蚕蛹甲壳素提取工艺研究
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蚕蛹甲壳素:止血材料或将带来新突破王虹【期刊名称】《中国纤检》【年(卷),期】2014(000)015【总页数】2页(P30-31)【作者】王虹【作者单位】【正文语种】中文甲壳素是一种存在于甲壳类动物表皮的黏性多糖,因其结构与纤维素相似,又被称作动物纤维素。
重庆不属于沿海地区,虽然缺乏像虾、蟹之类的甲壳类动物,但重庆家蚕资源丰富,所以从蚕蛹的表皮中提取成为当地获取甲壳素的主要途径。
多年来,西南大学纺织服装学院教授吴大洋一直从事甲壳素提取物(又名壳聚糖)的研究。
近来,他带领团队研发出一种由蚕蛹甲壳素制备出的新型止血材料,引来行业的高度关注。
意外的发现虽然吴大洋一直在做甲壳素提取物研究工作,但将其用于开发止血材料却是因为意外的发现。
据吴大洋研究小组成员蓝广芊介绍,从2009年开始,吴大洋就试图从蚕蛹甲壳素的高纯度提取物方面有所突破。
起初,他通过化学接枝的方法研究制备出一种具有良好抗凝血性能的蚕蛹壳聚糖甘氨酸衍生物。
这种蚕蛹壳聚糖衍生物为米黄色粉末,抗菌性强,易溶于水,具有良好的抗凝血活性,在浓度为2 mg/mL时即可使全血不凝。
这种特性非常适用于输血过程,可防止血液凝固,保证输血安全顺畅。
由于甲壳素本身具有抗解性和凝血性的特性,而且,蓝广芊经查找发现:2008年汶川地震所使用的止血材料中,大部分是国外研发生产的,国内用甲壳素做止血材料的报道少之又少,并且做法都比较简单,只是将甲壳素冻干来止血。
这种处理方法做出来的止血材料孔隙率低,柔软舒适度差,而且吸水后很容易腐烂。
于是,在抗凝血材料研究的基础上,该团队研究出了一种具有快速止血性能的多孔状蚕蛹甲壳素抗菌止血新材料。
“它的这种特性与‘防血液凝固’刚好相反,变成了加速血液凝固,非常适用于止血。
”吴大洋说。
据了解,在研究过程中,该课题组还建立了一套蚕蛹甲壳素快速制备新方法,采用这种方法获得的蚕蛹甲壳素质量高,产品纯度达到95%以上,并且具有更高的抗菌性能。
蚕蛹资源化利用现状及其进展马林林;强西怀;席星航【摘要】The chemical composition of silkworm pupa was outlined. The extraction and refining technology of effective ingredients such as pupa protein, pupa oil and pupa chitin were introduced in detail. Meanwhile, it was deeply discussed about the physiological function of silkworm pupa effective ingredients and the development prospects and utilization status of related products which were widely used in food,medicine,chemical, biological or other areas. Finally,the problems and solutions that existed in the resource utilization of silkworm pupa were put forward as a theoretical basis to realize the industrialization of silkworm utilization.%在简述蚕蛹化学成分的基础上,详细论述了蛹蛋白、蛹油和蛹甲壳素等有效成分的提取和精制技术.并深入探讨了蚕蛹有效成分的生理功能及相关产品在食品、医药、化工和生物等领域的开发利用现状与前景.最后指出了蚕蛹资源化利用目前所面临的问题及其解决方法,为实现蚕蛹资源化利用的产业化提供理论依据。
【期刊名称】《食品工业科技》【年(卷),期】2012(033)020【总页数】4页(P394-397)【关键词】蚕蛹;蛹油;蛹蛋白;蛹甲壳素;资源化利用【作者】马林林;强西怀;席星航【作者单位】陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021;陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021;重庆航凡蚕丝技术开发有限公司,重庆400038【正文语种】中文【中图分类】TS201.21蚕蛹是蚕茧抽丝后的主要副产物,富含蛋白质、脂肪、甲壳素及维生素等成分,具有很高的营养价值和保健功能,这就决定了蚕蛹具有很高的开发利用价值和广泛的应用途径。
昆虫蛋白质提取工艺的比较研究一、本文概述随着全球人口的增长和生态环境的变化,传统蛋白质来源如动物肉类和植物蛋白的供应压力日益增大。
因此,寻找新型、可持续的蛋白质来源成为了全球科研和工业界的重要任务。
昆虫作为地球上数量最多、分布最广的生物群体,其体内含有丰富的蛋白质,且生长周期短、饲养效率高、环境适应性强,被视为一种具有巨大潜力的新型蛋白质来源。
本文旨在对昆虫蛋白质提取工艺进行比较研究,分析不同提取方法的优缺点,以期为提高昆虫蛋白质的生产效率和经济效益提供理论支持和实践指导。
本文首先介绍了昆虫蛋白质的营养价值和潜在应用前景,阐述了昆虫蛋白质提取工艺研究的必要性和紧迫性。
然后,综述了国内外在昆虫蛋白质提取工艺方面的研究进展,包括提取方法、提取效率、提取成本等方面的情况。
在此基础上,本文重点对不同昆虫蛋白质提取工艺进行了比较研究,包括物理法、化学法、生物酶法等多种方法。
通过对比分析各种方法的提取效果、操作简便性、环境影响等因素,评估了各种方法的优劣和适用范围。
本文提出了昆虫蛋白质提取工艺的未来发展方向和潜在挑战,为进一步推动昆虫蛋白质产业的发展提供了参考和借鉴。
二、昆虫蛋白质提取工艺概述昆虫作为生物多样性的重要组成部分,其体内含有丰富的蛋白质资源,具有极高的营养价值和应用潜力。
随着人们对昆虫蛋白质的认识日益加深,昆虫蛋白质提取工艺的研究也取得了显著的进展。
本章节将对几种常见的昆虫蛋白质提取工艺进行概述,包括机械破碎法、化学提取法、酶解法以及微生物发酵法等。
机械破碎法是最早应用于昆虫蛋白质提取的方法之一。
通过高速搅拌、研磨或超声波等手段,将昆虫体壁破碎,使蛋白质释放到提取液中。
这种方法操作简单,成本低廉,但提取效率较低,且易导致蛋白质变性。
化学提取法则是利用化学试剂对昆虫体壁进行处理,破坏其结构,从而提取蛋白质。
常用的化学试剂包括酸、碱、盐等。
这种方法提取效果较好,但可能引入有毒物质,影响蛋白质的安全性。
蚕蛹功能及其应用陈清爱【摘要】蚕蛹是缫丝工业的主要副产品.我国蚕蛹资源丰富,年产蚕蛹30万t以上,约占全世界总产量的80%.蚕蛹是一种药食两用的宝贵资源.rn1蚕蛹的传统应用概况rn在伟大的中医药宝库中,蚕蛹自古就作为滋补强身,和脾胃,长肌肉的食物和药物.<太平御览>称其为"蝶元"、"蜿蛹",<日用本草>称其为"小蜂儿",rn<食物本革>称其为"蚕女",<本草品汇精要>称其为"蚕蛹子".【期刊名称】《蚕桑通报》【年(卷),期】2010(041)002【总页数】2页(P42-43)【作者】陈清爱【作者单位】福建农林大学食品科学学院,福建,福州,350002【正文语种】中文蚕蛹是缫丝工业的主要副产品。
我国蚕蛹资源丰富,年产蚕蛹30万t以上,约占全世界总产量的80%。
蚕蛹是一种药食两用的宝贵资源。
1 蚕蛹的传统应用概况在伟大的中医药宝库中,蚕蛹自古就作为滋补强身,和脾胃,长肌肉的食物和药物。
《太平御览》称其为“蝶元”、“螝蛹”,《日用本草》称其为“小蜂儿”,《食物本草》称其为“蚕女”,《本草品汇精要》称其为“蚕蛹子”。
在众多的古代本草学著作中,蚕蛹最早见于《日华子本草》,称其能“治风及劳瘦。
又研敷蚕瘑恶疮等”。
《本草纲目》记载蚕蛹“为未饮服,治小儿疳瘦,长肌,退热,除蛔虫;煎汁饮,止消渴”。
《医林篡要》称蚕蛹能“和脾胃,去风湿,长阳气”。
《随息居饮食谱》中还记载蚕蛹“甘温。
补气,止渴,杀虫。
治疳积,童劳,助痘浆,乳汁”。
另外,《本草品汇精要》、《本草害利》、《脉药联珠》等本草学著作中都有蚕蛹作药用的记载,现代的本草学著作如《中药大辞典》、《中药志》、《中华药海》、《中药辞海》等也都将蚕蛹作为中药收录,作为补益药物,用于治疗疳积、劳瘵等营养不良病症。
现将其应用归纳如下:①小儿疳积:以单味蚕蛹加油盐炒熟后食用可以治疗小儿疳积。
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微波法制备蚕蛹壳聚糖工艺研究摘要:对微波法制取蚕蛹壳聚糖的工艺条件进行了研究。通过单因素试验考察了NaOH质量分数、微波功率、处理时间以及甲壳素与NaOH溶液的配比对脱乙酰基的影响,在此基础上经正交试验优化微波法制备蚕蛹壳聚糖的条件。结果表明,微波功率对蚕蛹甲壳素脱乙酰基的影响最大,其次为NaOH质量分数、处理时间和固液比,优化后的处理条件为:NaOH质量分数55%、微波功率700W、处理时间30min 、固液比1∶20(W/V,g∶mL)。经验证试验,在该条件下,制得的蚕蛹壳聚糖脱乙酰度可达到76.3%。关键词:蚕蛹;甲壳素;壳聚糖;脱乙酰基;微波法Research on the Preparation Craft of Chitosan in Silkworm with Microwave MethodAbstract: Craft conditions of preparating chitosan in silkworm with microwave method were studied. Through single-factor experiment, the affecting factors of NaOH,microwave power,time, the proportion of chitin and NaOH on degree of deacetylation were studied, on the basis of optimized preparation conditions with microwave for silkworm’s chitosan by orthogonal experiment. The results revealed that the microwave power was the most important factor on the degree of the silkworm’s chitin chitosan’s deacetylation, followed by the NaOH, time and solid to liquid ratio. The optimized treatment conditions were: NaOH’s concentration 55%、microwave power 700W、time 30 min、solid to liquid ratio 1∶20. After proven test, under this conditions,the pupa obtained degree of deacetylation of chitosan was up to 76.3%.Key words: silkworm chrysalis; chitin; chitosan; deacetylation; microwave method 我国是蚕茧生产大国,蚕茧年产量已达到70 万t,在生产生丝后可得干蚕蛹13.6万t。干蚕蛹含有约3.7%的甲壳素[1],可用做生产甲壳素的原料,进而制备壳聚糖。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物,是(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖的聚合物,为天然存在的惟一碱性多糖。由于其具有良好的吸附性、成膜性和通透性、成纤性、吸湿性和保湿性等特性被广泛应用于食品、医药、生物技术、农业、纺织、印染、造纸、化妆品、环保等领域[2]。目前以虾蟹壳得到甲壳素用微波法脱乙酰基制备壳聚糖已有报道[3-6],而以蚕蛹甲壳素采用微波法制备壳聚糖尚未见报道。本试验通过正交试验优化蚕蛹甲壳素脱乙酰基制备壳聚糖的工艺条件,以期为蚕蛹的开发利用提供科学依据。1材料与方法1.1材料1.1.1蚕蛹蚕蛹购于安康巴山丝绢有限公司。1.1.2试剂石油醚(沸程60~90 ℃)、氢氧化钠、盐酸、高锰酸钾、草酸等均为分析纯。1.1.3仪器FW100型万能粉碎机,北京科伟永兴仪器有限公司;ALC-210.4型电子天平,北京赛多利斯仪器系统有限公司;WG700 CSL20ⅡK6型微波炉,格兰仕微波炉电器有限公司;101-1A型电热恒温干燥箱,天津市泰斯特仪器有限公司;DDS-307型电导率仪,上海精密科学仪器有限公司;LRH-190-Z振荡培养箱,广东省医疗器械厂。1.2方法1.2.1工艺流程蚕蛹甲壳素提取工艺流程如下。蚕蛹→烘干→粉碎→石油醚脱脂→烘干→碱液处理→水洗过滤→滤渣烘干→盐酸处理→水洗过滤→滤渣烘干→蚕蛹甲壳素[7]。1.2.2蚕蛹甲壳素脱乙酰基将蚕蛹甲壳素在微波场中用浓NaOH处理,使其脱乙酰基而制得壳聚糖。因此,NaOH质量分数、微波功率、处理时间以及甲壳素与NaOH溶液的配比(固液比)等是影响甲壳素脱乙酰基的主要因素。取3 g蚕蛹甲壳素放入100 mL三角瓶中,加入NaOH溶液,放置过夜后,置于微波炉中处理,每隔5 min取出,用双层纱布过滤、水洗,再加等量NaOH溶液继续处理。最后经过滤、水洗至中性,在65 ℃下烘干,测定脱乙酰度。1)蚕蛹甲壳素脱乙酰基的单因素试验。分别以NaOH质量分数、微波功率、处理时间、固液比作为影响因子,用上述方法脱乙酰基,以脱乙酰度为指标,进行单因素试验,确定各影响因子对脱乙酰度的影响。2)正交试验确定脱乙酰基的优化方案。在单因素试验的基础上,以NaOH质量分数、微波功率、处理时间、固液比为因素,以脱乙酰度为考察指标,采用L9(34)进行正交试验,确定这4个因素对脱乙酰基的优化方案。因素与水平设计见表1。1.2.3壳聚糖水分测定采用常压干燥法。将2.00~3.00 g壳聚糖样品置105 ℃干燥箱中烘干至恒重,计算水分含量。1.2.4电导率法测定壳聚糖脱乙酰度测定采用SC/T3403-2004中电导率法,结合贾之慎等[8]所提方法,经适当变化进行测定。准确称取0.2 g蚕蛹壳聚糖样品置于100 mL烧杯中,加入25 mL 0.1 mol/L HCl溶液,置于20 ℃的振荡培养箱中溶解。然后加入去离子水至60 mL,用0.1 mol/L NaOH溶液滴定,每滴定0.3~0.5 mL记录电导率,做电导率随NaOH体积变化的滴定曲线。由于NaOH加入壳聚糖的盐酸溶液后会与溶液中的游离H+以及壳聚糖氨基上所吸附的H+相继发生中和反应,导致溶液的电导率呈降低、缓慢升高、快速升高的过程,出现两个转折点,两转折点之间即为与壳聚糖氨基上所吸附的H+发生中和反应所消耗的NaOH溶液体积。按下式计算脱乙酰度:脱乙酰度=×100%式中,C为NaOH标准溶液摩尔浓度,mol/L;△V为电导率保持缓慢升高时滴定消耗NaOH标准溶液体积,mL;m为样品质量,mg;W为样品水分含量,%;203为甲壳素分子量;42为乙酰基分子量。2结果与分析2.1蚕蛹甲壳素脱乙酰基单因素试验2.1.1NaOH质量分数对脱乙酰基的影响称取 3 g蚕蛹甲壳素,以1∶15(W/V,g∶mL,下同)的固液比加入不同质量分数的NaOH溶液,在560 W的微波炉中处理25 min,期间每隔5 min水洗1次。结果如图1所示。由图1可见,随着NaOH质量分数的提高,脱乙酰度呈上升趋势。但在NaOH质量分数为45%以后,脱乙酰度增加程度下降,考虑到继续提高NaOH质量分数,将会造成壳聚糖降解加剧,且增加费用,也造成后续水洗困难,因此选择NaOH质量分数45%、50%、55%为正交试验水平。2.1.2微波功率对脱乙酰基的影响称取3 g蚕蛹甲壳素,以1∶15的固液比加入质量分数为45%的NaOH溶液,在不同微波功率下处理25 min,期间每隔5 min水洗1次。结果如图2所示。由图2可以看出,随着微波功率的提高,蚕蛹甲壳素脱乙酰基程度增加。但随着温度的提高,脱乙酰度增加的幅度有所下降。由于甲壳素在微波炉中温度难以控制,易造成焦化现象,所以微波功率不宜过高。因此选择微波功率420、560、700 W作为正交试验水平。2.1.3处理时间对脱乙酰基的影响称取3 g蚕蛹甲壳素,以1∶15的固液比加入质量分数为45%的NaOH溶液,在560 W微波炉中处理不同时间,期间每隔5 min 水洗1次。结果如图3所示。由图3可以看出,在处理初期,随着处理时间的延长,脱乙酰度提高较快,在20 min以后,脱乙酰度随时间提高幅度有所下降。考虑到脱乙酰度的要求,以及时间成本,选择处理时间以20、25、30 min进行正交试验。2.1.4固液比对脱乙酰基的影响称取3 g蚕蛹甲壳素,以不同的固液比加入质量分数为45%的NaOH溶液,在560 W微波炉中处理25 min,期间每隔5 min水洗1次。结果如图4所示。由图4可以看出,随着NaOH溶液用量加大,脱乙酰度增加,在固液比1∶15时达到最大,之后开始缓慢下降。所以固液比选择1∶15、1∶20、1∶25作为正交试验水平。2.2蚕蛹甲壳素脱乙酰基的正交试验在单因素试验的基础上,进行L9(34)正交试验,结果见表2。正交试验结果表明,影响蚕蛹甲壳素脱乙酰基的因素主次顺序为:B>A>C>D,即微波功率对脱乙酰度影响最大,其次为NaOH质量分数,处理时间和固液比影响较小,优化的脱乙酰基条件为A3B3C3D2,即NaOH质量分数55%、微波功率700 W、处理时间30 min、固液比1∶20。以此条件进行两次验证试验,得到的蚕蛹壳聚糖脱乙酰度分别为76.1%和76.5%,平均值76.3%,高于正交试验结果。3结论经正交试验得到微波法蚕蛹甲壳素脱乙酰基的优化条件为:NaOH质量分数55%、微波功率700 W、处理时间30 min、固液比1∶20,在此条件下所得壳聚糖脱乙酰度可达76.3%。这一结果与采用传统的碱法脱乙酰基相比时间大大缩短[6]。甲壳素脱乙酰基是一个较为困难的过程,目前常用的方法是用浓碱法。由于浓碱法易造成环境污染,同时在碱处理时质量分数越大,后处理的水洗耗水量越大;浓碱法在高温下耗时长,易造成壳聚糖分子降解并增加能耗。所以,研究能在较短时间内达到一定脱乙酰度的新方法,是壳聚糖生产中亟需解决的问题,而微波法制备壳聚糖不仅可以大大减少反应时间,同时还能避免高温长时间处理导致的壳聚糖产品品质下降,从而提高其质量指标。参考文献:[1] 毛平生,吴繁强,杜贤明,等.蚕蛹综合利用综述[J].蚕桑茶叶通讯,2007,13(4):1-2.[2] 蒋挺大.甲壳素[M].北京:化学工业出版社,2003.23.[3] 曹健,代养勇,王红军,等. 甲壳素微波法脱乙酰制备壳聚糖的研究[J].食品科学,2005,26(11):120-124.[4] 张立彦,曾庆孝,林珣,等.微波对甲壳素脱乙酰反应的影响[J].食品与生物技术,2002,21(1):15-19.[5] 梁吉艳,王新,王贤丰. 微波法制备壳聚糖絮凝剂的研究[J].当代化工,2005,34(5):324-326.[6] 丁盈红,黄小文,张红. 微波辐射制备壳聚糖[J].化学试剂,2003,25(1):41-42.[7] 朱新鹏,方琼,樊明涛,等.蚕蛹甲壳素提取工艺优化研究[J].中国林副特产,2009(3):27-29.[8] 贾之慎,李秀玲.酸碱电导滴定法测定壳聚糖脱乙酰度[J].分析化学,2002,30(7):846-848.。