Совершенствование технологии получения D(+)-глюкозамина на основании изучения кинетических закономерностей кислотного гидролиза хитина

• Автор: Долгопятова, Наталия Владимировна
• Шифр специальности: 05.18.04, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Хитинсодержащее сырье.

1.2. Технологии переработки хитинсодержащего сырья И

1.2.1. Получение хитина и хитозана.

1.2.2. Получение мономеров хитина и хитозана ЫацетилОглю

козамина и Оглюкозамина.

1.3. Строение хитина и хитозана

1.4. Закономерности химического гидролиза хитина и хитозана

1.5. Химический гидролиз мономеров хитина и хитозана.

1.6 Выводы. Постановка задачи исследований
Глава 2. Объекты и методы исследования.
2.1. Характеристика объектов исследования
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Анализ хитинсодержащего сырья на содержание примесей
2.2.2. Получение Пглюкозамина гидрохлорида.
2.2.3. Ацетилирование хитина и Оглюкозамина.
2.2.4. Карбоксиметилирование хитина
2.2.5. Определение молекулярной массы полисахаридов
2.2.5.1. Определение молекулярной массы хитозана
вискозимстрическим методом.
Определение молекулярной массы карбоксиметильных
производных хитина методом ВЭЖХ
2.2.6. Количественное определение суммарного содержания восстанавливающих сахаров
2.2.7. Количественное определение ЫацетилОглюкозамина
2.2.8. Определение степени деацетилирования хитина и хитозана
2.2.8.1. Метод потенциометрического титрования.
2.2.8.2. Метод инфракрасной спектроскопии
2.2.9. Определение степени кристалличности хитина и хитозана
2.2 Математическая обработка процесса получения
0глюкозамина гидрохлорида кислотным гидролизом хитина.
Глава 3. Результаты и их обсуждение.
3.1. Изучение кислотной деструкции и деполимеризации хитина.
3.1.1. Изучение взаимных связей степени деацетилирования, молекулярной массы и степени кристалличности хитинахитозана
3.1.2. Влияние степени ионизации и нуклеофильносги кислот на
кинетику деструкции хитина.
3.2. Влияние силы кислот на гидролиз мономера хитина
ацетилОглюкозам ина
3.2.1. Обсуждение количественных закономерностей кислотного
деацетилирования хитина и МацетилОглюкозамина
3.3. Влияние степени деацетилирования на скорость кислотной
деструкции хитина и хитозана и выход Пглюкозамина гидрохлорида
Глава 4. Совершенствование технологии получения
0глкжозамина гидрохлорида.
4.1. Обоснование рационального режима технологии получения
0ьглюкозамина гидрохлорида
4.2. Технология получения 0глкжозамина гидрохлорида и
его характеристика
4.3. Расчет экономической эффективности разработанной технологии получения 0глюкозамина гидрохлорида
Выводы.
Литература


Перечисленные способы получения хитина относятся к разновидностям традиционного кислотно-щелочного способа и имеют различия только в последовательности проведения стадий депротеинизации и деминерализации, в режимах обработки и используемых реагентах. Достойнствами химического способа получения хитина являются высокие степени депротеинизации и деминерализации хитина, относительная доступность и невысокая стоимость реагентов, небольшое время обработки сырья. К недостаткам химического способа относятся необходимость обработки исходного сырья в агрессивных средах, что требует специального, стойкого к коррозии оборудования, создания специализированных участков хранения и приготовления растворов кислот и щелочей. Кроме того, белок, выделенный из щелочных и кислотных гидролизатов, содержит значительное количество соли, что ограничивает область его применения и снижает питательную ценность. Биотехнологические методы позволяют провести обработку панцирьсодержащего сырья при более мягких условиях, а также совместить несколько операций, что значительно упрощает процесс. Получаемые при этом белковые продукты практически не содержат хлорида натрия, присутствие которого неизбежно при использовании кислотно-щелочных методов. Существующие в настоящее время технологические схемы переработки панциря промысловых крабов [] предусматривают его сушку при 0-0 °С в соответствии с режимами изготовления рыбной муки на судовых и береговых рыбомукомольных установках. Такая высокотемпературная обработка снижает качество хитина, который подвергается уплотнению, ороговению и требует более жестких режимов очистки. Это, в свою очередь, усложняет технологический процесс и отрицательно сказывается на качестве получаемых полисахаридов и белковых продуктов. В работе [] научно обосновано и экспериментально подтверждено преимущество получения хитина и хигозана с применением биотехнологических методов по сравнению с широко применяемой кислотно-щелочной схемой обработки. Определены параметры процессов депротеинирования и деминерализации ХСС с применением ферментных препаратов микробиологического и животного происхождения при различных значениях pH, установлены рациональные значения температурно-временных параметров процесса с учетом степени депротеинирования и деминерализации хитина в условиях воздействия ингибирующих факторов. Способы, предполагающие применение ферментов и ферментных препаратов микробиологического и животного происхождения являются более эффективными для достижения более высокой степени. Полученный таким образом хитин не содержит золы, а остаточное содержание белка составляет 5-8%. К достоинствам биотехнологических методов относятся снижение агрессивность реакционной среды, что позволяет сохранить в наибольшей степени нативные свойства хитина и белка и обеспечить отсутствие хлорида натрия в продуктах, в отличие от случаев применения кислотно-щелочных растворов, увеличение срока службы оборудование и уменьшение затрат на него, упрощение процесса за счет совмещение нескольких операций при использовании рядя ферментов, возможность осуществлять производство хитина непосредственно в месте вылова сырья в судовых условиях. К недостаткам биотехнологических методов относятся неполное удалении белка панциря (до %), что может отрицательно сказаться в дальнейшем на качестве хитина и его модификаций, многосгадийность и длительность обработки, использование дорогостоящих ферментов или штаммов бактерий, необходимость обеспечения стерильности производства'[1. Электрохимический способ позволяет в одном технологическом процессе получать хитин достаточно высокой степени очистки и ценные в пищевом отношении белок и липиды. Электрохимический способ получения хитина заключается в проведении стадий депротеинизации, деминерализации и обесцвечивания ПСС в виде водно-солевой суспензии в электролизерах под действием электромагнитного поля, направленного потока ионов, образующихся в результате электролиза воды и ряда низкомолекулярных продуктов, обусловливающих кислую и щелочную реакцию среды и ее окислительновосстановительный потенциал соответственно.