壳聚糖制备技术

壳聚糖（chitosan）是甲壳素（chitin）分子中C2位上的乙酰基被水解或酶解脱去一部分转化成的。壳聚糖现已广泛地应用于食品工业、医药工业、轻纺工业和环境保护等行业，其在医学上的用途主要有：制备胶囊和微囊、抗菌、制作生物敷料、制作人工皮肤、用作抗肿瘤剂和免疫促进剂、中药药液杂质沉淀、减肥、降血脂、调节肠道菌群等。昆虫中除含有丰富的蛋白质外，还含有5%～18%的甲壳素，因此昆虫也是一类重要的甲壳素资源。甲壳素，又名甲壳质和几丁质等，是一种含氨基多糖的天然高分子物质。因其内外氢键的相互作用，形成了有序的大分子结构，使其溶解性能很差，难以应用。但与甲壳素相比，壳聚糖的溶解性能有所改善，因此通常对甲壳素进行脱乙酰基得到壳聚糖后应用。

甲壳素广泛存在于昆虫和甲壳类动物的硬壳和真菌的细胞壁中，以往壳聚糖制备工艺研究中，大多数以虾、蟹为原料。不同的昆虫和不同的昆虫虫态，甲壳素的含量不同，一般昆虫原表皮层中含量最为丰富，为25%～60%。如家蝇幼虫中甲壳素的含量为10%～15%；家蚕干蛹中含量为3．73%，脱脂蛹中含量为5．55%。文献报道用于壳聚糖提取的医学昆虫有家蝇幼虫、云南松毛虫和蜚蠊等。

壳聚糖为白色至淡黄色的粉末，能溶于稀盐酸、稀硝酸、醋酸、乳酸、苹果酸、抗坏血酸等稀酸溶液，一般使用的壳聚糖的稀酸溶液。甲壳素不溶于一般的酸和碱，化学性质很稳定，现有技术尚不能将甲壳素完全脱去乙酰基变成100%的壳聚糖，也难以将二者完全分离开，因而一般指的壳聚糖实际上是甲壳素和壳聚糖的混合物，只是要求壳聚糖的含量在60%以上。

蝇蛆的外表皮甲壳素含量丰富，高于虾蟹壳，且碳酸盐和重金属含量低、色素少，质量远优于虾蟹壳中的甲壳素。已有研究表明由蝇蛆甲壳素开发的壳聚糖具有降血脂、抗突变、促进小肠运动、促进免疫调节等多种保健功能。且家蝇具有繁殖力强、生物量大，因此具有很大的应用前景。目前国内外对蝇蛆的开发利用主要集中在蝇蛆全粉、蝇蛆蛋白粉和蝇蛆甲壳素。曹晓红（2003）对蝇蛆的甲壳素和壳聚糖进行了提取。具体步骤是：①去灰分：将蝇蛆粗粉浸入盐酸溶液中，搅拌、洗涤至中性；②除蛋白质：化学法（将除过灰蝇蛆粗粉浸入NaOH溶液中，在沸水浴中反应、抽滤、再浸入NaOH中沸水浴中反应，抽滤，洗涤至中性）或者酶法（为底物重量百分比为10%，pH　8．0，沸水浴15min，加入酶Protamex占反应液中蛋白量的百分比为0．25%～1%，温度为55℃，时间为24～48h，再用沸水加热15min，冷却过滤；③去色素：取处理过的样品1g，方法一：用95%的乙醇120ml洗涤去色素，再依次用丙酮20ml，95%的乙醇50ml和乙醚10ml依次洗涤，干燥至恒重；方法二：用及1%KMnO4溶液浸泡，氧化除色素，再用Na2SO3溶液还原过量的KMnO4反复洗涤、抽滤，然后用1∶40的稀HCl煮沸、抽滤、干燥至恒重；④制备壳聚糖：取上述处理后得到甲壳素粗提物与40%的NaOH混合。方法一：沸水浴下反应3h，抽滤，洗涤，重复反应，再溶于10%醋酸溶液中，搅拌溶解1h，过滤，取过滤清液调其pH为7，出现絮状沉淀即壳聚糖，离心分离，80℃下干燥，即得固体壳聚糖；方法二：在高压灭菌锅内，压力0．13～0．14MPa，反应6h。

戴云（2002）介绍了从蜚蠊中提取壳聚糖的方法：用蜚蠊干壳50g，用10%的盐酸100ml浸泡，置微波炉中，中火加热5min，冷却、过滤，水洗至中性后，用40%NaOH溶液处理，于微波炉中中火下加热8min，冷却、过滤，水洗至中性。然后分别用3%、8%、10%、12%和15%等不同浓度的H2O2及用KMnO4加不同浓度的NaHSO3液于微波炉中分别进行脱色处理，直至深褐色的蜚蠊壳颜色完全为白色，冷却、过滤、水洗至中性，60℃下烘干，得白色片状甲壳素。将得到的甲壳素20g浸泡于40%～50%的NaOH溶液中，在微波炉中火加热约30min，直至用1%醋酸检验能完全溶解，取出冷却，过滤，水洗至中性，60℃下烘干，得白色片状的蜚蠊壳聚糖。其中蜚蠊干壳中甲壳素占18%左右。

另外，云南松毛虫蛹中甲壳素的含量为7．47%，成虫中含量为17．83%，也是较好的可利用昆虫。