四种昆虫甲壳素的提取及昆虫壳聚糖和羧甲基壳聚糖的制备

摘要

甲壳素是一种重要的生物资源，具有重要的经济价值和应用前景。甲壳素属线性多糖类，其含量仅次于纤维素，年生物合成约100亿t。甲壳素及其衍生物在纺织工业、医药保健、农业、环境保护和化妆品等方面得到广泛应用。目前工业化生产甲壳素的原料主要是水产品中的虾、蟹壳，原料来源相对单一，而昆虫是地球上生物中种类最多、数量最大的生物类群，其体壁中含有丰富的甲壳素。针对目前国内外在昆虫甲壳素及其衍生物研究开发领域的现状及发展趋势，以常见的中药蝉蜕、中华稻蝗、云南琵琶甲和白蜡虫为原料，进行昆虫甲壳素提取及昆虫壳聚糖、羧甲基壳聚糖制备的最佳试验条件的研究。通过单因素试验和正交试验，探讨了不同反应条件在昆虫甲壳素提取过程中对脱除昆虫原料所含蛋白质和无机盐的影响；通过单因素试验，探讨了不同反应条件对壳聚糖和羧甲基壳聚糖制备的影响，主要试验结果如下： 1.甲壳素的提取：分别脱除昆虫原料中的蛋白质和无机盐后，从而分离出甲壳素。(1)蛋白质的脱除：影响脱除蛋白质的因素主要是NaOH浓度、反应温度和反应时间，通过单因素试验和正交试验，确定了脱除中药蝉蜕、中华稻蝗、云南琵琶甲和白蜡虫中蛋白质的最佳试验条件分别为6％NaOH，反应时间1h，反应温度90℃；7％NaOH，反应时间30min，反应温度90℃；7％NaOH，反应时间5h，反应温度90℃，7％NaOH，反应时间1h，反应温度90℃。(2)无机盐的脱除：影响脱除无机盐的因素主要是HCl浓度和反应时间。通过单因素试验，确定了中药蝉蜕、中华稻蝗、云南琵琶甲和白蜡虫中无机盐脱除的最佳试验条件分别为0.2mol/LHCl，常温下反应20min；0.3mol/LHCl，常温下反应10min；0.2mol/LHCl，常温下反应10min；0.2mol/LHCl，常温下反应70min。 2.昆虫壳聚糖的制备：壳聚糖是甲壳素脱乙酰化反应的产物。影响甲壳素脱乙酰化反应的主要因素是NaOH浓度，反应温度和反应时间，通过单因素试验，确定了制备昆虫壳聚糖的最佳试验条件为：NaOH浓度50％，反应温度120℃，反应时间3h。 3.昆虫羧甲基壳聚糖的制备：壳聚糖经羧甲基化反应后得到羧甲基壳聚糖。影响壳聚糖羧甲基化反应的主要因素是NaOH用量、NaOH浓度、氯乙酸用量、反应温度、反应时间，通过单因素试验，确定了制备昆虫羧甲基壳聚糖的最佳试验条件为：NaOH：壳聚糖(质量比)为3：1，NaOH浓度35％，氯乙酸：壳聚糖(质量比)为3：1，反应温度70℃，反应时间2h。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

第一章前言

1.1引言

1.1.1研究背景

1.1.2研究目的和意义

1.1.3项目来源与经费支持

1.2国内外研究现状及评述

1.2.1甲壳素概述

1.2.2昆虫甲壳素及其衍生物研究现状

1.3研究目标和主要研究内容

1.3.1研究目标

1.3.2主要研究内容

1.4研究技术路线

第二章研究材料与方法

2.1试验材料

2.2试验方法

2.2.1甲壳素的提取

2.2.2壳聚糖的制备

2.2.3羧甲基壳聚糖的制备

第三章结果与分析

3.1甲壳素提取的结果与分析

3.1.1蛋白质的脱除

3.1.2无机盐的脱除

3.1.3甲壳素的质量分析与结构表征

3.1.4小结

3.2壳聚糖制备的结果与分析

3.2.1不同反应条件对壳聚糖脱乙酰度的影响

3.2.2壳聚糖的得率与结构表征

3.2.3小结

3.3羧甲基壳聚糖制备的结果与分析

3.3.1不同反应条件对壳聚糖羧甲基化反应的影响

3.3.2羧甲基壳聚糖的结构表征

3.3.3小结

第四章结论与讨论

4.1结论

4.1.1甲壳素的提取

4.1.2壳聚糖的制备

4.1.3羧甲基壳聚糖的制备

4.2讨论

4.2.1原料的选择

4.2.2甲壳素的脱色

4.2.3甲壳素中残留蛋白质的含量问题

4.2.4从昆虫中提取的甲壳素与虾、蟹甲壳素相比较

4.3建议

参考文献

图版

致谢

附录 攻读硕士学位期间参加的科研项目