克氏螯虾虾壳制备氨基葡萄糖盐酸盐的工艺研究

陈乃富，刘文中，闵运江

(皖西学院生物系，安徽六安237012)

摘要：研究了以克氏螯虾壳为原料制备氨基葡萄糖盐酸盐(G AH )的工艺条件：酸水解液为10m ol ・L -1HCl ,85～92℃水解5～6h ；甲壳素∶酸水解液为3∶5。G AH 产率为甲壳素的52%～55%。G AH 纯度:99%～100.5%。

关键词：克氏螯虾虾壳；甲壳素；氨基葡萄糖盐酸盐；工艺研究

中图分类号:T Q464 　文献标识码:A 文章编号-8376-(2002)03-0040-02

用克氏螯虾(Procambarus clarkii )生产1t 虾仁约会产生5～6t 的下脚料———虾壳。由虾壳可以加工生产甲壳素(chitin )。甲壳素能进一步生产可溶性甲壳素[也称脱乙酰甲壳素或壳聚糖(chitosan )]。甲壳素或可溶性甲壳素在食品、纺织、印染、造纸、医

药、环保、农业等领域都有广泛用途[1、2、3]。由甲壳

素水解可进一步加工制备出D 2氨基葡萄糖盐酸盐(D -G lucosamine Hydrochloride ,G AH )，分子式为C6H11O5NH2・Cl 。

在医药上,G AH 能促进抗生素药剂的注射效能，可用于合成新型抗癌药物氯脲霉素，还可用于合成生化试剂[4]。在人体内G AH 可参与肝肾解毒，可发挥在抗炎、护肝等方面的作用[5]。在食品工业中,G AH 是婴儿配方乳中添加的一种重要微量糖类成

分，也可做糖尿病人的营养补助剂，还是合成VB6和核黄素中间体的起始原料，另外，可用于化妆品和饲料添加剂等[6]。近年来，有人用G AH 做为番茄保鲜剂，效果较好[7]。

本文研究了由克氏敖虾虾壳制取甲壳素并进一步制备G AH 的工艺条件，旨在为综合利用资源，工业化生产甲壳素及G AH 提供科学依据。1　材料与方法1.1　材料与仪器H无穷控制LMI

鲜活克氏敖虾由六安市菜市场购得，用于获取虾壳。

HCl 、NaOH 、活性碳、乙醇等均为国产分析纯试

剂。

收稿日期:2001-10-22

作者简介：陈乃富(1962-)，男，副教授，主要从事生物资源开发与应

用研究。

Cs101型电热鼓风干燥箱和SY 2-4型电热恒

温水浴锅、WXG-4圆盘旋光仪等。

1.2　G AH 的分析方法见文献[8]1.3　工艺流程1.3.1　由克敖虾虾壳制取甲壳素工艺流程

克氏螯虾壳→破碎冲洗→碱处理(1)→水洗至中性→酸处理(1)→水洗至中性→碱处理(2)→水洗至中性→酸处理(2)→水洗至中性→干燥→甲壳素1.3.2　由甲壳素制备氨基葡萄糖盐酸盐工艺流程

甲壳素→粉碎→盐酸水解→冷却静置结晶→过滤(滤液废弃)(1)→粗结晶→加水热溶解(1)→活性碳脱→过滤(活性碳可再生)(2)→滤液→减压蒸干→结晶→乙醇洗结晶→70～80℃烘干→加水热溶解(2)→加乙醇重结晶→过滤(滤液回收乙醇)(3)→结晶→70～80℃烘干→成品(G AH )1.4　操作要点

1.4.1　碱处理(1)(2)　按壳重的1.5倍量加入5%NaOH 溶液煮沸2～3h ，此为碱处理(1)。碱处理(2)

即是将碱处理(1)残液补加入2%NaOH 再次煮沸处

理2～3h 。1.4.2　酸处理(1)(2)　先将浓盐酸(36%)稀释10倍。酸处理(1)是按壳重1.5倍量加入稀释盐酸液室温条件下浸泡2～3h 。酸处理(2)按壳重的1.1倍加入稀释盐酸液室温浸泡处理2～3h ，观察已无气泡产生，但pH 值仍维持在弱酸性即可。1.4.3　干燥　可以自然晒干或80℃以下烘干，成为甲壳素。1.4.4　盐酸水解　配10m ol ・L -1HCl 为酸水解液。按甲壳素∶酸水解液=3∶5比例确定甲壳素及盐酸水解液用量。水解温度为85～92℃范围较合适，水解时间为5～6h 。

1.4.5　冷却静置结晶　冷却至室温后静量6h 以

・

04・氨基酸和生物资源

Amino Acids &Biotic Res ources 2002,24(3):40～41

中国米都上，以保证水解得到的氨基葡萄糖盐酸盐在水解液中充分结晶析出并经过滤得到G AH粗结晶。

1.4.6　加水热溶解(1)　加水并加热至80～90℃溶解G AH粗结晶。加水量以酸水解时甲壳素的投料量的2～3倍为宜，有利于后序活性碳脱及浓缩蒸干。

1.4.7　活性碳脱　按甲壳素投料量的10%加入活性碳至上述G AH的热水溶液中并煮沸3～5min 进行脱。脱后乘热过滤分离活性碳。

1.4.8　乙醇洗结晶　减压蒸干而得到的结晶用95%乙醇充分洗涤，以除去其中的部分杂质及水分。乙醇用量为甲壳素投料量的1.5倍左右。律师法全文

1.4.9　加水热溶解(2)及加乙醇重结晶　将前步烘干的结晶称重，按此重的1.3倍量加入水。并加热至80～90℃充分溶解此结晶。溶解后乘热加入95%乙醇，边加边搅拌，加乙醇量(V)为加水量的5倍。然后冷却静置4～6h进行重结晶。

2　结果与讨论

2.1　甲壳素与氨基葡萄糖盐酸盐的产率　以剥取虾仁后的鲜虾壳计算，甲壳素的产率为虾壳重的6%～7%；制备的G AH成品占甲壳素投料量的52%～55%。G AH纯度为99%～100.5%。

2.2　盐酸水解液用量对G AH产率的影响　G AH在冷的浓盐酸中仍有一定溶解度，因此盐酸水解液用量多少直接影响G AH粗结晶产率，从而影响G AH 成品产率。水解液用量多，产率降低且成本增大。水解液用量过少又不利水解彻底，且水解速度慢，在不影响彻底水解的前提下，水解液用量越少，越有利于提高G AH的产率。本工艺选择甲壳素投料量占酸水解液用量的60%时,G AH产率最高可达55%。

2.3　脱时活性碳用量的确定及其对G AH产率的影响　脱时加入适宜量的活性碳较为重要。活性

碳加多了，脱效果虽好，但活性碳同时会吸附一定量的G AH，减少产率且成本提高。活性碳加少了，脱不尽。为此，工业中可先进行系列小试以确定适宜的活性碳的用量。本工艺的适宜活性碳用量约为甲壳素投料量的10%。

2.4　加水热溶解(2)中的加水量的确定及其对G AH 产率的影响　这里加水热溶解的目的是将G AH进一步重结晶纯化。研究发现G AH在水中溶解度随温度升高而增大，当温度达到80℃时溶解度达750 g/L。因此这里的加水量是以在80～90℃时形成饱和溶液为原则来确定。加水量过多，在后序重结晶步骤中为保证乙醇达到一定浓度，必然需加入更多的高浓度乙醇，一方面会增大成本，另一方面增大了重结晶时溶液的总体积，而G AH在较高浓度的乙醇液中仍有一定的溶解度，故会减少G AH的结晶量而降低产率。

2.5　重结晶时的温度及乙醇浓度对G AH产率的影响　研究发现同一温度时G AH在乙醇溶液中溶解度随乙醇浓度的增大而减小。同一乙醇浓度随温度升高G AH溶解度增大，温度降低溶解度减小。这与文献[8]报道相一致。低温及高浓度乙醇条件可有效提高G AH的产率。

化验室组织与管理3　G AH的产品质量标准

3.1　感官指标

白结晶粉末，无嗅，甜味。

3.2　理化指标

纯度:99%～100.5%

溶解性：溶于水，几乎不溶于乙醇

比旋光度:+71-73°

砷:≤0.5PPM

硫酸盐:≤0.02%

铁:≤10PPM

干燥失重:<0.5%

灰分:≤0.1%

参考文献:

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2631.

[2]　蒋玉萍，等.天然甲壳素的制取与应用开发[J]，江苏

化工,1990,(3):49～57.

[3]　巫钢，等.脱乙酰几丁质的制备及其对细胞透性和脱

乙酰几丁酶活性的影响[J].华东师范大学学报(自然科学版),1995,(2):102～107.

[4]　谢雅明.可溶性甲壳质的制造和用途[J].化学世界,

1983,(4):118～121.

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[J]，无锡轻工业大学学报,1997,(4):29～33.

[6]　Ingle TR,Vaidya SH,PaiM U,Production of D-G lu2

cosamine Hydrochloride(G AH)from Fish canning waste[J].

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[7]　陈忻，等.氨基葡萄糖盐酸盐制备和常温保鲜番茄的研

究[J]，食品科学,2000(9):34～36.

[8]　钱和生.氨基葡萄糖盐酸盐制备及溶解度研究[J]，化

学世界,1994(2):75～78.

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陈乃富，等.克氏螯虾虾壳制备氨基葡萄糖盐酸盐的工艺研究

硅胶柱谱分离纯化生物发酵液中叶酸的研究

李小燕，吴周和，吴小刚，熊尚凌

(湖北工学院生物工程系，武汉430068)

摘要：采用硅胶柱谱分离纯化生物发酵液中的叶酸，实验研究了谱方法，确定了适的谱条件。关键词：柱谱；分离；发酵液；叶酸

中图分类号:R284.2 　文献标识码:A 文章编号:1006-8376-(2002)03-0042-02

叶酸(folic acid )又名维生素Bc ，在人体内以四氢叶酸辅酶的形式参入核酸、蛋白质的生物合成，对处于生长期的机体及叶酸缺乏人补充叶酸，可预防胎儿神经管畸形、巨幼红细胞性贫血、胃肠功能紊乱、智力退化及某些因上皮组织增生引起的癌前病变等[1～4]。据化工网报道，叶酸最近已被一些国家列入法定食品添加剂，其销量将会成倍增长，我国有望成为叶酸主要生产国。

镍基合金

目前叶酸的生产主要是化学合成，但国内外已在积极研究发酵法生物合成叶酸。由于发酵液中叶酸含量很低，必须进行分离纯化。本实验研究了硅胶柱谱分离纯化叶酸的方法。1　材料与方法1.1　主要仪器与试剂

1.1.1　主要仪器:7520紫外分光光度计、φ2×40

收稿日期:2002-05-29

作者简介：李小燕(1971-)，女，硕士，主要从事应用生化研究。

日内瓦协议谱柱、BSZ -160自动部分收集器、H L -2恒流泵、高

效液相谱仪,LC -6A ，日本岛津。1.1.2　试剂：氨水、95%乙醇均为分析纯；二次重蒸水；硅胶(100～200目，层析用)：上海五四化学试剂厂；叶酸：生化试剂，上海源聚生物科技有限公司(用0.3m ol/L 氨水配成适当浓度的标准溶液)氧化铝(酸性，层析用)(100～200目)：上海五四化学试剂厂1.2　实验方法：谱分离技术是一种物理的分离方

法，利用混合物中各组分性质的差别，使各组分以不同程度分布在两个相中(一个固定相，一个流动相)，从而使各组分以不同速度移动而达到分离。本实验采用吸附柱，将一定量的标样或发酵液加入柱中，用恒流泵输送洗脱剂对柱中组分进行洗脱分离，并用自动部分收集器定时定量收集流出液，最后用紫外分光光度仪在280nm 处对各管组分进行测定，或者再用高效液相谱仪检测各管的叶酸含量，以判断分离情况，进而确定柱谱的条件。1.2.1　吸附剂的选择：分别用硅胶及酸性氧化铝作吸附剂，比较叶酸在柱中的分离情况。

Study on Processing of D 2glucosamine H ydrochloride from Procambarus clarkii Shell

CHE N Nai -fu ,LI U Wen -zhong ,MI N Y un -jiang

(Biology Depatment ,Western Anhui College ,Liuan 237012)

Abstract :This paper studies the techniques for making D 2glucosamine hydrochloride (G AH )from the shell of Pro 2

cambarus clarkii .The result showed that a 52～55%G AH could be achieved from hydrolyzed chitin under the following

conditions :in 10m ol ・L -1hydrochloric acid for 5-6hours at 85～92℃.The ratio of chitin to hydrochloric acid s olvent was 3:5.The content of G AH was 99～100.5%.

K ey w ords :shell of Procambarus clarkii ;chitin ;D -glucosamine hydrochlorde ;processing

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24・氨基酸和生物资源

Amino Acids &Biotic Res ources 2002,24(3):42～43

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