专利名称：壳聚糖的一种分离纯化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及壳聚糖的一种分离纯化工艺，属于生物技术领域。具体的说，本发明对黑曲霉发酵液进行离心、超声波提取、乙酸萃取、真空干燥等一系列工艺以制取高品质的壳聚糖产品。
背景技术：
壳聚糖(Chitosan，简称CS，)又称聚氨基_D_葡萄糖或甲壳素，其化学名为聚(1， 4) -2-氨基-2-脱氧-β -D-葡聚糖，是甲壳素的N-脱乙酰基产物，也是甲壳素最重要的衍生物，它是自然界中唯一存在的碱性多糖。壳聚糖在自然界中广泛存在于低等生物菌类、藻类的细胞及节肢动物虾、蟹、昆虫的外壳中。壳聚糖具有生物相容性、无毒、无过敏反应，有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纤性、吸湿性和保湿性，广泛应用于食品、医药、农业、环保等领域。
自从1811年，法国科学家Braconrmot发现甲壳素以来，甲壳素及壳聚糖的特性被逐渐认识和利用。尤其是近年来，国内外相关的研究日趋活跃，甲壳素和壳聚糖已被现代科学称之为继糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等五大生命要素之后的第六生命要素。随着人们对壳聚糖及其衍生物应用研究的逐渐深入，对壳聚糖及其制品的需求将会大幅度增长。目前，工业生产壳聚糖通常从虾、蟹壳中提取，但虾、蟹壳的来源受到各种因素的限制。 虾、蟹壳来源生产的壳聚糖具有以下缺点制备成本较高，能耗较大；在使用45% NaOH高温脱乙酰基制备壳聚糖的过程中，会产生大量的废水，污染环境；壳聚糖的生产受到原料产地限制影响，而且近年来，废弃虾、蟹壳被用作饲料生产原料，已经造成壳聚糖生产原料短缺。 因此，迫切需要加速发展壳聚糖产业，寻找可以替代虾、蟹壳原料，生产出高质高量的壳聚糖产品。近几年，从丝状真菌中提取壳聚糖的研究悄然兴起，利用微生物生产壳聚糖有巨大优势(1)大部分真菌可通过工业发酵技术大规模培养；(2)不受原料复杂性、季节性、地域性等的限制；C3)产品质量和产量易于控制，生产工艺简单，周期短；(4)动力消耗和环境污染小。
本发明对黑曲霉发酵液进行离心、超声波提取、乙酸萃取、真空干燥等工艺处理最终获得高纯度的壳聚糖产品。壳聚糖产品外观为白色粉末，纯度达到98%以上，脱乙酰度达到90%以上，产品得率为16%以上。发明内容
本发明提供了一种壳聚糖分离纯化的生产工艺，采用了一条新型、环保、成本低廉的技术路线，有效的提高了产品质量。整个反应条件温和，操作简单，减少了酸、碱溶剂大量使用对环境的污染，适合工业化生产的要求。
本发明的方法包括下列步骤
(1)发酵液预处理
将发酵液于室温下，4000r/min离心15-30min获得黑曲霉菌丝体，在80-110°C下3烘干后磨成粉末待用。
(2)超声波提取
将上述粉末称取一定量于加有适当体积的3-6%氢氧化钠-乙醇混合物中浸泡， 加盖盖好；放入超声波仪中，超声波功率300-400W，在室温下提取40-60min。反应完毕后取出冷却至室温，4000r/min离心15-30min后过滤，用水反复冲洗至中性。
(3)乙酸萃取
将上述沉淀于2-3%乙酸中95°C条件下，萃取10-1 ，中和沉淀后获得壳聚糖精制液。
⑷真空干燥
将上述精制液在60-70°C进行真空干燥，获得壳聚糖产品。壳聚糖纯度达到98% 以上，脱乙酰度达到90%以上，产品得率为16%以上。
本发明提供的上述高纯度壳聚糖的分离纯化工艺，其特点在于
(1)采用超声波提取技术提取黑曲霉中的壳聚糖，反应条件温和，与传统碱液法提取壳聚糖相比，超声提取壳聚糖的得率明显高于碱液提取，得率达到16%。
(2)对黑曲霉菌丝体采用超声波提取技术、乙酸萃取以及真空干燥技术得到高纯度的壳聚糖干品，工艺简单，易于产业化推广。
(3)采用本发明分离纯化得到的壳聚糖产品纯度达到98%以上，脱乙酰度达到 90 %以上，产品质量稳定，技术达到国内先进水平。
附图1是本发明对黑曲霉发酵液采取预处理、超声波提取、乙酸萃取、真空干燥后获得壳聚糖的工艺路线图。
具体实施方式
以下将参照实例对本发明作进一步的详细描述，但本发明不限于此。
实施例1.
将发酵液IOL于室温下，4000r/min离心20min获得黑曲霉菌丝体，在90°C温度下烘干后磨成粉末待用。将上述粉末称取500g于加有5L的5%氢氧化钠-乙醇混合物中浸泡，加盖盖好；放入超声波仪中，超声波功率300W，在室温下超声时间60min。反应完毕后取出冷却至室温，4000r/min离心15min后过滤，用水反复冲洗至中性。将上述沉淀于2%乙酸中95°C条件下，萃取12h，中和沉淀后获得壳聚糖精制液。将精制液在70°C进行真空干燥， 获得壳聚糖产品。壳聚糖纯度达到98. 32%，脱乙酰度达到91. 81%，产品得率为16. 49%。
实施例2.
将发酵液50L于室温下，4000r/min离心25min获得黑曲霉菌丝体，在100°C温度下烘干后磨成粉末待用。将上述粉末称取5Kg于加有50L的5%氢氧化钠-乙醇混合物中浸泡，加盖盖好；放入超声波仪中，超声波功率350W，在室温下超声时间50min。反应完毕后取出冷却至室温，4000r/min离心15min后过滤，用水反复冲洗至中性。将上述沉淀于2%乙酸中95°C条件下，萃取15h，中和沉淀后获得壳聚糖精制液。将精制液在70°C进行真空干燥， 获得壳聚糖产品。壳聚糖纯度达到98. 51%，脱乙酰度达到92. 16%，产品得率为16. 12%.
实施例3.
将发酵液100L于室温下，4000r/min离心30min获得黑曲霉菌丝体，在110°C温度下烘干后磨成粉末待用。将上述粉末称取IOKg于加有100L的5%氢氧化钠-乙醇混合物中浸泡，加盖盖好；放入超声波仪中，超声波功率400W，在室温下超声时间40min。反应完毕后取出冷却至室温，4000r/min离心15min后过滤，用水反复冲洗至中性。将上述沉淀于 3%乙酸中95°C条件下，萃取10h，中和沉淀后获得壳聚糖精制液。将精制液在70°C进行真空干燥，获得壳聚糖产品。壳聚糖纯度达到98. 47%，脱乙酰度达到92. 61%，产品得率为 16. 08%。
实施例4.
将发酵液100L于室温下，4000r/min离心30min获得黑曲霉菌丝体，在100°C温度下烘干后磨成粉末待用。将上述粉末称取IOKg于加有100L的5%氢氧化钠-乙醇混合物中浸泡，加盖盖好；放入超声波仪中，超声波功率400W，在室温下超声时间50min。反应完毕后取出冷却至室温，4000r/min离心15min后过滤，用水反复冲洗至中性。将上述沉淀于 3%乙酸中95°C条件下，萃取12h，中和沉淀后获得壳聚糖精制液。将精制液在70°C进行真空干燥，获得壳聚糖产品。壳聚糖纯度达到98. 36%，脱乙酰度达到92. 53%，产品得率为 16. 15%。
实施例5.
将发酵液100L于室温下，4000r/min离心30min获得黑曲霉菌丝体，在110°C温度下烘干后磨成粉末待用。将上述粉末称取IOKg于加有100L的5%氢氧化钠-乙醇混合物中浸泡，加盖盖好；放入超声波仪中，超声波功率400W，在室温下超声时间60min。反应完毕后取出冷却至室温，4000r/min离心15min后过滤，用水反复冲洗至中性。将上述沉淀于 3%乙酸中95°C条件下，萃取15h，中和沉淀后获得壳聚糖精制液。将精制液在70°C进行真空干燥，获得壳聚糖产品。壳聚糖纯度达到98. 53%，脱乙酰度达到93. 15%，产品得率为 16. 13%。
权利要求
1.一种壳聚糖的分离纯化方法，其特征在于，包括如下步骤对黑曲霉发酵液进行预处理，得到黑曲霉菌丝体粉末，将其浸泡于氢氧化钠-乙醇混合物中，室温下采用超声波提取浸泡液，之后处理至中性，进行乙酸萃取，中和沉淀，真空干燥，获得壳聚糖成品。
2.根据权利要求1所述的壳聚糖的分离纯化方法，其特征在于将发酵液于室温下， 4000r/min离心15 30min获得黑曲霉菌丝体，在80 110°C下烘干后磨成粉末待用。
3.根据权利要求1所述的壳聚糖的分离纯化方法，其特征在于黑曲霉菌丝体粉末于3-6%氢氧化钠-乙醇混合物中浸泡，后室温下采用超声波功率300 400W，提取40 60mino
4.根据权利要求1所述的壳聚糖的分离纯化方法，其特征在于超声提取完毕后，取出冷却至室温，4000r/min离心15 30min后过滤，用水反复冲洗至中性。
5.根据权利要求1所述的壳聚糖的分离纯化方法，其特征在于上述沉淀于2-3%乙酸中95°C条件下，萃取10 15h，中和沉淀后获得壳聚糖精制液。
6.根据权利要求1所述的壳聚糖的分离纯化方法，其特征在于在60 70°C进行真空干燥。
7.一种由上述权利要求分离纯化的壳聚糖，其特征在于壳聚糖产品纯度达到98%以上，脱乙酰度达到90%以上，产品得率为16%以上。
全文摘要
本发明涉及一种壳聚糖的分离纯化工艺，包括对黑曲霉发酵液采取预处理、超声波提取、乙酸萃取、真空干燥等一系列工艺，最终获得高品质的壳聚糖产品。本工艺制备的壳聚糖纯度达到98％以上，脱乙酰度达到90％以上，产品得率为16％以上，具有步骤简单、污染小、生产成本低、易于工业化生产等特点。壳聚糖广泛地应用于医药、食品、农业、饲料添加剂和环保等领域。
文档编号C08B37/08GK102516414SQ20111042283
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者王秀英 申请人:西藏金稞集团有限责任公司