從尖尾東鱉甲中提取甲殼素的研究

張建英，賈龍，張大治，喜巧紅（.寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，寧夏銀川7500；.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川7500）

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從尖尾東鱉甲中提取甲殼素的研究

張建英1，賈龍2，張大治1，喜巧紅1
（1.寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，寧夏銀川750021；2.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川750021）

摘要：通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)探討從尖尾東鱉甲（Anatolica mucronata Reitter，1889）中提取甲殼素的最佳條件，并對(duì)甲殼素樣品進(jìn)行定性和定量分析。試驗(yàn)結(jié)果表明：利用酸浸堿煮法提取甲殼素的最佳試驗(yàn)條件為：氫氧化鈉濃度7%、溫度87℃、時(shí)間5h、固液比1∶13（g/mL），檸檬酸濃度1.6g/L、室溫、時(shí)間28h、固液比1∶9（g/mL）；對(duì)在最佳試驗(yàn)條件下提取得到的甲殼素樣品進(jìn)行紅外光譜檢測(cè)，并計(jì)算其得率為21.45%。用紫外吸收法和干法灰化法分別測(cè)定提取物中殘余蛋白質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽含量。

關(guān)鍵詞：甲殼素；尖尾東鱉甲；最佳試驗(yàn)條件；提??；昆蟲(chóng)資源

尖尾東鱉甲（Anatolica mucronata Reitter，1889）隸屬于鞘翅目擬步甲科，是蒙古高原的特有種，是我國(guó)北方的優(yōu)勢(shì)土壤昆蟲(chóng)，國(guó)內(nèi)已知分布于內(nèi)蒙古中西部、陜西北部、甘肅中北部和寧夏中北部，分布地區(qū)偏向蒙新區(qū)中部［1-2］。尖尾東鱉甲棲息于荒漠半荒漠草原，體色光亮，食性較雜，取食葉片、草根等。成蟲(chóng)通常喜氣溫大于15℃，地面溫度大于18℃外出活動(dòng)，且單獨(dú)活動(dòng)于沙面等較開(kāi)闊地帶，爬行速度快，活動(dòng)范圍大，活動(dòng)高峰期集中于10：00-17：00，正午高溫時(shí)，表現(xiàn)出短時(shí)背光現(xiàn)象［1-3］。蟲(chóng)體富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并具一定藥用價(jià)值，特別是其防御腺分泌物有較強(qiáng)的化學(xué)毒性，具有重要醫(yī)學(xué)價(jià)值。

甲殼素又名甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)、蟹殼素等，廣泛存在于低等動(dòng)物，特別是節(jié)肢動(dòng)物體內(nèi)［4-6］，如：昆蟲(chóng)、甲殼動(dòng)物等體內(nèi)，它是一種天然的高分子多糖。由于甲殼素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和植物纖維素非常相似，且是自然界中唯一帶正電荷的天然高分子聚合物，因此具備特殊的理化性質(zhì)且天然無(wú)毒，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、化工、廢水處理和生物工程等諸多領(lǐng)域中［5，7-8］?，F(xiàn)今已引起了許多國(guó)家的重視，已成為最熱門(mén)的研究領(lǐng)域之一［9］。目前，歐美學(xué)術(shù)界已稱(chēng)其為六大生命元素之一（蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類(lèi)、維生素、礦質(zhì)元素、甲殼素）［10-11］，現(xiàn)階段工業(yè)上用來(lái)制備甲殼素的主要原料是水產(chǎn)加工場(chǎng)廢棄的蝦殼和蟹殼，但存在生產(chǎn)成本高，重金屬難以脫除等限制問(wèn)題。通過(guò)前人從蠅、蠶等一些蟲(chóng)種中提取甲殼素的研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲(chóng)中甲殼素含量比較高，而且鈣和重金屬含量低，雜質(zhì)少，純度高，質(zhì)量好，提取過(guò)程中對(duì)水、酸、堿消耗少，生產(chǎn)成本低?？梢?jiàn)，昆蟲(chóng)甲殼素要優(yōu)于蝦、蟹甲殼素。因此，開(kāi)發(fā)新的甲殼素資源具有重要的意義，而資源量大、種類(lèi)多的昆蟲(chóng)正是潛在的甲殼素來(lái)源［5，8］。目前國(guó)內(nèi)已有蠶蛹、蜣螂、蟋蟀等昆蟲(chóng)中甲殼素的提取報(bào)道［6，12］，但未有從尖尾東鱉甲中提取甲殼素的有關(guān)報(bào)道［1-2，13］。

1　材料與方法

1.1材料、儀器與試劑

1.1.1材料

尖尾東鱉甲成蟲(chóng)：采自寧夏靈武。

1.1.2儀器

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9140A型）：上海一恒科技有限公司；電熱恒溫水浴鍋（二列六孔）：北京長(zhǎng)源實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（T6）：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；電子分析天平（AL204）：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；馬弗爐（sx4-10）：深圳市中達(dá)電爐廠；紅外光譜儀（TENSOR27）：德國(guó)布魯克；低速臺(tái)式離心機(jī)（KA-1000）：上海安亭科學(xué)儀器廠；pH計(jì)（320A）：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.1.3化學(xué)試劑

氫氧化鈉（分析純）：天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開(kāi)發(fā)有限公司；檸檬酸（分析純）：天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；標(biāo)準(zhǔn)甲殼素樣品（C9752-250MG）：Sigma Aldrich；過(guò)氧化氫（30%）：北京化工廠；溴化鉀（分析純）：天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司。

1.2方法

1.2.1工藝流程

新鮮甲蟲(chóng)→預(yù)處理（除雜，烘干，粉碎）→脫除無(wú)機(jī)鹽→水洗至中性→脫除蛋白質(zhì)→水洗至中性→干燥→脫色［14］→甲殼素樣品

1.2.2指標(biāo)測(cè)定

測(cè)定脫除無(wú)機(jī)鹽后樣品的灰分，以確定脫除無(wú)機(jī)鹽最佳試驗(yàn)條件；通過(guò)測(cè)定脫除蛋白質(zhì)后樣品的剩余蛋白質(zhì)含量，以確定脫除蛋白質(zhì)的最佳試驗(yàn)條件?？偦曳?%=（恒重后坩堝和灰分重量－恒重后坩堝重量）/樣品重量×100［15］；蛋白質(zhì)含量/（μg/mL）=（1.45A280－0.74A260）×稀釋倍數(shù)［16］，式中：A280、A260分別為蛋白質(zhì)溶液在280、260 nm處測(cè)得的吸光度。

1.3單因素試驗(yàn)

1.3.1檸檬酸酸浸濃度的確定

稱(chēng)取5份尖尾東鱉甲干粉1.000 g，分別置于三角瓶中，在固液比1∶11（g/mL）、反應(yīng)時(shí)間30 h、室溫條件下，分別加入濃度為0.6、1.0、1.4、1.8、2.2 g/L檸檬酸溶液，離心并將固體產(chǎn)物水洗至中性，干燥后得脫無(wú)機(jī)鹽尖尾東鱉甲粉，測(cè)定產(chǎn)物灰分含量確定檸檬酸的最適濃度，重復(fù)3次。

1.3.2檸檬酸酸浸時(shí)間的確定

稱(chēng)取5份尖尾東鱉甲粉1.000 g，分別置于三角瓶中，在固液比1∶11（g/mL）、檸檬酸濃度1.4 g/L、室溫條件下，恒溫20、25、30、35、40 h，離心并將固體產(chǎn)物水洗至中性，干燥后得脫無(wú)機(jī)鹽尖尾東鱉甲粉，測(cè)定產(chǎn)物灰分含量確定檸檬酸的酸浸的最適時(shí)間，重復(fù)3次。

1.3.3檸檬酸酸浸固液比的確定

稱(chēng)取5份尖尾東鱉甲粉1.000 g，分別置于三角瓶中，在檸檬酸濃度1.4 g/L、反應(yīng)時(shí)間30 h、室溫條件下，分別以固液比1∶7、1∶9、1∶11、1∶13、1∶15（g/mL）加入檸檬酸溶液，離心并將固體產(chǎn)物水洗至中性，干燥后得脫無(wú)機(jī)鹽尖尾東鱉甲粉，測(cè)定產(chǎn)物灰分含量確定檸檬酸的最適固液比，重復(fù)3次。

1.3.4氫氧化鈉堿浸濃度的確定

稱(chēng)取5份尖尾東鱉甲粉1.000g，分別置于三角瓶中，在固液比1∶12（g/mL）、90℃水浴、恒溫5 h條件下，分別加入4%、6%、8%、10%、12%氫氧化鈉溶液，離心并將固體產(chǎn)物水洗至中性，得脫蛋白尖尾東鱉甲粉，測(cè)定產(chǎn)物蛋白質(zhì)含量確定氫氧化鈉的最適濃度，重復(fù)3次。

1.3.5氫氧化鈉堿浸時(shí)間的確定

稱(chēng)取5份尖尾東鱉甲粉1.000 g，分別置于三角瓶中，在固液比1∶12（g/mL）、90℃水浴、濃度8%條件下，分別恒溫1、3、5、7、9 h，離心并將固體產(chǎn)物水洗至中性，得脫蛋白尖尾東鱉甲粉，測(cè)定產(chǎn)物蛋白質(zhì)含量確定氫氧化鈉堿浸的最適時(shí)間，重復(fù)3次。

1.3.6氫氧化鈉堿浸溫度的確定

稱(chēng)取5份尖尾東鱉甲粉1.000 g，分別置于三角中，在固液比1∶12（g/mL）、恒溫5 h、濃度8%條件下，分別置于80、85、90、95、100℃水浴鍋中，離心并將固體產(chǎn)物水洗至中性，得脫蛋白尖尾東鱉甲粉，測(cè)定產(chǎn)物蛋白質(zhì)含量確定氫氧化鈉堿浸的最適溫度，重復(fù)3次。

1.3.7氫氧化鈉堿浸固液比的確定

稱(chēng)取5份尖尾東鱉甲粉1.000 g，分別置于三角瓶中，在90℃水浴、恒溫5 h、濃度8%條件下，分別以固液比1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16（g/mL）加入氫氧化鈉溶液，離心并將固體產(chǎn)物水洗至中性，得脫蛋白尖尾東鱉甲粉，測(cè)定產(chǎn)物蛋白質(zhì)含量確定氫氧化鈉的最適固液比，重復(fù)3次。

1.4正交試驗(yàn)

1.4.1檸檬酸脫除無(wú)機(jī)鹽的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)得到的最適檸檬酸濃度、酸浸時(shí)間、固液比的基礎(chǔ)上，在室溫條件下，選擇檸檬酸濃度、酸浸時(shí)間、固液比3個(gè)因素為考察對(duì)象，設(shè)計(jì)三因素三水平正交試驗(yàn)對(duì)工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1　脫除無(wú)機(jī)鹽的正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of demineralization orthogonal experiment

1.4.2氫氧化鈉脫除蛋白質(zhì)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)得到的最適氫氧化鈉濃度、堿浸時(shí)間、堿浸溫度、固液比的基礎(chǔ)上，選擇氫氧化鈉濃度、堿浸時(shí)間、堿浸溫度、固液比4個(gè)因素為考察對(duì)象，設(shè)計(jì)四因素三水平正交試驗(yàn)對(duì)工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2　脫除蛋白質(zhì)的正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels of deproteinization orthogonal experiment

1.5甲殼素樣品定性和定量分析

甲殼素定性檢測(cè)采用紅外光譜對(duì)比法：分別將標(biāo)準(zhǔn)甲殼素和所制備的甲殼素烘干，2 mg待測(cè)樣品與100 mg KBr混合，通過(guò)壓片法制成薄片，用紅外光譜儀掃描范圍400 cm-1～4 000 cm-1［17］，通過(guò)對(duì)比兩者的紅外光譜圖，確定本研究制備的樣品是否為甲殼素。

甲殼素得率計(jì)算方法：甲殼素含量/%=（所提甲殼素重量干重W1/所用該種昆蟲(chóng)干重W2）×100［6，18］。

2　結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)

2.1.1檸檬酸酸浸濃度試驗(yàn)結(jié)果的分析

檸檬酸酸浸濃度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1　檸檬酸濃度對(duì)脫除無(wú)機(jī)鹽的影響Fig.1 Effect of citric acid concentration on demineralization

由圖1可知，隨著檸檬酸濃度的增加，灰分含量逐漸下降，脫除無(wú)機(jī)鹽的效果較明顯；當(dāng)檸檬酸濃度達(dá)到1.8 g/L以后其灰分含量總體雖也在下降，但下降趨勢(shì)不明顯，當(dāng)濃度由1.8 g/L變?yōu)?.2 g/L時(shí)，灰分含量減少量不大，且隨著檸檬酸濃度的增加甲殼素容易水解。同時(shí)也考慮在實(shí)際操作中，檸檬酸濃度過(guò)高會(huì)使反應(yīng)速率過(guò)快而不容易控制，因此，選擇檸檬酸濃度為1.8 g/L較為合適。

2.1.2檸檬酸酸浸時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果的分析

檸檬酸酸浸時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2　反應(yīng)時(shí)間對(duì)除去無(wú)機(jī)鹽的影響Fig.2 Effect of reaction time on demineralization

在反應(yīng)的初始階段，隨著酸浸時(shí)間的延長(zhǎng)，灰分含量下降較為明顯，脫除無(wú)機(jī)鹽效果較明顯；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到30 h以后其灰分含量總體雖也在下降，但下降趨勢(shì)明顯減緩。由于甲殼中碳酸鈣是與甲殼素和蛋白質(zhì)結(jié)合在一起的，在檸檬酸與碳酸鈣的反應(yīng)中，部分碳酸鈣被甲殼素緊密的膠狀分子團(tuán)結(jié)構(gòu)所包圍，檸檬酸很難完全滲透到里面，導(dǎo)致其不能徹底與其反應(yīng)完全。當(dāng)達(dá)到30 h以后，檸檬酸和碳酸鈣的反應(yīng)基本達(dá)到了平衡，再延長(zhǎng)時(shí)間對(duì)脫除無(wú)機(jī)鹽效果的影響不大。因此，選擇酸浸時(shí)間為30 h即可。

2.1.3檸檬酸酸浸固液比試驗(yàn)結(jié)果分析

檸檬酸酸浸固液比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

當(dāng)固液比由1∶7（g/mL）變至1∶9（g/mL）時(shí)，灰分含量下降趨勢(shì)較為明顯，而當(dāng)固液比由1∶9（g/mL）變至1∶11（g/mL）時(shí)灰分含量有所減少，但很緩慢。故以固液比1∶9（g/mL）浸泡脫除無(wú)機(jī)鹽為宜。

2.1.4氫氧化鈉堿浸濃度試驗(yàn)結(jié)果分析

氫氧化鈉堿浸濃度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖3　固液比對(duì)除去無(wú)機(jī)鹽的影響Fig.3 Effect of solid-liquid ratio on demineralization

圖4　氫氧化鈉濃度對(duì)除去蛋白質(zhì)的影響Fig.4 Effect of NaOH concentration on deproteinization

結(jié)果表明，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度越高，脫除蛋白質(zhì)的效果越好，當(dāng)氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞6%時(shí)，對(duì)脫除蛋白質(zhì)的影響效果不是很大，而且隨著氫氧化鈉濃度的增加容易使甲殼素脫乙?；蓺ぞ厶牵C合考慮各種因素以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的氫氧化鈉溶液浸泡為宜。

2.1.5氫氧化鈉堿浸時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果分析

氫氧化鈉堿浸時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5　堿浸時(shí)間對(duì)除去蛋白質(zhì)的影響Fig.5 Effect of NaOH reaction time on deproteinization

從圖5可以看出，在反應(yīng)的初始階段，隨著堿煮時(shí)間的延長(zhǎng)，殘余蛋白質(zhì)的含量急劇下降，脫除蛋白效果明顯；在5 h以后其蛋白質(zhì)含量總體雖在下降，但下降的趨勢(shì)減緩。一般來(lái)說(shuō)，脫蛋白時(shí)間越長(zhǎng)，蛋白質(zhì)水解的越徹底，但水解速度逐漸減慢；當(dāng)延長(zhǎng)到某一時(shí)刻以后，蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)進(jìn)行得非常緩慢，其對(duì)脫除蛋白效果的影響便不再明顯。同時(shí)也考慮到長(zhǎng)時(shí)間高溫反應(yīng)會(huì)帶來(lái)生產(chǎn)成本上的增加，因此，選擇堿煮時(shí)間為5 h較為合適。

2.1.6氫氧化鈉堿浸溫度試驗(yàn)結(jié)果的分析

氫氧化鈉堿浸溫度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6　堿浸溫度對(duì)除去蛋白質(zhì)反應(yīng)的影Fig.6 Effect of NaOH reaction temperature on deproteinization

結(jié)果表明，隨著堿煮溫度的升高，殘余蛋白質(zhì)含量急劇下降，脫蛋白效果明顯；當(dāng)達(dá)到85℃以后，殘余蛋白質(zhì)含量下降的趨勢(shì)減緩。溫度對(duì)氫氧化鈉水解蛋白質(zhì)有很大的影響，在其它條件固定的情況下，反應(yīng)溫度越高，蛋白質(zhì)堿水解的速度越快；但溫度達(dá)到一定值時(shí)，蛋白質(zhì)堿水解速度逐漸變慢，蛋白質(zhì)的堿水解反應(yīng)慢慢趨于平衡，繼續(xù)升溫對(duì)脫蛋白效果影響不大。同時(shí)也考慮到高溫反應(yīng)會(huì)增加生產(chǎn)成本，因此，堿煮溫度取85℃比較合適。

2.1.7氫氧化鈉堿浸固液比試驗(yàn)結(jié)果的分析

氫氧化鈉堿浸固液比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7　堿浸固液比對(duì)除蛋白質(zhì)反應(yīng)的影響Fig.7 Effect of NaOH solid-liquid ratio on deproteinization

結(jié)果表明，固液比越大，脫除蛋白質(zhì)的效果也越好，固液比大于1∶12（g/mL）時(shí)，對(duì)除蛋白的影響效果不是很大，因此以1∶12（g/mL）的固液比浸泡為宜。

2.2正交試驗(yàn)

2.2.1脫除無(wú)機(jī)鹽的正交試驗(yàn)結(jié)果

脫除無(wú)機(jī)鹽的正交試驗(yàn)結(jié)果分析見(jiàn)表3。

結(jié)果表明，以檸檬酸處理過(guò)的樣品中的灰分含量為指標(biāo)，篩選出脫除無(wú)機(jī)鹽的最佳條件，灰分含量越低，說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽脫除的越徹底，從表3可得最佳條件為A1B1C2，即檸檬酸濃度1.6 g/L、固液比1∶9（g/mL）、在室溫條件下反應(yīng)28 h即可；由正交試驗(yàn)灰分含量的極差結(jié)果可以看出，C＞B＞A，即在室溫條件下，固液比＞檸檬酸濃度＞反應(yīng)時(shí)間，固液比的極差最大，檸檬酸濃度次之，這兩個(gè)因素是影響脫除無(wú)機(jī)鹽的關(guān)鍵性因素，而反應(yīng)時(shí)間的極差最小，說(shuō)明它對(duì)脫除無(wú)機(jī)鹽的影響較小。

表3　脫除無(wú)機(jī)鹽的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Orthogonal test results of demineralization

按最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得殘余灰分為1.54%，說(shuō)明該條件脫除無(wú)機(jī)鹽最徹底。

2.2.2脫除蛋白質(zhì)的正交試驗(yàn)結(jié)果

脫除蛋白質(zhì)的正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　脫除蛋白質(zhì)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 4 Orthogonal test results of deproteinization

續(xù)表4　脫除蛋白質(zhì)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Continue table 4 Orthogonal test results of deproteinization

結(jié)果表明，以氫氧化鈉處理過(guò)的樣品中蛋白質(zhì)含量為指標(biāo)，篩選出脫除蛋白質(zhì)的最佳試驗(yàn)條件，剩余蛋白質(zhì)含量越低，說(shuō)明蛋白質(zhì)脫除的越徹底，從表4正交試驗(yàn)結(jié)果可得最佳條件為A3B2C3D3，即氫氧化鈉濃度7%、固液比1∶13（g/mL）、在87℃下反應(yīng)5 h即可；由正交試驗(yàn)剩余蛋白質(zhì)含量的極差結(jié)果可以得出，D＞B＞C＞A，即氫氧化鈉溶液濃度對(duì)蛋白質(zhì)脫除影響最大，反應(yīng)時(shí)間次之，固液比再次之，溫度對(duì)蛋白質(zhì)脫除影響最小。

按照最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得殘余蛋白質(zhì)含量為0.015 μg/mL，說(shuō)明該條件脫除蛋白質(zhì)最徹底。

2.3定性和定量分析

2.3.1定性分析

甲殼素的紅外吸收光譜分析：對(duì)在最佳條件下制備的甲殼素產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量分析與結(jié)構(gòu)表征。甲殼素產(chǎn)品紅外光譜如圖8所示。

圖8　兩種甲殼素樣品的紅外光譜Fig.8 IR spectrum of two samples

紅外光譜圖中3 400cm-1是O-H伸縮振動(dòng)吸收峰；3 270 cm-1是N-H伸縮振動(dòng)吸收峰；2 960 cm-1～2 879 cm-13個(gè)吸收峰是C-H伸縮振動(dòng)吸收峰；分別在1 657、1 557、1 315 cm-1的吸收峰，分別是酰胺Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ譜帶，這3個(gè)吸收峰是甲殼素的特征吸收峰；1 030 cm-1～1 157 cm-1之間的4個(gè)吸收峰，是C-O伸縮振動(dòng)吸收峰；897 cm-1是環(huán)伸縮振動(dòng)吸收峰［11］。由圖8可見(jiàn)，通過(guò)比對(duì)在最佳條件下制備的甲殼素樣品與標(biāo)準(zhǔn)甲殼素樣品紅外光譜圖可知，本工藝制備的尖尾東鱉甲甲殼素樣品與標(biāo)準(zhǔn)甲殼素樣品化學(xué)結(jié)構(gòu)一致。

2.3.2定量分析

在最佳試驗(yàn)條件下，得到的甲殼素樣品的得率為21.45%。

3　結(jié)論

1）本試驗(yàn)以尖尾東鱉甲為試驗(yàn)材料，先通過(guò)單因素試驗(yàn)得到各因素的最佳試驗(yàn)條件，然后根據(jù)單因素試驗(yàn)得到的結(jié)果再進(jìn)行正交試驗(yàn)，從而對(duì)單因素試驗(yàn)得到的各因素的最佳試驗(yàn)條件進(jìn)一步優(yōu)化，最終得到提取甲殼素的最佳條件。

2）通過(guò)紫外吸收法測(cè)定提取物中的殘余蛋白質(zhì)含量，根據(jù)國(guó)標(biāo)測(cè)定提取物中殘余灰分含量。初步確定了甲殼素提取的最佳工藝條件：檸檬酸濃度1.6 g/L，浸泡固液比1∶9（g/mL），浸泡時(shí)間28 h；脫除蛋白質(zhì)的條件：氫氧化鈉溶液濃度7%，浸泡溫度87℃，固液比1∶13（g/mL），浸泡時(shí)間5h。在此工藝條件下制備的甲殼素產(chǎn)品為白色蓬松狀固體，甲殼素得率21.45%。

3）本研究首次以尖尾東鱉甲成蟲(chóng)為試驗(yàn)材料制備甲殼素，結(jié)果顯示，該蟲(chóng)甲殼素得率達(dá)20%以上，高于蝦蟹殼的得率，產(chǎn)品顏色呈白色片狀固體；對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行紅外光譜分析并比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖譜，證實(shí)了本試驗(yàn)所提取的甲殼素樣品與標(biāo)準(zhǔn)甲殼素樣品化學(xué)結(jié)構(gòu)一致，確為甲殼素。昆蟲(chóng)作為甲殼素含量豐富的資源，其自身優(yōu)勢(shì)十分明顯。目前由單位昆蟲(chóng)獲得的甲殼素產(chǎn)量、質(zhì)量和提取流程上，具有比蝦蟹殼單位產(chǎn)量高、提取流程簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量高、蛋白含量相對(duì)較少等明顯優(yōu)勢(shì)，具有廣泛利用的前景，能夠用于解決多種人類(lèi)“文明病”。目前對(duì)昆蟲(chóng)類(lèi)甲殼素涉及其免疫調(diào)節(jié)和抑制真菌的功效僅有少量報(bào)道。對(duì)于昆蟲(chóng)類(lèi)甲殼素制備方面的研究開(kāi)展相對(duì)比較滯后，研究也局限在個(gè)別昆蟲(chóng)種類(lèi)。對(duì)甲殼素制備方面和利用的研究的欠缺明顯制約了昆蟲(chóng)類(lèi)甲殼素的廣泛應(yīng)用。昆蟲(chóng)豐富的物種資源以及其巨大的天然合成能力沒(méi)有得到相應(yīng)的利用，相信隨著對(duì)大量不同種類(lèi)昆蟲(chóng)的深入研究，必定能夠利用好這一豐富的天然資源。

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Study on the Extracting Chitin from Anatolica mucronata Reitter

ZHANG Jian-ying1，JIA Long2，ZHANG Da-zhi1，XI Qiao-hong1
（1. College of Life Science，Ningxia University，Yinchuan 750021，Ningxia，China；2. College of Agriculture，Ningxia University，Yinchuan 750021，Ningxia，China）

Abstract：This article discussed the optimum conditions of extracting chitin from Anatolica mucronata Reitter by single-factor and orthogonal test. The chitin sample was carried on the qualitative and quantitative analysis. Test results showed that the optimum conditions by using acid-alkali method to extract chitin were as follows：the NaOH concentration 7%，the temperature 87℃，the time 5 h，the solid- liquid ratio 1∶13（g/mL），the citric acid concentration 1.6 g/L，the time 28 h，the solid- liquid ratio 1∶9（g/mL），at room temperature. Using infrared spectrum to analysis chitin sample extracted under optimum conditions and the extraction rate of chitin was 21.45%. Then residual protein and inorganic salt content in the extract were measured by UV absorption and dry ashing method．

Key words：chitin；Anatolica mucronata Reitter；oputimum conditions；extraction；insect resource

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.015

基金項(xiàng)目：2015年度寧夏自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（NZ15052）

作者簡(jiǎn)介：張建英（1978—），女（漢），副教授，碩士，從事動(dòng)物資源開(kāi)發(fā)與利用研究。

收稿日期：2015-03-23