高素紅,吉志新,宋士濤,溫曉蕾,暴瑞欣,王 熙
(1 河北科技師范學(xué)院生命科技學(xué)院, 河北 秦皇島,066600;2 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院)
黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕中甲殼素的提取工藝
高素紅1,2,吉志新1,宋士濤1,溫曉蕾1,暴瑞欣1,王 熙1
(1 河北科技師范學(xué)院生命科技學(xué)院, 河北 秦皇島,066600;2 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院)
采用酸堿法從黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)脫油脂后的干燥蟲(chóng)粕中提取甲殼素,通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明,HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和NaOH的質(zhì)量濃度、浸泡時(shí)間、浸泡溫度、提取劑用量對(duì)蟲(chóng)粕甲殼素的提取有較大的影響,其影響程度按照由大到小的順序依次為:HCl浸泡時(shí)間,HCl浸泡溫度,HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù),提取劑用量;NaOH的質(zhì)量濃度,浸泡溫度,浸泡時(shí)間,提取劑用量。提取黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕中甲殼素的最優(yōu)工藝條件為:酸浸時(shí)間2.5 h,酸浸溫度80 ℃,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08的HCl,提取劑用量15 mL·g-1;堿浸時(shí)間3 h,堿浸溫度80 ℃,質(zhì)量濃度為60 g·L-1的NaOH,提取劑用量20 mL·g-1。制得的產(chǎn)品為白色片狀固體,灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006 7,剩余蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.020 3 mg·g-1。產(chǎn)品提取率為13%。
黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕;甲殼素;正交試驗(yàn);提取工藝
甲殼素是21世紀(jì)最具開(kāi)發(fā)價(jià)值的生物材料[1~4]。目前,從蝦蟹殼提取甲殼素/殼聚糖己形成工業(yè)化生產(chǎn),然而越來(lái)越多的研究結(jié)果表明,昆蟲(chóng)外骨骼中甲殼素含量(33%~44%)高于蝦蟹殼中含量(15%~17%),且昆蟲(chóng)外骨骼中的鹽類物質(zhì)遠(yuǎn)少于蝦殼、蟹殼,是一種更優(yōu)良的甲殼素資源[5~7]。
當(dāng)前,對(duì)于特種經(jīng)濟(jì)昆蟲(chóng)黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)油、蟲(chóng)蛋白等的提取及純化技術(shù)已日臻完善[8],而提取后的蟲(chóng)粕除用于畜禽飼料外,并未得到很好的利用,經(jīng)濟(jì)價(jià)值低。進(jìn)一步對(duì)黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)蟲(chóng)粕中含有的大量甲殼素提取提純,變廢為寶,可實(shí)現(xiàn)資源的增值利用。為此,筆者以提取油脂后的黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕作為原材料提取甲殼素,采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),以殘余蛋白質(zhì)含量和灰分含量為考察指標(biāo),探討酸堿法中各因素對(duì)甲殼素提取的影響。
1.1 材料儀器
1.1.1 材料 秦皇島市經(jīng)濟(jì)昆蟲(chóng)開(kāi)發(fā)利用工程技術(shù)研究中心(河北科技師范學(xué)院)提供的壓榨油脂后的黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕。
1.1.2 試劑 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.37的HCl,質(zhì)量濃度為60 g·L-1的NaOH,無(wú)水C2H6O,NaHSO3,HNO3,H3PO4,I-KI溶液,濃H2SO4,KMnO4,KBr,均為分析純。
1.1.3 儀器 電子天平(MP200A,上海精密科學(xué)儀器有限公司)、恒溫水浴鍋(HHS21-6,江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠)、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV755B,上海精密科學(xué)儀器有限公司)、傅里葉變換紅外光譜儀(TENSOR 27,德國(guó)BRUKER公司)、馬弗爐(天津市歐亞儀器儀表有限公司)、電爐(天津市泰斯特儀器有限公司)、電熱鼓風(fēng)干燥箱(GZX-9140MBE,上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)、干燥器、離心機(jī)(GL-20G-H,上海安亭科學(xué)儀器廠)、移液管(槍)、坩堝、研缽、pH試紙等。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和NaOH的質(zhì)量濃度,浸泡時(shí)間,浸泡溫度以及提取劑用量作為考察因素。每個(gè)因素選擇4個(gè)水平,如表1,表2。按L16(45)進(jìn)行正交設(shè)計(jì),以確定提取蟲(chóng)粕中甲殼素的工藝參數(shù)。
表1 黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕酸處理正交試驗(yàn)因素及水平
表2 黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕堿處理正交試驗(yàn)因素及水平
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 工藝流程 制備甲殼素的流程見(jiàn)圖1。
1.3.2 酸處理去無(wú)機(jī)鹽 將HCl溶液配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.04,0.06,0.08,0.10的HCl溶液,備用。稱取5.00 g蟲(chóng)粕置于1~16號(hào)500 mL燒杯中,按照正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案分別加入適量酸液浸沒(méi)蟲(chóng)粕(表1),以溫度分組放入水浴鍋中,并按設(shè)計(jì)時(shí)間依次取出相應(yīng)燒杯。取出后用清水清洗至中性,置于培養(yǎng)皿中,于110 ℃烘箱中干燥至恒質(zhì)量。
圖1 黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕制備甲殼素流程
1.3.3 灰分含量的測(cè)定[9,10]
(1)坩堝的準(zhǔn)備 將使用的坩堝用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20的稀鹽酸煮沸1~2 h后,去離子水洗凈,100 ℃烘箱烘干。置高溫電爐中以550 ℃灼燒1 h,當(dāng)溫度降至200 ℃以下時(shí),用坩堝鉗取出坩堝,放入干燥器中冷卻,待溫度降至室溫后,迅速稱質(zhì)量,準(zhǔn)確至0.1 mg。然后以同樣的溫度灼燒30 min后稱質(zhì)量,2次質(zhì)量之差不可超過(guò)0.2 mg,否則重復(fù)灼燒。
(2)稱樣 將經(jīng)過(guò)鹽酸處理的16個(gè)樣品用研缽磨碎后分別裝入坩堝中,以盛滿坩堝為宜,稱質(zhì)量,精確至0.1 mg。
(3)預(yù)灰化 為了促進(jìn)樣品均勻灰化,加2 mL體積分?jǐn)?shù)為0.95的C2H6O溶液濕潤(rùn)樣品,然后將坩堝放在低溫的電爐預(yù)灰化。開(kāi)始電壓為80~100 V,約1 h后逐漸升到220 V,要避免明火燃燒,防止樣品的固體微粒噴出,在不冒煙以后增加溫度。當(dāng)預(yù)灰化接近完成時(shí),取下坩堝放在石棉網(wǎng)上冷卻后,加8滴體積分?jǐn)?shù)為0.30的H2O2和2~3滴濃HNO3,再放在電爐上,利用余溫加熱直至蒸干,再加熱至內(nèi)容物呈白色或灰白色。
(4)灰化 將預(yù)灰化后的坩堝放入高溫電爐中,以540~560 ℃灼燒4 h,待溫度降至200 ℃以下,取出坩堝,放入干燥器中冷卻,降至室溫后,迅速稱質(zhì)量,準(zhǔn)確至0.1 mg。
(5)灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算
灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=[(m1-m2)/m3]
式中:m1——坩堝質(zhì)量加灰分質(zhì)量,m2——坩堝質(zhì)量,m3——樣品質(zhì)量。
1.3.4 堿處理去除蛋白等有機(jī)物 以酸處理后所得各因素最優(yōu)組合處理黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕,將所得產(chǎn)品分16份,每份4 g置于編號(hào)1~16的500 mL燒杯中,按照正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案分別加入配比好的堿液浸沒(méi)樣品(表2),按溫度分組放入水浴鍋中,堿煮,根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)間依次取出相應(yīng)燒杯。取出后用清水清洗至中性,置于培養(yǎng)皿中,于110 ℃烘箱中干燥至恒重。
1.3.5 蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定(考馬斯亮藍(lán)G-250染色法)
(1)考馬斯亮藍(lán)G-250試劑的配制 稱取10 mg考馬斯亮藍(lán)G-250溶于5 mL體積分?jǐn)?shù)為0.90的C2H6O中,再加入10 mL 質(zhì)量濃度為850 g·L-1的H3PO4溶液,用蒸餾水定容至100 mL。
(2)100 mg·L-1標(biāo)準(zhǔn)牛血清蛋白溶液 用電子天平精確稱取牛血清蛋白10 mg,溶于100 mL蒸餾水中。(3)標(biāo)準(zhǔn)曲線制作 6支試管,按表3添加試劑。搖勻,放置2 min后在595 nm波長(zhǎng)下比色,記錄消光值。以消光值為縱坐標(biāo),牛血清蛋白為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
表3 測(cè)定蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
得到直線回歸方程為y=0.004x+0.010 2(R2=0.956)。
(4)樣品處理 將經(jīng)過(guò)堿處理的16個(gè)樣品,每份稱取0.5 g放入研缽中磨至粉狀,與5 mL去離子水混合均勻后轉(zhuǎn)入離心管,置于離心機(jī)中以10 000 r/min離心10 min,取上清液,定容待測(cè)。
(5)測(cè)定消光值 吸取上述所得上清液1 mL轉(zhuǎn)入錐形瓶中,加入5 mL配制好的考馬斯亮藍(lán)G-250試劑,充分搖勻,放置2 min后于595 nm處比色,記錄消光值。
(6)參比液 將1 mL去離子水倒入錐形瓶中,加5 mL考馬斯亮藍(lán)試劑,充分搖勻。
(7)計(jì)算蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
A=C×V/(W×1 000)
式中:A蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mg·g-1);C為從坐標(biāo)曲線上查得蛋白質(zhì)的質(zhì)量濃度(mg·L-1);V為上清液總體積(mL);W為樣品質(zhì)量(g)。
1.3.6 脫色方法 將粗甲殼素浸入質(zhì)量濃度為20 g·L-1的KMnO4溶液中,在50 ℃下加熱3 h。產(chǎn)品經(jīng)清水洗滌,過(guò)濾,再用質(zhì)量濃度為30 g·L-1的NaHSO3溶液浸泡30 min,還原至中性。
1.3.7 甲殼素定性檢驗(yàn)
顯色反應(yīng)[11]將制得的產(chǎn)品依次移入體積分?jǐn)?shù)為0.95,0.70,0.50,0.30的C2H6O溶液中清洗,再用蒸餾水沖洗待用;將甲殼素置于白瓷點(diǎn)滴試驗(yàn)板上,加入 1 滴體積分?jǐn)?shù)為0.000 3的I-KI溶液,再加1滴體積分?jǐn)?shù)為0.01的H2SO4溶液,若顯示紫褐色,再加數(shù)滴體積分?jǐn)?shù)為0.75的H2SO4溶液,紫色逐漸消失,則表明測(cè)定物為甲殼素。
紅外光譜測(cè)定 準(zhǔn)確稱取2~3 mg甲殼素樣品,加入100 mg KBr于研缽中在紅外燈下研磨,直至完全研細(xì)混勻。將研磨好的粉末放入壓膜器內(nèi),抽真空加壓,得到透明薄片,將薄片置于樣品架上在500~4 000 cm-1范圍內(nèi)掃描,進(jìn)行紅外光譜測(cè)試。
1.3.8 甲殼素提取率的測(cè)定 將制得的甲殼素放入培養(yǎng)皿中于烘箱60 ℃烘干后,用萬(wàn)分之一電子天平稱質(zhì)量,待樣品質(zhì)量2次之差不超過(guò)0.001 g時(shí),即為烘干后的甲殼素質(zhì)量。
計(jì)算公式:提取率=[烘干后甲殼素質(zhì)量/蟲(chóng)粕質(zhì)量]×100%
2.1 酸處理黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕的結(jié)果與分析
以灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo),優(yōu)化蟲(chóng)粕脫無(wú)機(jī)鹽的最佳工藝條件。正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。極差分析表明,在所考察因素的水平范圍內(nèi),4因素對(duì)殘余灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響的主次順序依次為C,B,A,D(表4)。即處理時(shí)間影響最大,提取劑用量影響最小,較優(yōu)的脫鈣條件為8號(hào)組合:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06的鹽酸,浸泡溫度80 ℃,浸泡時(shí)間2 h,提取劑用量為15 mL·g-1,即A2B4C3D2,該條件下殘余灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.008。
由表4可知,當(dāng)使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08的鹽酸,浸泡溫度為80 ℃,浸泡時(shí)間為2.5 h,提取劑用量為15 mL·g-1時(shí),即A3B4C4D2組合,提取物中灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低(該組合未在16組正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中出現(xiàn))。以最優(yōu)條件組合酸浸蟲(chóng)粕,得到產(chǎn)品并測(cè)定其灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù),結(jié)果為0.006 7,該結(jié)果優(yōu)于已進(jìn)行試驗(yàn)的正交試驗(yàn)中所有組合。因此,A3B4C4D2為本次試驗(yàn)酸處理黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕的最優(yōu)組合。
表4 黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕脫無(wú)機(jī)鹽的酸處理正交試驗(yàn)結(jié)果
2.2 堿處理黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕的結(jié)果與分析
以殘留蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo),優(yōu)化蟲(chóng)粕脫蛋白的最佳工藝條件。正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。極差分析表明(表5),在所考察因素的水平范圍內(nèi),4因素對(duì)殘余蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響的主次順序依次為A,B,C,D,即NaOH的質(zhì)量濃度影響最大,提取劑用量影響最小,較優(yōu)的脫蛋白條件為6號(hào)組合:使用質(zhì)量濃度為60 g·L-1的NaOH,浸泡溫度80 ℃,浸泡時(shí)間1 h,提取劑用量為25 mL·g-1,即A2B2C1D4,該條件下殘余蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.024 9 mg·g-1。
堿煮黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕提取甲殼素的最佳條件組合為:NaOH的質(zhì)量濃度60 g·L-1,浸泡溫度80 ℃,浸泡時(shí)間3 h,提取劑用量20 mL·g-1,即A2B2C3D3(該組合未在16組正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中出現(xiàn))。以最優(yōu)條件組合堿煮黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕,得到產(chǎn)品并測(cè)量其蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù),結(jié)果為0.020 3 mg·g-1,該結(jié)果優(yōu)于已進(jìn)行試驗(yàn)的正交試驗(yàn)中所有組合。因此,A2B2C3D3為本次試驗(yàn)堿處理的最優(yōu)組合。
表5 NaOH處理黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕的正交試驗(yàn)結(jié)果
2.3 產(chǎn)品的定性檢驗(yàn)
2.3.1 顯色反應(yīng) 將產(chǎn)品清洗后置于白瓷點(diǎn)滴試驗(yàn)板上,加入1滴體積分?jǐn)?shù)為0.000 3的I-KI溶液,再加1滴體積分?jǐn)?shù)為0.01的H2SO4溶液在點(diǎn)滴試樣板上,顯示紫褐色;再加數(shù)滴體積分?jǐn)?shù)為0.75的H2SO4溶液后,紫色逐漸消失,確定本產(chǎn)品為甲殼素。
2.3.2 紅外光譜測(cè)定 通過(guò)紅外光譜測(cè)定,發(fā)現(xiàn)最優(yōu)工藝條件下制得的產(chǎn)品與甲殼素標(biāo)準(zhǔn)品圖譜及文獻(xiàn)報(bào)道的甲殼素的紅外光譜[12,13]一致,各主要吸收譜帶的歸屬為:3 446~3 266 cm-1處的寬峰為ν(O-H)+ν(N-H);3 110~2 927 cm-1處的一組峰為ν(C-H);1 660 cm-1附近的峰為ν(C=O)(酰胺Ⅰ譜帶);1 558 cm-1處的峰為ν(N-H)(酰胺Ⅱ譜帶);1 415,1 379 cm-1附近的峰為ν(CH2)+ν(CH3);1 315 cm-1附近的峰為酰胺Ⅲ譜帶;1 157 cm-1處的峰為ν(C-O-C);1 115 cm-1處的峰為ν(環(huán));1 074,1 027 cm-1處的峰為ν(C-O),依次分別為二級(jí)醇羥基和一級(jí)醇羥基。其中1 659 cm-1(酰胺Ⅰ),1 558 cm-1(酰胺Ⅱ),1 315 cm-1(酰胺Ⅲ)為甲殼素的3個(gè)特征峰(圖2)。表明從黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)蟲(chóng)粕中成功制備了甲殼素。
圖2 黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕中提取的甲殼素紅外光譜
2.4 產(chǎn)品外觀性狀
片狀固體。經(jīng)KMnO4氧化脫色后,2號(hào)、5號(hào)、6號(hào)工藝條件下的產(chǎn)品色澤達(dá)到食品級(jí)要求,呈白色;其余工藝條件下的產(chǎn)品也都達(dá)到了工業(yè)級(jí)的要求,呈乳白色或淡黃色;僅有1號(hào)、13號(hào)、15號(hào)工藝條件下的產(chǎn)品顏色仍較深,未達(dá)到工業(yè)級(jí)甲殼素的標(biāo)準(zhǔn)。
2.5 甲殼素的提取率
以最優(yōu)組合下的工藝條件提取黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)蟲(chóng)粕中的甲殼素,提取率為13%。
3.1 結(jié)論
(1)本次試驗(yàn)制得的產(chǎn)品通過(guò)顯色反應(yīng)和紅外光譜定性分析為甲殼素,最優(yōu)組合工藝條件下所得甲殼素為白色片狀固體。
(2)黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)蟲(chóng)粕脫除無(wú)機(jī)鹽的最優(yōu)工藝條件為:使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08的鹽酸,酸浸溫度80 ℃,酸浸時(shí)間2.5 h,提取劑用量為15 mL·g-1,該條件下產(chǎn)品中灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006 7;脫除蛋白的最優(yōu)工藝條件為:使用質(zhì)量濃度為60 g·L-1的NaOH,堿浸溫度80 ℃,堿浸時(shí)間3 h,提取劑用量20 mL·g-1,該條件下產(chǎn)品剩余蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.020 3 mg·g-1。
3.2 討論
與蝦蟹殼來(lái)源制備的甲殼素相比,從黃粉蟲(chóng)中提取的甲殼素,灰分含量較低,分子量較低,可進(jìn)一步用來(lái)制備低分子量、脫乙酰度較高的殼聚糖[14],有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。利用蟲(chóng)粕制備甲殼素和殼聚糖將開(kāi)辟黃粉蟲(chóng)飼養(yǎng)廠家的又一精深加工途徑,產(chǎn)品附加值高,且原料充足,成本低廉,易大量收集,變廢為寶,資源得以充分利用。
本次試驗(yàn)中黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕甲殼素提取率為13%,高于從蝦蟹殼中提取甲殼素的提取率[15,16]。在影響提取率的因子中,HCl浸泡時(shí)間、溫度和去蛋白所用堿液濃度影響最大,在某一范圍內(nèi),與提取率均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)。HCl浸泡時(shí)間、溫度與去無(wú)機(jī)鹽、堿液濃度與去蛋白互作效應(yīng)較大,是決定得率的主要因素。
酸堿法提取黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)粕中甲殼素的工藝必須使用大量具有腐蝕性的酸、堿,而強(qiáng)酸性、強(qiáng)堿性廢液的排放將給環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。同時(shí),提取甲殼素后的廢液中含有大量的蛋白、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、HCl、NaOH等物質(zhì),經(jīng)過(guò)有效處理后將得到大量可利用物質(zhì),也可經(jīng)過(guò)處理作為飼料添加劑或作為液體肥料等再度被利用[11]。如何合理利用此項(xiàng)工藝產(chǎn)生的廢液尚需進(jìn)一步研究,這對(duì)減少環(huán)境污染,充分利用資源,實(shí)現(xiàn)甲殼素產(chǎn)業(yè)的綠色化具有非常重要的意義[17]。
[1] Tokura S,Ueno K,Miyazaki S,et al.Molecular weight dependent antimicrobial activity by Chitosan[J].Macromolecular Symposia,1997,120(1):1-9.
[2] Hideyuki T,Takuya F,Tomokazu O,et al.Colon-specific delivery of R68070, a new thromboxane synthase inhibitor, using chitosan capsules: Therapeutic effects against 2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid-induced ulcerative colitis in rats[J].Life Sci,1999,64(13):1 155-1 162.
[3] 楊懷宇,武婷茹,劉俊希,等.甲殼素-殼聚糖的生理功能及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(18):24-25.
[4] 王科兵,王芳宇.殼聚糖及其衍生物抗菌作用的研究進(jìn)展[J].臨床軍醫(yī)雜志,2007,35(6):937-940.
[5] 范文艷,王麗艷.黃粉蟲(chóng)幾丁質(zhì)/殼聚糖提取工藝的研究[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(4):122-126.
[6] 郭寶華,何釗,馮穎,等.三種昆蟲(chóng)甲殼素提取與分析[J].林業(yè)科學(xué)研究,2008,21(4):561-565.
[7] 杜開(kāi)書.黃粉蟲(chóng)殼聚糖的提取及應(yīng)用研究[D].雅安:四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2003.
[8] 李艷芳,伍愛(ài)萍,徐匆,等.黃粉蟲(chóng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(36):99-101.
[9] 歲姍姍,周祥,周楷.正交試驗(yàn)法優(yōu)化黃粉蟲(chóng)甲殼素提取新工藝[J].海南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,33(2): 147-151.
[10] 張水華.食品分析[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2007.
[11] 吉惠杰,馬艷麗.蠶蛹甲殼素提取工藝研究[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào),2012,29(5):28-33.
[12] 王鑫,鄭超,張新歌,等.新型生物黏附性材料巰基殼聚糖的合成與表征[J].高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào),2008,29(1):206-211.
[13] 竇珍偉,劉寶,孟憲武,等.黃粉蟲(chóng)中甲殼素和殼聚糖的提取工藝研究[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版), 2008,38(5):107-112,116.
[14] 王丙麗,王洪亮,趙志強(qiáng),等.黃粉蟲(chóng)蟲(chóng)蛻中甲殼素的提取條件研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(1):118-119.
[15] 王建剛,嚴(yán)濤海,陳光藝.蝦蟹殼制取甲殼素工藝的試驗(yàn)研究[J].輕紡工業(yè)與技術(shù),2012,41(5):1-3.
[16] 蔚鑫鑫,劉艷,吳光旭.小龍蝦殼中甲殼素的提取及殼聚糖的制備[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013,52(13):3 120-3 123.
[17] 張?zhí)斐?甲殼素資源的充分利用及其產(chǎn)業(yè)的綠色化[J].中國(guó)資源綜合利用,2003(8):22-24.
(責(zé)任編輯:朱寶昌)
Optimization of Extraction Process of Chitin fromTenebriomolitorMeal
GAO Suhong1,2,JI Zhixin1,SONG Shitao1,WEN Xiaolei1,BAO Ruixin1,WANG Xi1
(1 College of Life Science & Technology, Hebei Normal University of Science & Technology, Qinhuangdao, Hebei, 066600; 2 College of Forestry, Agricultural University of Hebei; China)
The acid-alkali method was used to extract chitin from theTenebriomolitorlarva meal in this paper. The extraction process was optimized by orthogonal experiment design in this experiment. The results showed that thew(HCl) andρ(NaOH), soaking time, soaking temperature and amount of extracting agent had great influences on the extraction of chitin. The influence degree was in accordance with the order from large to small: soaking time of HCl, soaking temperature of HCl,w(HCl), amount of extracting agent, andρ(NaOH), soaking temperature of NaOH, soaking time of NaOH, amount of extracting agent. The optimum extraction conditions were as 2.5 h soaking time of HCl, 80 ℃ soaking temperature of HCl,w(HCl)=0.08, 15 mL·g-1extracting agent, and 3h soaking time of NaOH, 80 ℃ soaking temperature of NaOH,ρ(NaOH)=60 g·L-1, 20 mL·g-1extracting agent. The products was white flake solid, while its ash content and remaining protein content were 0.006 7 mg·g-1and 0.020 3 mg·g-1, respectively. The extraction rate could be as high as 13%.
tenebriomollilorlarva meal;chitin;orthogonal test;extraction process
10.3969/J.ISSN.1672-7983.2016.02.009
秦皇島市科技局農(nóng)業(yè)推廣項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2013-3);秦皇島市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院項(xiàng)目(利用營(yíng)養(yǎng)源昆蟲(chóng)處理蔬菜尾菜關(guān)鍵技術(shù)研究與示范)。
2016-02-09; 修改稿收到日期: 2016-04-22
TQ281.2
A
1672-7983(2016)02-0048-07
高素紅(1976-),女,副教授,在讀博士。主要研究方向:植物病蟲(chóng)害免疫誘導(dǎo)技術(shù)與害蟲(chóng)生態(tài)控制研究與應(yīng)用。