烟草科技/烟草化学 Tobacco Science & Technology 2002年第8期(总第181期)

    用毛细管气相色谱法测定甲壳素的纯度

    朱晓兰1 ,2

    ,夏文水1

    (1.江南大学 ,江苏省无锡市 214036 ;

    2.中国科学技术大学烟草研究中心 ,合肥市美菱大道121号 230052)

    【关键词】 甲壳素;气相色谱法;氨基葡萄糖盐酸盐

    【摘要】 主要探讨了甲壳素纯度的测定方法。先用盐酸将甲壳素水解 ,然后将得到的水解产物 ———

    氨基葡萄糖盐酸盐(GAH)进行衍生化 ,再用毛细管气相色谱法(cGC法)测定甲壳素的衍生物 ,并和比色

    法进行了比较。结果表明: cGC法是一种灵敏的测定甲壳素纯度的方法 ,而比色法所得结果比期望值

    低。

    【中图分类号】 TS426 【文献标识码】 B 【文章编号】 1002 - 0861(2002) 08 - 0028 - 05

    Determination Of Purity Of Chitin by Capillary Gas Chromatography

    ZHU XIAO2 LAN(1 ,2) and XIA WEN2SHUI(1)

    1. School of Food & Technology , Wuxi University of Light Industry , Wuxi , Jiangsu 214036 , China

    2. Tobacco Research Center of University of Science & Technology of China , Hefei 230052 , China

    Keywords : Chitin ; Gas Chromatography ; Derivatization ; Glucosamine

    Abstract : A method for determining the purity of chitin was mainly studied. First , a given amount of chitin was hy 2

    drolyzed in 8 mol/ L hydrochloride solution at 110℃for 4 hours , and then the resulting glucosamine hydrochloride

    was reacted with N ,O2bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide and 1 % trimethylchlorosilane in the hydroxylamine so2

    lution of pyridine at 70℃for 20 minutes , and its derivative was analyzed by gas chromatography with a capillary

    column. The gas chromatography method was also compared with a colorimetric method for determining chitin. The

    result indicated that the gas chromatography was more sensitive and accurate than the colorimetry.

    【作者简介】 朱晓兰(1972. 11 - ) ,女 ,学士 ,中国科学技术大学烟

    草研究中心工程师 ,江南大学在读硕士研究生 ,主要从事烟草

    化学和色谱分析研究。

    【收稿日期】 2001 - 11 - 06 【修回日期】 2002 - 05 - 10

    【责任编辑】 刘立全

    甲壳素又叫几丁(chitin) ,是一种线形氨基多糖 ,化学名为β- (1 ,4) - 2 - 乙酰氨基 - 2 - 脱氧 - D - 葡

    聚糖 ,广泛存在于节肢动物类的外壳中 ,也存在于真菌

    和藻类的细胞壁中。因此 ,甲壳素是一种十分丰富的

    极具潜在实用价值的自然资源 ,每年生物合成达 10 亿

    吨之多 ,在蟹、虾等水产品加工后的甲壳废弃物中甲壳

    素的含量达 10 %～30 %。甲壳素经脱乙酰化反应生

    成甲壳胺 (chitosan) ,又称壳聚糖 , 化学名为β- (1 ,4)

    - 2 - 氨基 - 2 - 脱氧 - D - 葡聚糖。甲壳素和甲壳胺

    经过盐酸水解均得到 D - 氨基葡萄糖盐酸盐( GAH) 。

    甲壳素、甲壳胺及其衍生物具有资源丰富、价格便宜、安全无毒等优点 ,在烟草、医药、食品、纺织、化妆品等

    领域均有广泛的应用前景[1 - 5 ]

    ,尤其是甲壳胺 ,在国内

    烟草行业中的应用已有 20 余年。由于以甲壳胺为主

    要原料制备的再造烟叶粘合剂生产出的再造烟叶具有

    色泽好、拉伸强度高、防水性能好、防霉和保香作用强

    等特点[1 ,2 ]

    ,均是其它粘合剂所不能比拟的 ,因此进入

    20世纪80年代后 ,甲壳胺类粘合剂在再造烟叶生产

    中得到了迅速的推广应用。但由于原料来源、生产工

    艺和制备条件不同 ,致使甲壳素产品的质量和性能存

    在很大差异。目前 ,工业上在应用甲壳素和壳聚糖时 ,往往以粘度作为其主要质量指标[1 ,2 ]

    ,实际上 ,样品的

    纯度和脱乙酰度是更为重要的 2 项化学质量指标 ,因

    而甲壳素和壳聚糖纯度的测定就显得较为重要。由于

    甲壳素、壳聚糖都属于天然高分子化合物 ,分子量通常

    在几十万以上 ,因此 ,目前主要采用降解的方法进行分

    82析。降解法大致可分为3种:酶解法、酸解法和氧化降

    解法[6 - 11 ]。其降解产物多采用比色法[9 ,11 ]

    进行分析。

    但由于比色法准确性不高 ,因此有必要开发一种新的

    可准确测定氨基葡萄糖乃至甲壳素纯度的分析方法。

    毛细管气相色谱法(cGC)因分析速度快、分离度

    好、灵敏度高 ,在分析中受到普遍重视。本实验采用

    cGC法测定了甲壳素水解产物 ———GAH的衍生物 ,同

    时还对甲壳素中残留的其他糖类进行了分析 ,并对甲

    壳素的酸解、气相色谱法和比色法测定 D - 氨基葡萄

    糖的条件进行了探讨与比较。

    3 电位滴定法测定甲壳素样品的脱乙酰度(DD) :

    准确称取0. 5 g甲壳素或壳聚糖样品于 100 mL 小烧杯中,加入 30

    mL 0. 1 mol/ L 盐酸溶液,待样品溶解(甲壳素样品部分溶解)后,用 0. 1

    mol/ L NaOH溶液回滴过量 HCl ,作pH - V(NaOH)曲线,用三切线法确定

    终点,按下式计算DD:

    ( - NH2) =

    (C1V1 - C2V2) × 16

    m × 100 %

    DD =

    203×( - NH2)

    16 + 42 ( - NH2)

    × 100 %

    式中: ( - NH2) ———游离氨基含量;C1———HCl 标准液浓度(mol/ L) ;

    V1———HCl 标准液体积(mL) ;C2——— NaOH标准液浓度(mol/ L) ;V2———

    NaOH标准液体积(mL) ;m———扣除水分后样品质量(g) 。

    1 实验部分

    1. 1 仪器与设备

    Auto System气相色谱仪(美国 PE公司) 、 TurboMass

    气/质联用仪、 λ- Ⅱ型分光光度计、高压反应釜、高速

    离心机、真空烘箱、粉碎机、马弗炉、 AB - 250 型电子天

    平(感量:0. 00001g ,美国Denver 公司) 、恒温水浴锅、酸

    式/碱式滴定管、微量移液器、衍生化小瓶等 ......