專利名稱：殼聚糖的一種分離純化工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及殼聚糖的一種分離純化工藝，屬于生物技術領域。具體的說，本發明對黑曲霉發酵液進行離心、超聲波提取、乙酸萃取、真空干燥等一系列工藝以制取高品質的殼聚糖產品。
背景技術：
殼聚糖(Chitosan，簡稱CS，)又稱聚氨基_D_葡萄糖或甲殼素，其化學名為聚(1， 4) -2-氨基-2-脫氧-β -D-葡聚糖，是甲殼素的N-脫乙酰基產物，也是甲殼素最重要的衍生物，它是自然界中唯一存在的堿性多糖。殼聚糖在自然界中廣泛存在于低等生物菌類、藻類的細胞及節肢動物蝦、蟹、昆蟲的外殼中。殼聚糖具有生物相容性、無毒、無過敏反應，有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纖性、吸濕性和保濕性，廣泛應用于食品、醫藥、農業、環保等領域。
自從1811年，法國科學家Braconrmot發現甲殼素以來，甲殼素及殼聚糖的特性被逐漸認識和利用。尤其是近年來，國內外相關的研究日趨活躍，甲殼素和殼聚糖已被現代科學稱之為繼糖類、蛋白質、脂肪、維生素、礦物質等五大生命要素之后的第六生命要素。隨著人們對殼聚糖及其衍生物應用研究的逐漸深入，對殼聚糖及其制品的需求將會大幅度增長。目前，工業生產殼聚糖通常從蝦、蟹殼中提取，但蝦、蟹殼的來源受到各種因素的限制。 蝦、蟹殼來源生產的殼聚糖具有以下缺點制備成本較高，能耗較大；在使用45% NaOH高溫脫乙酰基制備殼聚糖的過程中，會產生大量的廢水，污染環境；殼聚糖的生產受到原料產地限制影響，而且近年來，廢棄蝦、蟹殼被用作飼料生產原料，已經造成殼聚糖生產原料短缺。 因此，迫切需要加速發展殼聚糖產業，尋找可以替代蝦、蟹殼原料，生產出高質高量的殼聚糖產品。近幾年，從絲狀真菌中提取殼聚糖的研究悄然興起，利用微生物生產殼聚糖有巨大優勢(1)大部分真菌可通過工業發酵技術大規模培養；(2)不受原料復雜性、季節性、地域性等的限制；C3)產品質量和產量易于控制，生產工藝簡單，周期短；(4)動力消耗和環境污染小。
本發明對黑曲霉發酵液進行離心、超聲波提取、乙酸萃取、真空干燥等工藝處理最終獲得高純度的殼聚糖產品。殼聚糖產品外觀為白色粉末，純度達到98%以上，脫乙酰度達到90%以上，產品得率為16%以上。發明內容
本發明提供了一種殼聚糖分離純化的生產工藝，采用了一條新型、環保、成本低廉的技術路線，有效的提高了產品質量。整個反應條件溫和，操作簡單，減少了酸、堿溶劑大量使用對環境的污染，適合工業化生產的要求。
本發明的方法包括下列步驟
(1)發酵液預處理
將發酵液于室溫下，4000r/min離心15-30min獲得黑曲霉菌絲體，在80-110°C下3烘干后磨成粉末待用。
(2)超聲波提取
將上述粉末稱取一定量于加有適當體積的3-6%氫氧化鈉-乙醇混合物中浸泡， 加蓋蓋好；放入超聲波儀中，超聲波功率300-400W，在室溫下提取40-60min。反應完畢后取出冷卻至室溫，4000r/min離心15-30min后過濾，用水反復沖洗至中性。
(3)乙酸萃取
將上述沉淀于2-3%乙酸中95°C條件下，萃取10-1 ，中和沉淀后獲得殼聚糖精制液。
⑷真空干燥
將上述精制液在60-70°C進行真空干燥，獲得殼聚糖產品。殼聚糖純度達到98% 以上，脫乙酰度達到90%以上，產品得率為16%以上。
本發明提供的上述高純度殼聚糖的分離純化工藝，其特點在于
(1)采用超聲波提取技術提取黑曲霉中的殼聚糖，反應條件溫和，與傳統堿液法提取殼聚糖相比，超聲提取殼聚糖的得率明顯高于堿液提取，得率達到16%。
(2)對黑曲霉菌絲體采用超聲波提取技術、乙酸萃取以及真空干燥技術得到高純度的殼聚糖干品，工藝簡單，易于產業化推廣。
(3)采用本發明分離純化得到的殼聚糖產品純度達到98%以上，脫乙酰度達到 90 %以上，產品質量穩定，技術達到國內先進水平。
附圖1是本發明對黑曲霉發酵液采取預處理、超聲波提取、乙酸萃取、真空干燥后獲得殼聚糖的工藝路線圖。
具體實施方式
以下將參照實例對本發明作進一步的詳細描述，但本發明不限于此。
實施例1.
將發酵液IOL于室溫下，4000r/min離心20min獲得黑曲霉菌絲體，在90°C溫度下烘干后磨成粉末待用。將上述粉末稱取500g于加有5L的5%氫氧化鈉-乙醇混合物中浸泡，加蓋蓋好；放入超聲波儀中，超聲波功率300W，在室溫下超聲時間60min。反應完畢后取出冷卻至室溫，4000r/min離心15min后過濾，用水反復沖洗至中性。將上述沉淀于2%乙酸中95°C條件下，萃取12h，中和沉淀后獲得殼聚糖精制液。將精制液在70°C進行真空干燥， 獲得殼聚糖產品。殼聚糖純度達到98. 32%，脫乙酰度達到91. 81%，產品得率為16. 49%。
實施例2.
將發酵液50L于室溫下，4000r/min離心25min獲得黑曲霉菌絲體，在100°C溫度下烘干后磨成粉末待用。將上述粉末稱取5Kg于加有50L的5%氫氧化鈉-乙醇混合物中浸泡，加蓋蓋好；放入超聲波儀中，超聲波功率350W，在室溫下超聲時間50min。反應完畢后取出冷卻至室溫，4000r/min離心15min后過濾，用水反復沖洗至中性。將上述沉淀于2%乙酸中95°C條件下，萃取15h，中和沉淀后獲得殼聚糖精制液。將精制液在70°C進行真空干燥， 獲得殼聚糖產品。殼聚糖純度達到98. 51%，脫乙酰度達到92. 16%，產品得率為16. 12%.
實施例3.
將發酵液100L于室溫下，4000r/min離心30min獲得黑曲霉菌絲體，在110°C溫度下烘干后磨成粉末待用。將上述粉末稱取IOKg于加有100L的5%氫氧化鈉-乙醇混合物中浸泡，加蓋蓋好；放入超聲波儀中，超聲波功率400W，在室溫下超聲時間40min。反應完畢后取出冷卻至室溫，4000r/min離心15min后過濾，用水反復沖洗至中性。將上述沉淀于 3%乙酸中95°C條件下，萃取10h，中和沉淀后獲得殼聚糖精制液。將精制液在70°C進行真空干燥，獲得殼聚糖產品。殼聚糖純度達到98. 47%，脫乙酰度達到92. 61%，產品得率為 16. 08%。
實施例4.
將發酵液100L于室溫下，4000r/min離心30min獲得黑曲霉菌絲體，在100°C溫度下烘干后磨成粉末待用。將上述粉末稱取IOKg于加有100L的5%氫氧化鈉-乙醇混合物中浸泡，加蓋蓋好；放入超聲波儀中，超聲波功率400W，在室溫下超聲時間50min。反應完畢后取出冷卻至室溫，4000r/min離心15min后過濾，用水反復沖洗至中性。將上述沉淀于 3%乙酸中95°C條件下，萃取12h，中和沉淀后獲得殼聚糖精制液。將精制液在70°C進行真空干燥，獲得殼聚糖產品。殼聚糖純度達到98. 36%，脫乙酰度達到92. 53%，產品得率為 16. 15%。
實施例5.
將發酵液100L于室溫下，4000r/min離心30min獲得黑曲霉菌絲體，在110°C溫度下烘干后磨成粉末待用。將上述粉末稱取IOKg于加有100L的5%氫氧化鈉-乙醇混合物中浸泡，加蓋蓋好；放入超聲波儀中，超聲波功率400W，在室溫下超聲時間60min。反應完畢后取出冷卻至室溫，4000r/min離心15min后過濾，用水反復沖洗至中性。將上述沉淀于 3%乙酸中95°C條件下，萃取15h，中和沉淀后獲得殼聚糖精制液。將精制液在70°C進行真空干燥，獲得殼聚糖產品。殼聚糖純度達到98. 53%，脫乙酰度達到93. 15%，產品得率為 16. 13%。
權利要求
1.一種殼聚糖的分離純化方法，其特征在于，包括如下步驟對黑曲霉發酵液進行預處理，得到黑曲霉菌絲體粉末，將其浸泡于氫氧化鈉-乙醇混合物中，室溫下采用超聲波提取浸泡液，之后處理至中性，進行乙酸萃取，中和沉淀，真空干燥，獲得殼聚糖成品。
2.根據權利要求1所述的殼聚糖的分離純化方法，其特征在于將發酵液于室溫下， 4000r/min離心15 30min獲得黑曲霉菌絲體，在80 110°C下烘干后磨成粉末待用。
3.根據權利要求1所述的殼聚糖的分離純化方法，其特征在于黑曲霉菌絲體粉末于3-6%氫氧化鈉-乙醇混合物中浸泡，后室溫下采用超聲波功率300 400W，提取40 60mino
4.根據權利要求1所述的殼聚糖的分離純化方法，其特征在于超聲提取完畢后，取出冷卻至室溫，4000r/min離心15 30min后過濾，用水反復沖洗至中性。
5.根據權利要求1所述的殼聚糖的分離純化方法，其特征在于上述沉淀于2-3%乙酸中95°C條件下，萃取10 15h，中和沉淀后獲得殼聚糖精制液。
6.根據權利要求1所述的殼聚糖的分離純化方法，其特征在于在60 70°C進行真空干燥。
7.一種由上述權利要求分離純化的殼聚糖，其特征在于殼聚糖產品純度達到98%以上，脫乙酰度達到90%以上，產品得率為16%以上。
全文摘要
本發明涉及一種殼聚糖的分離純化工藝，包括對黑曲霉發酵液采取預處理、超聲波提取、乙酸萃取、真空干燥等一系列工藝，最終獲得高品質的殼聚糖產品。本工藝制備的殼聚糖純度達到98％以上，脫乙酰度達到90％以上，產品得率為16％以上，具有步驟簡單、污染小、生產成本低、易于工業化生產等特點。殼聚糖廣泛地應用于醫藥、食品、農業、飼料添加劑和環保等領域。
文檔編號C08B37/08GK102516414SQ20111042283
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者王秀英 申請人:西藏金稞集團有限責任公司