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优选沟眶象甲壳素的超声波提取工艺

[导读]以沟眶象干粉为原材料, 通过单因素实验和正交实验优化了沟眶象甲壳素的超声波辅助酸碱法提取工艺遥 在不同条件下, 研究超声处理的时间尧功率尧温度以及柠檬酸尧氢氧化钠的浓度和固液比对甲壳素提取的影响。

随着超声波技术研究的逐步深入, 该技术已经被应用到许多领域和生产部门。超声波技术通过控制超声功率, 利用超声波的 3 种效应, 使生物细胞壁及整个生物体瞬间破裂, 加快细胞内物质向外释放、扩散及溶解, 从而大大提高了天然物质的提取效率。在提取天然产物方面, 超声波技术具有可强化传质, 减少提取时间、能源及废物的产生, 降低费用的同时又符合环保的要求等优点。总之, 超声波技术在提取天然物质方面具有十分重要的意义。


本研究用柠檬酸脱除无机盐, 用氢氧化钠脱除蛋白质, 探讨在超声波辅助下提取害虫沟眶象甲壳素的工艺条件。

1 实验材料

沟眶象 E. chinensis 成虫采自宁夏中卫市沙坡头区滨河镇袁桥村, 人工在臭椿树下捕捉。采集时间为 5 月-9 月盛发期。


2 仪器与试剂

数控超声波清洗器(KQ-250DE 型, 昆山市超仪器有限公司); 电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9123A, 上海精宏实验设备有限公司); 紫外可见分光光度计(TU-1810, 北京普析通用仪器有限责任公司);电子分析天平[AL204, 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司]; 马弗炉(sx4-10, 深圳市中达电炉厂); 低速台式离心机(KA-1000, 上海安亭科学仪器厂);pH 计[320A, 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司]; 电热恒温水浴锅(二列六孔),上海习仁科学仪器有限公司。

3 超声波清洗器提取过程

当超声功率从 40%增大到 60%时, 蛋白质残余量由 0.191 滋g/mL 降低为0.091 滋g/mL。超声功率增大, 细胞充分破裂, 加速蛋白质溶出, 导致蛋白质溶出量增加。当超声功率从 60%继续增大到 70%时, 蛋白质残余量升高,这可能是由于超声功率的进一步增大, 局部溶液瞬时升温, 产生的热量无法及时地散去, 而溶液温度过高引发蛋白质的物理变性, 形成沉淀, 该沉淀与氢氧化钠不能充分反应, 导致蛋白质残余量升高。由此确定超声波最适提取功率为 60%。


4 讨论

在超声波辅助提取沟眶象甲壳素的过程中,首先通过单因素实验初步确定了脱除无机盐和蛋白质的最适条件, 然后在此基础上通过正交实验对影响显著的各因素进行优化, 确定了沟眶象甲壳素的最佳提取工艺: 65 益下, 氢氧化钠质量分数 9%、碱浸固液比 1︰16、超声时间 50 min、超声功率 60%; 室温下, 柠檬酸质量浓度 1.8 g/L、酸浸固液比 1︰12、超声时间 25 min、超声功率 100%。在此工艺条件下, 提取的甲壳素样品得率为16.50%, 经过定性分析确为甲壳素。




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