Способ получения хитозана из хитина ракообразных

Изобретение относится к рыбной промышленности, а именно к производству пищевого хитозана из хитина ракообразных. Способ осуществляется путем деацетилирования сырья предварительно охлажденным раствором щелочи, промывки и сушки. Деацетилирование проводят в три этапа. Первый из которых ведут в течение 7 суток, а последующие - по 2 часа с термообработкой при температуре 55-59°С. Промывку осуществляют после каждого этапа. Изобретение позволит получить хитозан из хитина ракообразных с высокой степенью деацетилирования при сохранении нативных свойств природного полимера, без разрыва его цепей по гликозидным связям.

 

Изобретение относится к рыбной промышленности, а именно к производству пищевого хитозана из хитина ракообразных.

Известен способ получения хитозана из пресноводных ракообразных электрохимическим методом (см. Комплексная безреагентная технология производства хитина и хитозана из панцирьсодержащих гидробионтов электрохимическим способом. Маслова Г.В. и др. Тезисы Четвертой Всероссийской конференции. М., 1995, изд. ВНИРО, стр.74-77).

Недостатками этого способа являются значительный расход электроэнергии и большой расход поваренной соли для создания электрического поля.

Известен способ получения хитозана путем обработки хитина 50%-ным раствором едкого натра при температуре 105-110°С в течение 40-60 мин (Авт. св. СССР №1424157, кл. А 22 С 29/02, 1986).

Однако жесткие условия являются недостатком данного способа деацетилирования.

Известен способ получения пищевого хитозана из панциря ракообразных, включающий активацию сухого или влажного хитина путем измельчения в коллоидной мельнице, деацетилирование, промывку готового продукта и частичное обезвоживание с последующей сушкой, измельчение и таблетирование (см. патент РФ 2115344, A 23 L 1/33, 1998).

Данный способ требует дорогостоящего оборудования и сложен в обслуживании.

Наиболее близким аналогом является способ получения хитозана из ракообразных путем деацетилирования, включающий приготовление 50%-ного раствора едкого натра, охлаждение его до температуры 18-22°С, внесение сухого хитина в соотношении хитин: раствор щелочи 1:10-1:15 до образования однородной суспензии и выдерживание последней при комнатной температуре в течение 5-20 суток (см. патент РФ 2116733, A 23 L 1/33, 1996).

Однако данный способ предусматривает использование щелочи высокой концентрации, что приводит к значительному расходу щелочи и частичной деструкции целевого продукта.

Технической задачей заявленного изобретения является получение хитозана из хитина ракообразных с высокой степенью деацетилирования при сохранении нативных свойств природного полимера, без разрыва его цепей по гликозидным связям.

Поставленная задача решается осуществлением способа получения хитозана из хитина ракообразных путем деацетилирования сырья предварительно охлажденным раствором щелочи, промывки и сушки, при этом деацетилирование проводят в три этапа, первый из которых ведут в течение 7 суток, а последующие - по 2 часа с термообработкой при температуре 55-59°С, причем промывку осуществляют после каждого этапа.

Выбранные режимы процесса деацетилирования - процесса отщепления ацетильных групп способствуют сохранению нативных свойств полимера без разрушения его цепей по гликозидным связям благодаря этапности процесса. Предварительное выдерживание суспензии в течение 7 суток облегчает доступ реагента (раствора щелочи) к структурным звеньям полимера, а использование температур, равных 55-59°С, позволяет снизить степень кристалличности хитина, аморфизировать его структуру, интенсифицировать процесс отщепления ацетильных групп и получить хитозан с высокой степенью деацетилирования.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно приготавливают 40%-ный раствор щелочи, присыпая сухую гидроокись натрия в требуемое количество холодной воды при непрерывном перемешивании до полного растворения. На первом этапе после охлаждения раствора щелочи в него загружают сухой хитин в соотношении раствор щелочи: хитин 7:1 и выдерживают 7 суток при температуре 18-20°С. Затем суспензию разделяют на твердую и жидкую части (щелочь); щелочь подкрепляют и направляют на повторное использование, а твердую часть промывают холодной водой до нейтральной реакции промывных вод и отжимают. На втором этапе влажный полуфабрикат заливают раствором щелочи той же концентрации, нагревают до температуры 55-59°С и выдерживают при периодическом перемешивании 2 часа. По истечении 2 часов суспензию разделяют и обрабатывают, как указано выше. Третий этап проводят аналогично второму, после чего хитозан промывают и сушат до содержания влаги 8-10%.

Полученный таким образом хитозан имеет высокую степень деацетилирования и сохраняет нативные свойства природного полимера (полисахарида).

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Для получения хитозана из хитина ракообразных в предварительно приготовленный и охлажденный до комнатной температуры 40%-ный раствор щелочи добавляют сухой хитин в соотношении раствор щелочи: хитин 7:1. На первом этапе полученную суспензию выдерживают при температуре 18°С 7 суток. Твердую часть отделяют, промывают водой до нейтральной реакции промывных вод, отжимают и снова приливают 40%-ный раствор щелочи. На втором этапе суспензию нагревают до температуры 57°С и выдерживают в течение 2 часов, после чего твердую часть отделяют, промывают водой и отжимают (центрифугируют). Третий этап аналогичен второму: влажный полуфабрикат заливают 40%-ным раствором щелочи, нагревают до температуры 55°С и выдерживают 2 часа. Затем хитозан отделяют от раствора щелочи, промывают водой до нейтральной реакции промывных вод, отжимают (центрифугируют) и сушат до содержания влаги - 8%. Полученный хитозан имеет высокую степень деацетилирования - 87%, высокую молекулярную массу - 500 кДа.

Пример 2. Аналогичен примеру 1, за исключением того, что хитин обрабатывают 50%-ным раствором щелочи. На первом этапе полученную суспензию выдерживают при температуре 18°С 7 суток. Твердую часть отделяют, промывают водой до нейтральной реакции промывных вод, отжимают и приливают 50%-ный раствор щелочи. На втором этапе суспензию нагревают до температуры 59°С и выдерживают в течение 2 часов, после чего твердую часть отделяют, промывают водой и отжимают. Третий этап аналогичен второму: влажный полуфабрикат заливают 50%-ным раствором щелочи, нагревают до температуры 58°С и выдерживают 2 часа.

Полученный хитозан имеет высокую степень деацетилирования - 92%, но низкую 300 кДа молекулярную массу за счет разрыва гликозидных связей и частичной деструкции полимера.

Пример 3. Аналогичен примеру 1, за исключением того, что продолжительность второго и третьего этапа сокращают до 1 часа. Полученный хитозан имеет низкую степень деацетилирования, равную 72%.

Способ получения хитозана из хитина ракообразных путем деацетилирования сырья предварительно охлажденным раствором щелочи, промывки и сушки, отличающийся тем, что деацетилирование проводят в три этапа, первый из которых ведут в течение 7 суток, а последующие - по 2 ч с термообработкой при температуре 55-59°С, причем промывку осуществляют после каждого этапа.