中國水產門戶網報道由于殼聚糖被廣泛應用于醫藥、紡織、印染、造紙、食品、廢水處理、金屬回收、環境保護、化妝品和日用化工等眾多領域,日益受到人們的重視。
一、 生產工藝流程
蝦殼—預處理—消化—酸浸—脫色—曬干—脫乙酰基—烘干—產品
二、主要工藝過程及參數
㈠原料預處理消化前必須將蝦殼肉質、污物等雜質去除,用水洗凈;原料短期內不加工,經除雜后曬干貯藏。
㈡消化
1、目的:去除原料中蛋白質和脂肪。
2、方法:將預處理后的蝦殼放入夾層鍋中,加入18%~19%氫氧化鈉溶液,邊攪拌邊煮沸1.5小時。
㈢酸浸
1、目的:使蝦殼里的無機鹽溶解而軟化。
2、方法:將消化后的蝦殼浸泡于4%~6%鹽酸溶液中,待原料全部軟化,無氣泡產生時,浸酸過程結束,時間一般1~2天。浸泡過程中如發現原料未軟,且無氣泡產生,說明酸量不足,應補酸浸泡。
㈣脫色
1、日曬脫色:將酸浸的原料用水漂洗到不呈酸性反應后,把原料攤于地面,利用日光曝曬并不斷翻動,至蝦殼全部漂白為止。
2、氧化脫色:也可采用高錳酸鉀、亞硫酸氫鈉等進行氧化脫色。
㈤脫乙酰基脫乙酰基工序是關鍵,它直接關系到產品質量好壞。因為甲殼素在濃堿作用下,除了發生脫乙酰基反應外,還伴隨著分子主鏈的降解,致使分子量降低。分子量的大小和游離胺基含量多少是反應殼聚糖性能的重要的指標,一般用脫乙酰化度來反映游離胺基含量,用粘度來衡量分子量的大小。影響甲殼素脫乙酰基的主要工藝參數為堿濃度、溫度和反應時間等。
1、堿濃度:堿濃度一般采用40%~60%,不得低于30%。堿濃度低于30%,不論操作溫度多高和時間多長,也只能脫除甲殼素中半數的乙酰基。隨著堿濃度的增加,甲殼素脫乙酰基速度加快,脫乙酰化度也增加,但堿濃度達到50%以上,反應速度增加緩慢,且易使主鏈水解斷裂,分子量降低,產品粘度下降。
2、溫度:溫度是影響甲殼素脫乙酰化度和粘度的另一個重要的因素。隨著反應溫度升高,甲殼素的脫乙酰化速度加快。在脫乙酰化度達到80%時,150℃只需反應15分鐘,120℃需反應3小時,而80℃則需反應16小時。反應溫度對殼聚糖的粘度有一定的影響,隨著反應時間的延長,無論溫度的高低,殼聚糖粘度均有所下降,且溫度愈高,殼聚糖粘度下降愈快。
3、時間:甲殼素脫乙酰基的反應時間與反應溫度及堿濃度有關,在一定的溫度和堿濃度的條件下,初始甲殼素的脫乙酰基速度增加,隨著反應的進行,脫乙酰化度增加減慢,而殼聚糖的粘度不斷下降。
提高反應溫度、堿濃度和延長反應時間均可提高殼聚糖的脫乙酰化度,但在堿液中殼聚糖的主鏈降解,產品粘度下降。一般控制堿液濃度在50%左右,通過降低脫乙酰基反應溫度120℃左右、縮短反應時間1小時、增加反應次數并進行中間產物的溶解—沉淀處理,可以制備高脫乙酰化度和高粘度的殼聚糖。
三、 產品質量指標
㈠外觀:無色或微黃色半透明固體
㈡理化指標
1、灰分<1%
2、水分<12%
3、粘度>600厘泊
4、脫乙酰化度>80%
5、溶解度為用5%醋酸在0.5小時內全部溶解為透明粘稠液體。
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