ ｃ ｌｉ ｃ ｔｏ ｙ ｈ ｄ ｏ ｈ ｏ ｃ ａ ｉ ｔａ ｔ ｙ ｃ ａ ｈｅｌ ｓｒ ｗ ｔ ｒａ ，ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｅ ａｃ ｆ ａｉ ｎ ｂ ｙ ｒ ｃ ｌ ｒ ｃｄ，ｄ ｐｒｔ ｉ ｉｅ ｙ ｉ ｉ ｅ ｏｅ ｎｚ ｄ ｂ ｄ ｌ ｔ ｌ ａｉａ ｄ ｄｅ ｃ ｔｌ ｔｏ ｙ ｃ ｎ ｅ ｔａｅ ｌ ａｉ ｈ ｏ ｇ ｘ ｒｍｅ ｓ，ｔ ｅ ｏ ｔｍｕｍ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆｕ ｉｇ ｃ ａ ｈ ｌｓｔ ｉｕ ｅ ａ ｋ ｌ ｎ ａ ｅ ｙａ ｉｎ ｂ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｄ ａ ｋ ｌ ，ｔ ｒ ｕ ｈ ｅ ｐｅ ｉ ｎｔ ｈ ｐ ｉ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｏ ｓｎ ｒｂ ｓ ｅｌ ｏ ｉ ｐ ｅ ａ ｅ ｃ ｔ ｓ ｎ ｗｅ ｅ ｔ ａ ｈ ｈ ｉ ｎｄ ｃ ａ ｈ ｌ ｒ ｏ ｋ ｄ ｉ ％ ＨＣＬ ｓ ｌ ｔｏ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｖ ｈ ａｃｕ ａ ｒ ｐ ｒ ｈｉ ａ ｒ ｈ ｔｔ ｅ ｓ ｒｍｐ ａ ｒ ｂ ｓ ｅ ｌ ｗｅ ｅ ｓ ａ ｅ ｎ ６ ｏ ｓ ｏｕ ｉ ｎ ｉ ｒ ｅ ｏ ｒ ｍｏ ｅ ｔ ｅ ｃ ｉｍ ｔ ｌ
１ ４ 壳聚 糖 的制备 方法 ．
称取一定量的干燥 甲壳素 ， 加入 ２ ％ 一６ ％氢 氧化钠 ， 量 ０ ５ 用 以 １： （ ｍ ） ５ ｇ： Ｌ 为适 ， 搅拌加热至 ４ ０—９ ０℃ ， 保温 ３～１ 。冷 ０ｈ 却后过滤 ， 反应物水 洗至中性 ， 干燥后 可得壳 聚糖产 品。测 定脱 乙酰度和粘度 。 脱 乙酰度 的测定 ： 确称 取 一定 量 的壳 聚 糖 ， 温下 用 准 室 ２ Ｌ０ １ｍ ｌＬＨ １ 解 ， 入 甲 基 橙 指 示 剂 ， ０ １ｍｏ Ｌ氢 ５ｍ ． ｏ Ｃ 溶 ｆ 加 用 ． ｌ ／ 氧化钠滴定 ， 溶液变为黄色即为滴定终点。按质量计算酸脱 乙酰

壳聚糖： 葡萄糖胺为基本单位， 脱乙酰度由60%～100%不等。 脱乙酰度55-70%（低脱乙酰度壳聚糖），
70-85%（中~），85-95%（高~） 95-100%（超高~），不能达到100%
分子量10-50万
略带珍珠般的光泽
不溶于水、乙醇、酮和碱溶液，可溶于大多数稀酸 (如醋酸、环烷酸和苯 甲酸) 。在pH低于6.5时，可得到黏稠的溶液。
u 应用 手术线，人工透析膜，非纺造织物，纺织原料
6. 甲壳素和壳聚糖的应用
u 生物医用材料 相关性能：
(1) 抑菌抗感染 壳聚糖形成质子化铵盐，吸附带负电的细胞壁，改变细胞膜的选择透过性， 扰乱了细菌正常的新陈代谢，导致细胞质壁分离，抑菌杀菌。 (2) 抗病毒和抑制肿瘤 促进巨噬细胞活性，影响非杀伤性细胞(NK)活性IL22的分泌，提高机体的 非特异性免疫功能 (3) 降脂和防治动脉硬化 (4)止血作用 壳聚糖被质子化，可和许多带负电生物大分子如黏多糖、磷脂及细胞外基 质蛋白发生静电作用而形成血栓，起到止血作用。
（3）制造人造血管 内壁光滑不会凝集血球、抑制人成纤维细胞生长
（4）固定化酶载体
（5）药物辅料和载体
u 水处理材料 （1）吸附金属离子：
-NH2 和-OH与Pb2+、Cr6+、Cu2+等重金属离子形成稳定的五环状螯合物
交联微球+磁铁，去除率达98%
（2）絮凝剂、络合剂、吸附剂处理废水和饮用水 酸性条件，静电作用 碱性条件，化学吸附和物理吸附 高效絮凝剂，无毒副作用，易降解
u 聚乙二醇 PEG400交联壳聚糖，pH7条件下，对Pb吸附容量为20mg/g
5. 甲壳素纤维的成形加工
u 工艺路线 甲壳素（壳聚糖）-->（改性处理）--> 溶解--> 纺丝原液--> 过滤--> 脱 泡--> 计量--> 纺丝--> 一浴 -->拉伸--> 二浴--> 定型--> 后处理--> 干燥--> 纤维 u 制备方法 （1）甲壳素纤维

甲壳素的应用研究与展望刘淑君090524115摘要：从虾和蟹的壳中提取的甲壳素是一种非常重要的生物材料，应用范围十分广阔，在食品，医药，环保等领域有极其广泛的用途，它在制成人造皮肤, 隐形眼镜, 化妆品, 纸张、食品等方面起着其他材料所无法替代的重要作用, 尤其在整个国际社会日益重视环境的今天, 它在污水处理和用来生产可自然分解的薄膜包装材料上大有用武之地,甲壳素的研究开发已成为世人瞩目的高新科技领域和获利颇丰的新兴产业。

本文主要介绍了甲壳素的应用以及国内外研究进展。

关键词：甲壳素，壳聚糖，应用，发展前景前言甲壳素广泛存在于海洋甲壳动物外壳、软体动物内骨骼、昆虫翅膀、菌类及藻类细胞壁内。

这些虾壳原本是废弃物，几乎成为环境污染源，经过近40多年国内外学者研究，竟变废为宝，一跃成为跨世纪的引人瞩目的全球性热门科研课题，并竞相开发出一系列的甲壳素类高科技产品，应用于工业、农业、国防、化工、环保、医药、保健、美容、纺织等诸多领域。

至今，国内发表的甲壳素研究成果已超过400多项，我国甲壳素事业呈现出欣欣向荣的发达景象，一些发达国家争相投入大量资金对甲壳素进行深入研究开发。

目前甲壳素是日本政府惟一准许宣传疗效的机能性食品。

1993 年日本厚生省受理了甲壳素作为癌细胞转移抑制剂静门注射药品的申请。

1996年，甲壳素又通过了美国药品、食品管理局(FDA)及欧共体(EC)检测，核准在美国、欧洲市场销售。

甲壳素的研究开发及其商业产品已出现了全球竞争趋势，并将保持持续稳定的高速发展趋势。

1.甲壳素分子组成和分布1. 1甲壳素分子组成甲壳素又名甲壳质和壳多糖,是法国科学家布拉克诺1811 年首次从蘑菇中提取的一种类似于植物纤维的六碳糖聚合体, 被命名为Fungine( 茸素) 。

1823年法国科学家欧吉尔( Odier)在甲壳动物体外壳中也提取了这种物质, 并命名为几丁质和几丁聚糖, 是几丁胺粉的合称。

经结构分析甲壳素是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物, 它由几丁质与几丁糖组成, 是天然无毒性高分子, 并且具有生物可分解性, 它的构造类似于纤维素, 由1 000~ 3 000个n- 2葡萄糖胺聚合物组成, 属于直链氨基多糖。

小龙虾壳中甲壳素的提取及壳聚糖的制备甲壳素（Chitin），又名几丁质，是一种氨基多糖，主要存在于节肢动物如虾、蟹的外壳和真菌及一些藻类植物的细胞壁中，是仅次于纤维素的第二大可再生资源。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物，是天然多糖中惟一的碱性多糖，具有许多特殊的物理化学性质和生理功能，被认为是继蛋白质、脂肪、糖类、维生素和无机盐之后的第六大生命要素。

目前，甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品、材料科学、医药科学、微生物学、免疫学、农业等方面有重要的应用价值，现已成为最热门的研究领域之一。

我国目前加工提取甲壳素和壳聚糖的主要原料是海虾和海蟹壳等，用淡水虾壳制备甲壳素和壳聚糖的报道尚不多见。

小龙虾学名为克氏原螯虾（Procambarus clarkii），也叫红螯虾，是一个淡水小龙虾种，原产于美国东南部，现广泛分布于长江中下游各省市。

小龙虾壳为虾仁加工或食用后的废弃物，长期以来未得到很好的利用，既浪费了资源，又污染了环境。

因此，以小龙虾壳为原料生产甲壳素类产品具有综合利用资源和保护环境的双重意义。

本研究以小龙虾壳为原料，采用酸碱法提取甲壳素，然后将甲壳素脱乙酰基制备壳聚糖，考察不同提取制备条件对甲壳素提取率和壳聚糖质量的影响，确定最佳工艺条件，旨在为虾壳的综合利用提供参考。

1 试验方法1.1 甲壳素的提取1.1.1 甲壳素的提取将收集于荆州市南门某大排档的新鲜小龙虾壳洗净，除去附着物，烘干并磨成粉，取小龙虾壳粉，室温下分别用不同浓度的HCl溶液浸泡，期间不断搅拌，除去虾壳中的矿物质，直至无气泡产生。

倾去酸液，水洗至中性；用不同浓度的NaOH溶液在90～100 ℃水浴中反应不同时间，水解除去虾壳中的蛋白质。

倾去NaOH溶液，水洗至中性，得甲壳素粗品。

甲壳素粗品用5 g/L的KMnO4溶液浸泡1 h，过滤，水洗除去KMnO4后用10 g/L的草酸水溶液于60～70 ℃搅拌进行脱色反应，直至全部变成白色，水洗至中性，于60～70 ℃干燥24 h，得白色的甲壳素。

第五届生物化学实验技能大赛实验报告制备蝇蛹壳聚糖工艺改良及其理化性质研究Improved Technology of Extract Chitosan from the Pupa and Study the Physical Chemistry Character制备蝇蛹壳聚糖工艺改良及其理化性质研究郭诗静，金昂丹，梁剑云华南农业大学 生命科学学院（注：按姓名字母排序，不分先后）摘要：利用蝇蛹作为实验原料,通过改良后的酸法脱灰分,碱法脱蛋白质和脂肪制成甲壳素后,通过热浓碱法脱乙酰基处理提取壳聚糖。

改良的工艺缩短了加工的时间，但是也保证了质量。

提取过程中分别使用室温、加热、超声波三种不同的方法脱蛋白,脱色方法也一改以往用有机溶剂的方法，改用双氧水；干燥恒重法测定其水分,旋转黏度计测定其黏度,通过对成品进行这些理化性质的检测。

实验得沸水的处理效果最好,超声细胞粉碎机对提取有一定点作用,双氧水的脱色效果不错,可以进行进一步研究和推广。

关键词：蝇蛹 甲壳素 壳聚糖 水分 黏度 脱乙酰度目录1 前言 (04)1.1 甲壳素与壳聚糖及其研究状况 (04)1.2 家蝇与提取工艺 (05)1.3 超声波 (05)2 可行性分析 (06)3 实验目的 (06)4 实验原理 (06)5 实验设备 (07)5.1 仪器 (07)5.2 玻璃器具 (07)6 实验材料及试剂 (07)6.1 原材料 (07)6.2 试剂 (08)6.3 试剂的配制 (08)6.4 材料的处理 (08)7 本实验的制作流程 (11)8 制作工艺比较 (15)9 各种理化性质方法比较 (15)9.1 用干燥恒重法测定其水分 (15)9.2 用旋转黏度计测定其黏度 (16)9.3 用酸碱滴定法测定游离氨基和脱乙酰度 (17)10 结论 (18)11 注意事项 (18)12 优点 (18)参考文献 (19)英文摘要 (20)附录 (21)感想 (22)1前言1.1 甲壳素(chitin)与壳聚糖(chitosan) 及其研究状况壳聚糖(chitosan)在自然界中通常以甲壳素(chitin)的形式存在。

甲壳素为不溶性物质 , 其最主要的衍生物是脱乙酰甲壳素 , 也称为壳聚糖 、几丁质等. 本文以虾蟹 壳为原料 , 用正交实验法研究甲壳素制备脱乙酰甲壳素的各反应条件对脱乙酰度的影响.
1 实验部分
1. 1 材料 、仪器与设备 虾壳 、蟹壳 、龙虾壳等 , 由市场上获得 ; 氢氧化钠 、盐酸等化学试剂为分析纯. SH10A 水分快速测定仪 (上海恒平仪器有限公司) ; H - S - G - IB - 2 电热恒温水浴锅 (上海仪表供
氧化钠脱去乙酰基 , 反应时间 4 h , 反应温度 90 ℃, 可以制得平均脱乙酰度为 90. 05 %的高脱乙酰度的可溶
性粉末状壳聚糖.
关键词 : 甲壳素 ; 脱乙酰度 ; 制备
中图分类号 : O621. 147
文献标识码 : A
Preparation of chitosan and its procedures optimization
K2
81. 66
83. 48
76. 81
79. 87
量和反应温度. 其最优方案是 A2
K3
70. 02
74. 37
81. 47
75. 96
- B2 - C3 - D2 , 而此 4 个因素对
极差 R
11. 64
10. 23
8. 64
4. 59
注
壳聚糖的脱乙酰度均有较大的影响.
:
因素
A
为酸用量 ;
第 33 卷
2) 壳聚糖粉末的溶解度. 由以上方法[6] 所测得的脱乙酰甲克素的酸溶解度为 15. 23 gΠ100 mL HCl , 属于易溶性粉末.
3) 壳聚糖粉末的脱乙酰度. 利用碱量法[7] 测定样品的平均脱乙酰度为 90. 05 % > 90 % , 属于高脱乙 酰度.

一种从虾蟹壳中提取甲壳素的方法甲壳素是一种重要的生物高分子有机化合物，广泛存在于虾蟹等甲壳动物的外壳中。

它具有多种应用价值，可以用于制备食品、药物、化妆品等产品。

因此，开发一种高效、环保的从虾蟹壳中提取甲壳素的方法具有重要意义。

目前，常用的从虾蟹壳中提取甲壳素的方法主要有物理法、化学法和生物法等。

其中，物理法主要包括研磨法、煮沸法和超声波法等；化学法主要包括酸碱法、酶解法和溶剂法等；生物法主要包括微生物发酵法和酶法等。

这些方法各有优缺点，但都存在一定的局限性。

针对目前提取甲壳素方法存在的问题，我们提出了一种新的从虾蟹壳中提取甲壳素的方法。

该方法主要包括以下几个步骤：第一步，虾蟹壳的预处理。

将虾蟹壳进行清洗，去除杂质和污染物，然后晾干或烘干。

第二步，虾蟹壳的研磨。

将预处理后的虾蟹壳进行研磨，可以选择机械研磨或者手工研磨的方式。

研磨后得到的粉末可以更好地进行后续处理。

第三步，虾蟹壳的酶解。

将研磨后的虾蟹壳粉末与适量的酶液混合，进行酶解反应。

酶液可以选择适合甲壳素酶解的酶，如纤维素酶、蛋白酶等。

酶解反应时间和温度可以根据实际情况进行调整。

第四步，虾蟹壳的过滤。

将酶解后的混合液进行过滤，去除残渣和杂质。

可以选择不同孔径的过滤器进行过滤，以得到较纯净的甲壳素溶液。

第五步，虾蟹壳溶液的浓缩。

将过滤后得到的甲壳素溶液进行浓缩处理，可以选择蒸发浓缩或者冷冻浓缩等方式。

浓缩后得到的甲壳素溶液可以更好地用于后续的提取和应用。

第六步，虾蟹壳溶液的提取。

将浓缩后的甲壳素溶液进行提取，可以选择溶剂提取或者离子交换树脂吸附等方式。

提取后得到的甲壳素可以进一步纯化和利用。

通过以上几个步骤，我们可以从虾蟹壳中高效、环保地提取甲壳素。

与传统方法相比，该方法具有操作简单、成本低廉、产率高等优点。

同时，该方法还可以减少对环境的污染，提高资源利用效率。

总之，我们提出的这种从虾蟹壳中提取甲壳素的方法具有很大的应用前景。

它不仅可以为虾蟹加工业提供新的发展方向，还可以促进资源循环利用和环境保护。

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甲壳素生产工艺分析由于纺织、印染、塑料、彩色胶片等工业的迅猛发展，作为广泛应用于这些工业中的多种定型剂、固色剂、粘合剂、稳定剂等等的需求量越来越大，而甲壳素则是生产这些助剂必不可少的原料。

日本平均年产甲壳素670吨，美国280吨，但只能满足其总需要量的1/3～1/4。

日本目前正在寻求从我国购买甲壳素。

而国内对甲壳素的需求量也在日益增加。

甲壳素工业的前景是广阔的。

甲壳素主要是从无脊椎动物的甲壳中提取，尤以虾、蟹甲壳中含量最高，可达10～25％。

我国生产甲壳素虽有近30年历史，但产量很低，生产工艺的发展和变化也不大，产品质量不稳定，应变能力差。

主要是受作坊型生产方式的限制，以及生产工艺掌握不当等。

笔者根据多年从事甲壳素研究和生产的实践，就目前普遍采用的生产工艺进行分析，并对如何正确理解、合理辨证地灵活调节和掌握生产工艺、确保产品质量谈一些看法。

1. 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诸因素的具体情况随时进行相应的调整，灵活掌握。

就原料的品种来讲，一般有虾壳和蟹壳之分，而同是虾壳或蟹壳，又因其产地、季节、品种、鲜度、大小等等区别，它们的含钙、脂、蛋白、色素、乙酰基量都有所不同,甚至是同一只虾壳或蟹壳，其头、足、背、腹等各部位甲壳的大小、厚薄也不同，所以生产中不但用以反应的酸、碱白浓度不同，反应的温度、控制的时间亦须区别掌握。

再者，生产时的自然条件，如高温、光照等因素也会直接影响反应液浓度的高低、反应时间的长短等等。

所以，在甲壳素的生产过程中必须对原料的性质、质量，用于反应的酸碱浓度、反应时间、光照强弱这五要素有所正确理解。

尤其是在同一批产品的生产过程中，如何正确掌握反应液浓度、反应温度的高低、反应时间的长短这三者之间相辅相成但又成反比的关系。

也就是说这三个因素中的任何一个因素均与其他两个成反比的关系。

一、实验目的1. 了解壳聚糖的来源和性质。

2. 掌握壳聚糖的提取方法。

3. 学习实验操作技能，提高实验能力。

二、实验原理壳聚糖是一种天然高分子多糖，广泛存在于甲壳类动物的外骨骼中。

它具有良好的生物相容性、抗菌性、抗炎性和促进伤口愈合等特性。

本实验采用碱法提取壳聚糖，通过溶解、沉淀、洗涤、干燥等步骤，从虾壳中提取壳聚糖。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：虾壳、氢氧化钠、盐酸、乙醇、蒸馏水等。

2. 实验仪器：电子天平、烧杯、玻璃棒、布氏漏斗、抽滤瓶、烘箱、干燥器等。

四、实验步骤1. 称取虾壳10g，放入烧杯中。

2. 加入50mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使虾壳充分浸泡。

3. 将浸泡好的虾壳用布氏漏斗抽滤，收集滤液。

4. 向滤液中加入2mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH值为8.5，搅拌均匀。

5. 将调节好的溶液静置24小时，使壳聚糖沉淀。

6. 将沉淀物用布氏漏斗抽滤，收集沉淀。

7. 用蒸馏水洗涤沉淀物，去除杂质。

8. 将洗涤后的沉淀物放入烘箱中，在60℃下烘干至恒重。

9. 将烘干后的壳聚糖取出，放入干燥器中保存。

五、实验结果与分析1. 实验结果：经过上述步骤，成功从虾壳中提取出壳聚糖，其含量约为虾壳质量的10%。

2. 分析：（1）在提取过程中，pH值对壳聚糖的提取效果有重要影响。

本实验中，pH值为8.5时，壳聚糖提取效果较好。

（2）沉淀过程中，静置时间对壳聚糖的沉淀效果有影响。

本实验中，静置24小时，壳聚糖沉淀效果较好。

（3）洗涤过程中，用蒸馏水洗涤沉淀物，可以去除杂质，提高壳聚糖的纯度。

六、实验结论本实验成功从虾壳中提取出壳聚糖，实验过程中注意了pH值、静置时间和洗涤等关键因素，为壳聚糖的提取提供了参考。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，佩戴防护眼镜和手套。

2. 严格控制pH值，避免对壳聚糖提取效果的影响。

3. 静置时间不宜过长，以免影响壳聚糖的沉淀效果。

4. 洗涤沉淀物时，尽量去除杂质，提高壳聚糖的纯度。

农业领域
甲壳素和壳聚糖具有调节植物生长、增强植物抗逆性等作用，在农业领域具有潜在的应 用价值。
甲壳素与壳聚糖的未来展望
提高产量与质量
通过优化提取和制备工艺，提高甲壳素和 壳聚糖的产量与质量，以满足市场需求。
A 拓展应用领域
随着研究的深入，甲壳素和壳聚糖 的应用领域将进一步拓展，如在新 材料、新能源等领域的应用探索。
多元化提取
未来将开发出更多元化的提取方法，满足不同来源和性质的甲壳素 与壳聚糖的提取需求。
甲壳素与壳聚糖的应用领域拓展
生物医学领域
随着研究的深入，甲壳素与壳聚 糖在生物医学领域的应用将更加 广泛，如药物载体、组织工程、 生物材料等。
环保领域
由于甲壳素与壳聚糖具有优异的 生物降解性，未来在环保领域的 应用将更加广泛，如污水处理、 土壤修复等。
甲壳素和壳聚糖都具有抗菌、抗 炎、抗肿瘤等生物活性，可应用 于伤口愈合、抗炎治疗、抗肿瘤 药物载体等方面。
04 甲壳素与壳聚糖的未来发 展
甲壳素与壳聚糖的提取技术发展
高效提取
随着科技的不断进步，甲壳素与壳聚糖的提取技术将更加高效， 提高产量和纯度，降低生产成本。
环保提取
在提取过程中，将更加注重环保，减少对环境的污染，开发出更加 环保的提取方法。
循环利用
03
研究甲壳素与壳聚糖的循环利用技术，实现资源的有效利用，
降低生产成本和环境负担。
05 结论
甲壳素与壳聚糖的重要地位
生物医用材料
甲壳素和壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性，在生物医用材料领域具有广泛的 应用前景，如药物载体、组织工程和创伤敷料等。
环保领域
甲壳素和壳聚糖可降解，对环境友好，可用于环保领域，如污水处理、重金属离子吸附 等。

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河
北
化
工
199
( 保定市教育学院
保定市 071000)
我国虾蟹资源丰富 , 过去人们将其加工后 的虾蟹壳作为肥料使用 , 浪费掉了大量的甲壳 素 。甲壳素是天然氨基葡萄多糖 , 具有独特的 优良性质 ,用途十分广泛 。将虾蟹壳经酸 、 碱处 理脱去钙和蛋白 , 就可得到甲壳素 。由于甲壳 素含有乙酰基 ,使其性质相当稳定 ,不能溶于常 规的溶剂 ,只要经过浓碱处理 ,脱去乙酰基就可 得到溶于稀酸的壳聚糖 。1 %的壳聚糖醋酸溶 液对香蕉有很好的保鲜作用 , 浸透壳聚糖的香 蕉表面光洁 、 鲜艳 ,存放期延长 。壳聚糖是一种 天然无毒的保鲜剂 、絮凝剂 。下面介绍由虾蟹 壳生产壳聚糖的工艺 。 1 主要原料 虾、 蟹加工后的废虾 、 蟹壳 ; 市售浓盐酸 、 氢 氧化钠等 。 2 甲壳素的提取 虾、 蟹壳约含有 40 %的无机物 , 主要以碳 酸钙的形式存在 , 还含 30 %左右的有机物 , 主 要是蛋白质 。 2. 1 浸酸脱钙
选择温度偏低 ,将会使溶剂残留 ,影响光聚合反 应 , 光交联不充分 , 显影钻蚀减薄 , 光刻图形不 完整 ; 若温度过高或时间过长 , 又会使胶面翘 曲 , 产生热交联 , 显影有底膜 。所以 , 在实验中 选取较宽的温度时间范围是必要的 。 显影液的配制 笔者认为 ,在光刻工艺研究过程中 ,显影液 的研究尤为重要 ,没有合适的显影液 ,光致抗蚀 剂的优良性能就无法体现出来 。 众所周知 ,显影液的反差越大 ,光刻图形就
3 中科大高分子物理教研室 . 高聚物的结构与性能 . 科学出 4 5
厦门大学 . 半导体器件工艺原理 . 人民教育出版社 ,1977
( 日) 角田隆弘 . 感光性树脂 . 科学出版社 ,1978

虾蟹壳制取甲壳素工艺的实验研究作者：王建刚严涛海陈光艺来源：《轻纺工业与技术》 2012年第5期王建刚，严涛海，陈光艺（闽江学院，福建福州３５０１０８）【摘要】对虾蟹壳制取甲壳素的工艺进行了较为全面的研究分析，分别从不同试剂浓度、制取时间和温度进行制取甲壳素实验。

在实验过程中优化制取工艺，选定最优工艺条件组，为生产提供一定的理论依据。

【关键词】甲壳素；虾蟹壳；脱盐；制取工艺中图分类号： TQ341+.5 文献标识码： B文章编号： 2095-0101（2012）05-0001-03０引言甲壳素又名甲壳质、壳多糖和壳蛋白，是自然界生物所含的一种氨基多糖。

它具有无毒、无味、耐晒、耐热和耐腐蚀，不怕虫蛀和碱的浸蚀以及可生物降解的特点［１］。

它是地球上仅次于纤维素的第二大生物资源，年生物合成量高达１．０×１０１０ｔ，可以说是用之不竭的生物资源［２］。

这无疑给面临全球资源枯竭危机的人类带来了生机。

１９９２年，联合国“环境与发展大会”确定了经济与环境协调发展的可持续发展战略后，绿色意识得到迅速强化，波及世界各地［３］。

随着全球经济的发展，人们对纺织品的环境保护、人体健康等提出了新的要求，不再只是追求御寒遮体，而且要穿得舒适，穿得健康，对纺织品的保健功能更加看重。

甲壳素是一种可再生的自然资源，在生物界含量大。

甲壳素具有良好的吸附性、杀菌性和透气性等优良性能，含有甲壳素的纺织品可以抵抗细菌感染防治皮肤病，能防臭、吸汗保湿，穿着舒适。

且甲壳素纤维废弃物可自然降解，这就减少了对环境的污染。

因此基于功能性服装面料的虾蟹壳制取甲壳素的研究对纺织业具有重要的意义。

如下对传统的制取工艺进行改进研究，用成本低的虾蟹壳制取甲壳素。

１实验部分１．１虾蟹壳制取甲壳素的原理虾蟹壳中主要含有无机盐、有机物和少量的水分。

有机物中以甲壳质含量最高，约占８０％左右，其次是蛋白质约为２０％左右，还有少量的色素和油脂。

要提取甲壳素，就必须采用化学方法逐步除去除甲壳质外的成分，然后再进一步处理脱蛋白、脱乙酰基和脱色，得到纯净的可溶性甲壳素。

一种甲壳素的制备方法
甲壳素是一种来源于甲壳类动物壳内的高分子多糖，具有广泛的应用价值。

下面我将介绍一种制备甲壳素的方法。

首先，选择一种富含甲壳素的甲壳类动物，如虾、蟹等。

接下来，将这些动物的外壳收集起来，并进行清洗，去除杂质和有机物。

然后，将清洗后的外壳进行粉碎处理。

可以使用高速搅拌机或者机械破碎机对外壳进行细碎，使其成为粉末状。

接着，将粉碎后的外壳进行浸泡。

可以将其放入足够的水中，浸泡一段时间，使外壳中的甲壳素溶解和释放出来。

随后，将浸泡后的混合液进行沉淀。

使用离心机或者静置法，使溶液中的固体物沉淀到底部。

再然后，将底部的沉淀物进行过滤和洗涤。

可以使用滤纸或者滤网将沉淀物过滤出来，并进行多次洗涤，去除残余的杂质和溶质。

最后，将过滤和洗涤后的沉淀物进行干燥。

可以在通风条件良好的地方晾晒沉淀物，或者使用烘干机进行快速干燥。

通过上述步骤，就可以制备得到甲壳素。

制备出的甲壳素可以用于食品工业、医药领域和环境保护等多个领域。

图1 Vc和壳聚糖对羟自由基的清除作用（2）采用邻苯三酚自氧化法检测壳聚糖对超氧阴离子自由基的清除作用。

壳聚糖对超氧阴离子自由基结果见图2，随着浓度的增加，Vc和壳聚糖对超氧阴离子自由基的清除作用逐渐增强，当浓度增加到2.0 mg/ml以上时对自由基的清除作用减慢，但总体说来Vc对超氧阴离子自由基的清除作用强于壳聚糖。

图2 Vc和壳聚糖对超氧阴离子自由基的清除作用（3）清除DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼）自由基能力的测定。

壳聚糖对DPPH自由基的清除作用在质量浓度0.1～0.5 mg/ml的范围内，壳聚糖清除DPPH自由基的能力随质量浓度增大而增大，且呈良好的线性正相关，Vc的线性方程：y=108.24x+48.516 R2=0.9255，壳聚糖的线性方程：y=86.78x+38.85R2=0.9165。

以清除率为50% 时样品的质量浓度值作为评价对自由基清除能力的指标，即半数清除质量浓图3 壳聚糖对DPPH自由基的清除率（二）金属螯和能力的测定壳聚糖对金属螯合能力的影响结果见图5，从图中可以看出，EDTA表现出很强的螯合活性，在浓度为0.4 mg/ml时达到最大，为99.61%，随后略有下降。

壳聚糖对金属的螯合能力总体来说低于EDTA，在0.2～1 mg/ml的浓度范围内，随着浓度的升高，呈上升趋势。

图４ 壳聚糖对金属螯合能力的影响三、讨论本研究对虾蟹壳提取的壳聚糖抗氧化效果进行检测。

结果表明，壳聚糖提取物对不同自由基的清除能力不同，壳聚糖浓度为0.5 mg/ml时，DPPH自由基清除率为80%左右，超氧阴离子自由基清除率为20%左右。

并且低浓度壳聚糖提取物对自由基的清除能力较低，壳聚糖浓度达2.5 mg/ml时超氧阴离子自由基清除率仅为约40%，羟自由基清除率仅为约30%。

周元敬等人表示壳聚糖对自由基的清除效率随着壳聚糖浓度的增大而升高，与本实验研究结果相同。

Je等人经研究表示，5～1 kDa的壳聚糖在3 mg/ml时可清除95%以上的70。