一種從核桃殼中提取殼聚糖的制備方法
【專利摘要】本發明涉及殼聚糖的制備，具體提供了一種利用副產品核桃殼提取殼聚糖的方法。該方法包括如下步驟：(1)將清洗干凈的核桃殼烘干并粉碎成顆粒(2)在低濃度HCl和NaOH溶液中分別浸泡、煮沸，水洗至中性(3)在高濃度NaOH溶液中浸泡、煮沸，水洗至中性，然后減壓干燥，再用無水乙醇洗滌，最后將沉淀物干燥，干燥粉末即為殼聚糖，產率大約為25％。該發明本著變廢為寶的目的，挖掘出了丟棄的副產品核桃殼的新價值，制備方法簡單，工藝過程產生的廢液少，環境污染小，殼聚糖的提取效率高。
【專利說明】一種從核桃殼中提取殼聚糖的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及殼聚糖的制備方法，具體是一種利用副產品核桃殼制備殼聚糖的方法。
【背景技術】
[0002]殼聚糖是甲殼素脫乙酰化而得到的一種生物高分子，是甲殼素的主要衍生物，殼聚糖分子中存在大量游離氨，其溶解性大大優于甲殼素，兼具有甲殼素的天然、無毒、生物相容性好與易于降解等優點，所以殼聚糖具有良好的經濟價值。
[0003]殼聚糖是含氮的多糖類物質，也是自然界中唯一的天然堿性多糖，具有許多獨特的生物活性，無毒、無害、可食用、安全可靠、易于生物降解，不污染環境。在食品工業中可以作為液體處理劑以及食品添加劑，還可作為抑菌保鮮劑等功能材料，在環境保護方面，殼聚糖可作為水處理絮凝劑以及污泥脫水劑、分離樹脂，還可以制成膜、催化劑、液晶、吸附劑等功能材料，此外，它在醫藥衛生、農業和輕紡工業中也有所應用。因此，對殼聚糖的制備研究具有十分重要的理論和現實意義。
[0004]目前，殼聚糖的來源較少，大多數來自于蝦蟹的外殼，由于受到地域和季節的限制，原料來源多樣，品質參差不齊，對于殼聚糖的制備有很大的影響。因此，尋找殼聚糖來源的新途徑具有非常重要的現實意義。核桃是世界著名的四大干果之一，具有良好的營養價值和健腦效果，被譽為“萬歲子”、“長壽果”。核桃的副產品核桃殼利用率極低，大部分直接丟棄，也有部分用作農業燃料，給環境造成了極大的污染。近年來，核桃殼的應用領域也在不斷開拓，如市場上賣的核桃殼工藝品核雕，非常漂亮美觀；也有用核桃殼制成優良的活性炭；核桃殼用于炸藥中可大大提高炸藥的威力等等，這些都是其在物理方面的應用。目前，利用核桃殼提取化學物質的還非常少，本發明挖掘出了丟棄的副產品核桃殼的新價值，利用不同濃度酸堿浸泡、煮沸法提取出質量較好的殼聚糖，提高了核桃殼的利用率，并且發現了一種可提取殼聚糖的新原料，拓寬了殼聚糖的來源渠道。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是挖掘丟棄的副產品核桃殼的新價值，將其變廢為寶，并提供一種利用副產品核桃殼制備殼聚糖的方法。
[0006]本發明提供的一種利用核桃殼制備殼聚糖的方法，包括以下步驟:
[0007](I)將核桃殼除去雜質，用清水沖洗2-3次，在35_40°C下烘干，粉碎成0.1-0.3cm的顆粒；
[0008](2)在核桃殼顆粒中加入2-4倍體積的5-10% HCl溶液，浸泡120-180分鐘，浸泡中間攪拌3-5次，除去鹽酸，沉淀物用水洗至中性，抽濾；
[0009](3)在抽濾后的中性沉淀物中加入2-4倍體積的5-10% NaOH溶液，煮沸40-60分鐘，煮沸中間不斷攪拌，然后抽濾，保留濾渣，水洗至中性，再抽濾；
[0010](4)在濾渣中加入2-4倍體積的5-10% HCl溶液浸泡60_90分鐘，浸泡中間攪拌3-5次，除去鹽酸，沉淀物水洗至中性，抽濾；
[0011](5)在抽濾后的中性沉淀物中加入2-4倍體積的5-10% NaOH溶液，煮沸40-60分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，保留濾渣，水洗至中性；
[0012](6)抽濾后在35_40°C下烘干；
[0013](7)將烘干后的粉末中加入4-5倍體積的50-60% NaOH溶液中，煮沸60-90分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，再抽濾；
[0014](8)在除去NaOH后的粉末中加入4_5倍體積的35-40% NaOH溶液，煮沸40-60分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，再抽濾；
[0015](9)將所得粉末在不高于60°C環境中減壓干燥，再用無水乙醇洗滌2-3次，將沉淀物在35-50°C下烘干，即得產品殼聚糖。
[0016]為了提高產品產率，可重復步驟(2)至(5) 1-2次，(7)至(8) 1_2次。
[0017]上述HCl溶液和NaOH溶液的濃度均為質量濃度。
[0018]與現有技術相比，本發明優點:
[0019]殼聚糖是含氮的多糖類物質，也是自然界中唯一的天然堿性多糖，具有許多獨特的生物活性，無毒、無害、可食用、安全可靠、易于生物降解，不污染環境。該發明本著變廢為寶的目的，挖掘丟棄的副產品核桃殼的新價值，提供一種從副產品核桃殼提取殼聚糖的加工技術，本技術制備工藝簡單，工藝過程產生的廢液少，環境污染小，殼聚糖的提取效率高。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021](I)將核桃殼除去雜質，用清水沖洗3次，在溫度為40°C下烘干，稱取120g核桃殼，粉碎成0.2cm的顆粒。
[0022](2)在核桃殼顆粒中加入3倍體積10%的HCl溶液，浸泡180分鐘，浸泡中間攪拌5次，然后除去鹽酸，沉淀物用水洗至中性，抽濾。
[0023](3)在抽濾后的中性沉淀物中加入3倍體積10%的NaOH溶液，煮沸60分鐘，煮沸中間不斷攪拌，然后抽濾，保留濾渣，水洗至中性，再抽濾。
[0024](4)在濾渣中加入3倍體積5 %的HCl溶液，浸泡90分鐘，浸泡中間攪拌5次，除去鹽酸,沉淀物水洗至中性,抽濾。
[0025](5)在抽濾后的中性沉淀物中加入3倍體積5%的NaOH溶液，煮沸60分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，保留濾渣，水洗至中性。
[0026](6)重復步驟(2)至(5)2次，抽濾，并將其在40°C下烘干，得干粉末。
[0027](7)在干粉末中加入到5倍體積50%的NaOH溶液，煮沸90分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，抽濾。
[0028](8)在除去NaOH的粉末中加入5倍體積40%的NaOH溶液，煮沸60分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，再抽濾。
[0029](9)重復步驟(6)至(7)2次，所得粉末在50°C環境中減壓干燥，再用無水乙醇洗滌3次，將沉淀物在50°C下烘干，所得干燥粉末為較好質量的殼聚糖，產率為25.28%。
[0030]實施例2
[0031](I)將核桃殼除去雜質，用清水沖洗2次，在溫度為35°C下烘干，稱取120g核桃殼，粉碎成0.1cm的顆粒。
[0032](2)在核桃殼顆粒中加入2倍體積5 %的HCl溶液，浸泡120分鐘，浸泡中間攪拌3次，然后除去鹽酸，沉淀物用水洗至中性，抽濾。
[0033](3)在抽濾后的中性沉淀物中加入2倍體積5%的NaOH溶液，煮沸45分鐘，煮沸中間不斷攪拌，然后抽濾，保留濾渣，水洗至中性，再抽濾。
[0034](4)在濾渣中加入2倍體積5 %的HCl溶液，浸泡60分鐘，浸泡中間攪拌3次，除去鹽酸,沉淀物水洗至中性,抽濾。
[0035](5)在抽濾后的中性沉淀物中加入2倍體積5%的NaOH溶液，煮沸50分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，保留濾渣，水洗至中性。
[0036](6)重復步驟(2)至(5) I次，抽濾，并將其在35°C下烘干，得干粉末。
[0037](7)在干粉末中加入4倍體積50%的NaOH溶液，煮沸80分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，抽濾。
[0038](8)在除去NaOH的粉末中加入4倍體積35%的NaOH溶液，煮沸50分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，再抽濾。
[0039](9)再重復步驟(6)至(7)1次，所得粉末在55°C環境中減壓干燥，再用無水乙醇洗滌2次，將沉淀物在45°C下烘干，所得干燥粉末為較好質量的殼聚糖，產率為22.12%。
[0040]實施例3
[0041](I)將核桃殼除去雜質，用清水沖洗2次，在溫度為36°C下烘干，稱取120g核桃殼，粉碎成0.3cm的顆粒。
[0042](2)在核桃殼顆粒中加入4倍體積7 %的HCl溶液，浸泡120分鐘，浸泡中間攪拌3次，然后除去鹽酸，沉淀物用水洗至中性，抽濾。
[0043](3)在抽濾后的中性沉淀物中加入4倍體積7%的NaOH溶液，煮沸50分鐘，煮沸中間不斷攪拌，然后抽濾，保留濾渣，水洗至中性，再抽濾。
[0044](4)在濾渣中加入4倍體積7 %的HCl溶液，浸泡80分鐘，浸泡中間攪拌3次，除去鹽酸,沉淀物水洗至中性,抽濾。
[0045](5)在抽濾后的中性沉淀物中加入4倍體積7%的NaOH溶液，煮沸50分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，保留濾渣，水洗至中性。
[0046](6)重復步驟(2)至(5) I次，抽濾，并將其在35°C下烘干，得干粉末。
[0047](7)在干粉末中加入4倍體積55%的NaOH溶液，煮沸70分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，抽濾。
[0048](8)在除去NaOH的粉末中加入4倍體積35%的NaOH溶液，煮沸45分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，再抽濾。
[0049](9)再重復步驟(6)至(7)1次，所得粉末在40°C環境中減壓干燥，再用無水乙醇洗滌2次，將沉淀物在35°C下烘干，所得干燥粉末為較好質量的殼聚糖，產率為23.08%。
[0050]實施例4
[0051](I)將核桃殼除去雜質，用清水沖洗3次，在溫度為38°C下烘干，稱取120g核桃殼，粉碎成0.3cm的顆粒。
[0052](2)在核桃殼顆粒中加入3倍體積9 %的HCl溶液，浸泡150分鐘，浸泡中間攪拌4次，然后除去鹽酸，沉淀物用水洗至中性，抽濾。
[0053](3)在抽濾后的中性沉淀物中加入3倍體積9%的NaOH溶液，煮沸50分鐘，煮沸中間不斷攪拌，然后抽濾，保留濾渣，水洗至中性，再抽濾。
[0054](4)在濾渣中加入3倍體積9 %的HCl溶液，浸泡75分鐘，浸泡中間攪拌4次，除去鹽酸,沉淀物水洗至中性,抽濾。
[0055](5)在抽濾后的中性沉淀物中加入3倍體積9%的NaOH溶液，煮沸50分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，保留濾渣，水洗至中性。
[0056](6)重復步驟(2)至(5)2次，抽濾，并將其在38°C下烘干，得干粉末。
[0057](7)在干粉末中加入5倍體積60%的NaOH溶液，煮沸80分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，抽濾。
[0058](8)在除去NaOH的粉末中加入5倍體積40%的NaOH溶液，煮沸50分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，再抽濾。
[0059](9)再重復步驟(6)至(7)2次，所得粉末在45°C環境中減壓干燥，再用無水乙醇洗滌3次，將沉淀物在40°C下烘干，所得干燥粉末為較好質量的殼聚糖，產率為23.64%。
【權利要求】
1.一種利用核桃殼制備殼聚糖的方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)將核桃殼除去雜質，用清水沖洗2-3次，在35-40°C下烘干，粉碎成0.1-0.3cm的顆粒; (2)在核桃殼顆粒中加入2-4倍體積的5-10%HCl溶液浸泡120-180分鐘，浸泡中間攪拌3-5次，除去鹽酸，沉淀物用水洗至中性，抽濾； (3)在抽濾后的中性沉淀物中加入2-4倍體積的5-10%NaOH溶液，煮沸40-60分鐘，煮沸中間不斷攪拌，然后抽濾，保留濾渣，水洗至中性，再抽濾； (4)在濾渣中加入2-4倍體積的5-10%HCl溶液浸泡60-90分鐘，浸泡中間攪拌3_5次，除去鹽酸，沉淀物水洗至中性，抽濾； (5)在抽濾后的中性沉淀物中加入2-4倍體積的5-10%NaOH溶液，煮沸40-60分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，保留濾渣，水洗至中性； (6)抽濾后在35-40°C下烘干，得干粉末； (7)在烘干后的粉末中加入4-5倍體積的50-60%NaOH溶液，煮沸60-90分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，再抽濾； (8)在除去NaOH后的粉末中加入4-5倍體積的35-40%NaOH溶液，煮沸40-60分鐘，煮沸中間不斷攪拌，抽濾，粉末用水沖洗，完全除去NaOH，再抽濾； (9)將所得粉末在不高于60°C環境中減壓干燥，再用無水乙醇洗滌2-3次，將沉淀物在35-50°C下烘干，即得產品殼聚糖。
2.按權利要求1所述的一種利用核桃殼制備殼聚糖的方法，其特征在于，步驟中重復步驟⑵至(5) 1-2次，重復步驟(7)至(8) 1-2次。
【文檔編號】C08B37/08GK104327196SQ201410616530
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月5日 優先權日:2014年11月5日
【發明者】王捷, 劉琪, 馮佳, 李海波, 謝樹蓮, 程革 申請人:山西大學