CN100410277C - 几丁质胶体制备方法 - Google Patents
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Abstract
几丁质胶体制备方法，涉及一种几丁质，尤其是一种几丁质胶体制备方法。提供一种可节约水资源、不造成环境污染、充分利用副产物、降低生产成本，适于大规模工业化生产的几丁质胶体制备方法。其步骤为将几丁质与浓无机酸混合，制成几丁质酸溶液，几丁质酸溶液滴加到水或碱溶液中成为胶状液，几丁胶与含几丁寡聚糖的无机盐肥料分离；分离后的几丁胶用水洗涤。废液变成肥料，节约水资源，副产物—几丁寡聚糖可作为生物农药，不造成环境污染，降低生产成本，使几丁胶的大规模工业生产成为可能：通过在几丁质溶液与碱液混合中和过程放在超声波清洗器的槽中进行，胶粒小而疏松，酶切效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种几丁质，尤其是一种几丁质胶体制备方法。
背景技术
市售的几丁质不溶于一般水溶液内，它的物理性质(结构)也不是几丁质酶(系)的良好底物。因而，人们把几丁质转变为几丁质胶体，然后用水解酶(包括几丁质酶)将几丁质胶体水解为几丁寡糖，再加以利用。因此，制作几丁质胶体就成为生产几丁寡糖的一个重要步骤。
已有的几丁胶的制备方法有磷酸法和硫酸法等。其基本方法(参见文献：周樱，豚鼠气单胞菌CB101几丁质酶基因的克隆及其表达和酶片段的功能研究，硕士学位论文，厦门大学，2002)是把几丁质溶解于浓酸内，然后用大量的水稀释，使原先溶解的几丁质以胶体沉淀出来。为除去残留的酸，需用大量的水洗涤几丁胶。这种方法的主要缺点在于不仅浪费大量的水资源，而且产生大量的酸废液，造成严重的污染。再者，几丁质在强酸作用下所产生的可溶几丁寡聚糖也白白地随着水洗涤而流失。若用中和法使几丁胶沉淀出来，则需增加碱液的成本。由于上述原因，几丁胶至今无法大量工业化生产。
发明内容
本发明旨在提供一种可节约水资源、不造成环境污染、充分利用副产物、降低生产成本，适于大规模工业化生产的几丁质胶体制备方法。
由于已有的文献中对几丁质，壳聚糖、壳寡糖、几丁寡糖等所确切指的成份，其概念混乱，本发明中所用的各名词定义如下：
几丁质：指高聚合度的脱乙酰度在10％～30％的聚合N-乙酰-2氨基-2脱氧-D-葡萄糖及以β-1，4糖苷键形式连接的多糖。
壳聚糖：指几丁质经浓碱加热处理后，其脱乙酰度＞50％的高聚氨基葡萄糖多糖。
壳寡糖：指脱乙酰度＞50％的聚合度为2～10的聚合氨基葡萄糖。
几丁寡糖：指脱乙酰度＜50％的聚合度为2～10的聚合乙酰氨基葡萄糖。
本发明的步骤为：
1)、将几丁质与浓无机酸混合，制成几丁质酸溶液，按重量与体积配比，几丁质(Kg)∶无机酸(L)＝1∶(8～20)，优选几丁质(Kg)∶无机酸(L)＝1∶10；所说的浓无机酸为磷酸、硫酸或盐酸等中的任一种，磷酸浓度为60％～85％，硫酸浓度为60％～98％，盐酸浓度为20％～35％；
2)、将几丁质酸溶液滴加到水或碱溶液中，使其胶体沉淀，成为胶状液；所说的碱液选自氨水、钾碱、钠碱等中的一种；所说的钾碱选自氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾等中的一种，所说的钠碱选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等中的一种；
3)、将几丁胶与含几丁寡聚糖的无机盐肥料分离；
4)、将分离后的几丁胶用水洗涤，即得几丁质胶体。
在上述步骤2)中，在几丁质酸溶液与碱液混合中和过程中最好在有超声波下进行，即将几丁质酸溶液滴加到超声波清洗槽中。
在步骤3)中，所说的分离可选用过滤、压滤或离心等方法，在过滤、压滤或离心过程中，最好加温，温度为40～60℃。或利用中和时的放热现象及时处理也可不必人为加温。用温水40～60℃使附在几丁胶体中的盐尽快溶解，也使洗涤下来的含几丁寡糖的无机肥料浓度高。减少运输这些肥料的成本。
与已有的文献方法相比，本发明的主要优点在于：①在生产几丁胶过程中，把废液变成肥料加以利用；②节约了大量的水资源；③其副产物—几丁寡聚糖可作为生物农药，充分利用资源；④不造成环境污染；⑤降低了生产成本，使几丁胶的大规模工业生产成为可能；⑥通过在几丁质溶液与碱液混合中和过程放在超声波清洗器的槽中进行。在最大功率的超声波振荡环境中制出来的几丁胶体，胶粒小而疏松，酶切效果好。
具体实施方式
实施例1
取10Kg市售几丁质(几丁质，以细颗粒为佳，≥10目)，溶于100L工业用浓磷酸(75％)内，常温下，经12h的搅拌、溶解，生成几丁质磷酸溶液。在搅拌下逐渐将几丁质磷酸溶液加入到220L的工业用浓氨水(～21％)内，使中和至pH6.5～6。中和后几丁质以胶状析出，趁热压滤(或离心)使之与浓的磷酸铵盐分开。所得的几丁胶用热水洗出残留在胶内的盐，此洗涤液加入到压滤后的磷酸铵溶液内，即为含有可溶的几丁寡糖的磷酸铵肥料。此胶可作为几丁酶(系)的底物，应在湿态下保存。
实施例2
取10Kg市售几丁质(几丁质，以细颗粒为佳，≥10目)，溶于80L工业用浓磷酸(85％)内，常温下，经12h的搅拌、溶解，生成几丁质磷酸溶液。取工业用浓氨水200L加入于200L纯水内，再把几丁质溶液逐渐加入稀释后的氨水内，中和成pH为5～6后，析出的几丁质胶用过滤式离心机(即篮式离心机，或管式连续流离心机)分离几丁胶。收集含几丁寡聚糖的磷酸铵溶液为肥料/农药。几丁胶用少量热水洗出残留在胶内的磷酸铵盐，即为产品几丁胶。
实施例3
取10Kg市售几丁质(几丁质，以细颗粒为佳，≥10目)，溶于150L工业用浓磷酸内(60％)，在保温90℃的PE罐中，搅拌2h，使几丁质溶解于磷酸中，取工业用的氢氧化钾配制成5.5M浓度的溶液200L。在搅拌下缓慢地把几丁质溶液加入碱液内使之中和至pH约为6.5。析出的几丁质胶体经分离后得几丁胶；再用少量的热水洗涤此胶，即为产品(几丁胶)，而分离出的溶液为含几丁寡糖的钾、磷肥料。此肥料可与氮肥配合应用。
实施例4
与实施例1类似，其区别在于无机酸采用80L的浓硫酸(98％)，常温下，经12h的搅拌、溶解，生成几丁质硫酸溶液。几丁质溶液与氢氧化钠溶液混合中和过程中最好在超声波下进行，即将几丁质酸溶液滴加到超声波清洗槽中，且在压滤时加温至40～60℃，pH为6.5。
实施例5
与实施例1类似，其区别在于无机酸采用120L的浓硫酸(80％)，在保温60℃的PE罐中，搅拌2h，使几丁质溶解于硫酸中，几丁质溶液与浓碳酸钠溶液混合中和过程中在超声波下进行，即将几丁质酸溶液滴加到超声波清洗槽中，中和成pH为5～6，余下步骤同实施例2。
实施例6
与实施例2类似，其区别在于无机酸采用180L的硫酸(60％)，在保温60℃的PE罐中，搅拌4h，使几丁质溶解于硫酸中，几丁质溶液与浓碳酸钾溶液混合中和过程中在超声波下进行，即将几丁质酸溶液滴加到超声波清洗槽中，中和成pH为5～6，压滤，余下步骤同实施例2。
实施例7
与实施例2类似，其区别在于无机酸采用120L的浓盐酸(含盐酸量≥35％)，在保温40℃的PE罐中，搅拌2h，使几丁质溶解于盐酸中，几丁质溶液与浓碳酸氢钾溶液混合中和过程可放在超声波清洗器的槽中进行，余下步骤同实施例2。
实施例8
与实施例2类似，其区别在于无机酸采用200L的盐酸(含盐酸量≥20％)，在保温60℃的PE罐中，搅拌4h，使几丁质溶解于盐酸中，几丁质溶液与浓氨水混合中和过程中可在超声波下进行，余下步骤同实施例2。
Claims (9)
1. 几丁质胶体制备方法，其特征在于其步骤为：
1)、将几丁质与浓无机酸混合，制成几丁质酸溶液，按重量与体积配比，几丁质(Kg)∶无机酸(L)＝1∶(8～20)；
2)、将几丁质酸溶液滴加到碱溶液中，使其胶体沉淀，得几丁胶胶状液和含几丁寡聚糖的无机盐肥料；
3)、将几丁胶与含几丁寡聚糖的无机盐肥料分离；
4)、将分离后的几丁胶用水洗涤，即得几丁质胶体。
2. 如权利要求1所述的几丁质胶体制备方法，其特征在于按重量与体积配比，几丁质(Kg)∶无机酸(L)＝1∶10。
3. 如权利要求1所述的几丁质胶体制备方法，其特征在于所说的浓无机酸为磷酸、硫酸或盐酸中的任一种。
4. 如权利要求3所述的几丁质胶体制备方法，其特征在于所说的磷酸的浓度为60％～85％。
5. 如权利要求3所述的几丁质胶体制备方法，其特征在于所说的硫酸的浓度为60％～98％。
6. 如权利要求3所述的几丁质胶体制备方法，其特征在于所说的盐酸的浓度为20％～35％。
7. 如权利要求1所述的几丁质胶体制备方法，其特征在于所说的碱液选自氨水、钾碱、钠碱中的一种，所说的钾碱选自氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种；所说的钠碱选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种。
8. 如权利要求1所述的几丁质胶体制备方法，其特征在于所说的分离选用过滤、压滤或离心方法。
9. 如权利要求1所述的几丁质胶体制备方法，其特征在于在几丁质酸溶液与碱液混合中和过程中将几丁质酸溶液滴加到超声波清洗槽中。
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2005
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