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基本信息
- 項目名稱：
- 蜣螂藥渣中殼聚糖、黑色素的回收與利用
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本項目利用蜣螂提取多肽后的藥渣制備了優(yōu)質(zhì)的殼聚糖，經(jīng)ICP-OES、XRD、IR等表征，發(fā)現(xiàn)蜣螂殼聚糖優(yōu)于市售蝦殼聚糖，并對其作為直腸粘附給藥系統(tǒng)的凝膠基質(zhì)與結(jié)腸定位釋放片的包衣材料進(jìn)行考察，結(jié)果表明，以蜣螂殼聚糖作為粘附性輔料，性能優(yōu)良，效果較好；同時，回收甲殼素生產(chǎn)中的廢棄酸液與廢堿液制備黑色素，經(jīng)紅外表征，其結(jié)構(gòu)類似人發(fā)黑色素，將其與殼聚糖合用為染發(fā)劑，染色效果較好，可行性強(qiáng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項目采用酸堿法回收了蜣螂提取多肽后藥渣的甲殼素，并制備了殼聚糖，通過紅外光譜、X射線衍射、ICP-OES原子發(fā)射光譜等的系統(tǒng)表征與成本效益分析，比較了蜣螂殼聚糖與市售蝦殼聚糖的優(yōu)劣，結(jié)果蜣螂殼聚糖在殘留灰分、粘度、色澤、脫乙酰度、結(jié)晶性、重金屬和As含量等方面均優(yōu)于蝦殼聚糖，且成本較低，通過對蜣螂殼聚糖作為直腸粘附給藥系統(tǒng)的粘附性輔料與利用殼聚糖作為包衣材料制備結(jié)腸定位粘附片的研究，發(fā)現(xiàn)蜣螂殼聚糖作為藥用輔料，性能優(yōu)良。同時，本項目利用甲殼素制備過程中的廢酸液廢堿液提取了黑色素，通過紫外光譜、紅外光譜等對其進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)蜣螂黑色素和人頭發(fā)黑色素的結(jié)構(gòu)類似，因此，進(jìn)行蜣螂黑色素染發(fā)的研究，結(jié)果染色效果較好。通過上述蜣螂殼聚糖與黑色素的系統(tǒng)制備與初步應(yīng)用研究，將為昆蟲類資源的綜合利用提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐，促進(jìn)昆蟲類中藥資源的可持續(xù)發(fā)展。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本實驗收集蜣螂多肽提取后的藥渣，先經(jīng)正交試驗得出脫色、脫脂、脫乙酰的最優(yōu)工藝，制取殼聚糖，并從脫乙酰度、黏度、重金屬、含砷量、成本等方面對比市售蝦殼聚糖。而后制備蜣螂殼聚糖包衣的多肽結(jié)腸定位釋放片、殼聚糖直腸凝膠劑的粘附劑。同時，收集甲殼素生產(chǎn)過程中的廢棄酸堿液，制備黑色素，利用紅外、紫外光譜表征蜣螂黑色素，并與人發(fā)黑色素進(jìn)行比對，開展蜣螂黑色素染發(fā)劑的研究。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 回收利用蜣螂提多肽后的藥渣，為中藥藥渣的回收利用起示范作用――思路創(chuàng)新；采用XRD、IR、ICP-OES等檢測技術(shù)對殼聚糖與黑色素進(jìn)行表征――技術(shù)創(chuàng)新；將殼聚糖用作BDDS的粘附性輔料，并將其與黑色素合用作為染發(fā)材料――應(yīng)用創(chuàng)新。為國家自然科學(xué)基金（批準(zhǔn)號：30902005）后續(xù)創(chuàng)新藥物的研制奠定基礎(chǔ)，為項目成果的應(yīng)用與轉(zhuǎn)化提供了有力的科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支撐。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本課題組充分利用廢棄的蜣螂藥渣以及甲殼素生產(chǎn)過程中的廢棄酸堿液，避免了藥渣以及廢酸液廢堿液直接排入環(huán)境造成的污染，真正體現(xiàn)了低碳環(huán)保的時代理念。 回收殼聚糖與黑色素，減少了多肽藥物的生產(chǎn)成本，其中甲殼素占原藥材的15％，黑色素占原藥材的17％。經(jīng)初步估計，每千克藥材制備多肽藥可增收100余元。 本研究為昆蟲藥物的綜合利用起到了示范作用，將推動昆蟲養(yǎng)殖的發(fā)展以及昆蟲資源的開發(fā)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 蜣螂所含多肽是治療良性前列腺增生癥的有效部位，提取多肽后的藥渣若棄去，不僅污染環(huán)境，而且浪費資源。前期研究發(fā)現(xiàn)，蜣螂藥渣中含有大量的甲殼素和黑色素，因此，本項目采用酸堿法回收了蜣螂藥渣中的甲殼素，并制備了殼聚糖，通過紅外光譜、X射線衍射、ICP-OES等的系統(tǒng)表征與成本效益分析，比較了蜣螂殼聚糖與市售蝦殼聚糖的優(yōu)劣，結(jié)果蜣螂殼聚糖在殘留灰分、粘度、色澤、脫乙酰度、結(jié)晶性、重金屬含量等方面優(yōu)于蝦殼聚糖，且成本較低，通過對蜣螂殼聚糖作為粘附給藥系統(tǒng)輔料的適宜性的初步考察，發(fā)現(xiàn)其性質(zhì)優(yōu)良，適合作粘附性輔料。同時，本項目利用甲殼素制備過程中的廢酸液廢堿液提取了黑色素，通過紫外光譜、紅外光譜等對其進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)蜣螂黑色素和人頭發(fā)黑色素的結(jié)構(gòu)類似，因此，進(jìn)行了蜣螂黑色素染發(fā)的研究，結(jié)果染色效果較好，但工藝有待優(yōu)化。通過上述蜣螂殼聚糖與黑色素的系統(tǒng)制備與初步應(yīng)用研究，將為昆蟲類資源的綜合利用提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐，促進(jìn)昆蟲類中藥資源的可持續(xù)發(fā)展。
獲獎情況
- 2011年6月11日第十一屆“挑戰(zhàn)杯”某省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- [1] 車小瓊, 孫慶申, 趙 凱.甲殼素和殼聚糖作為天然生物高分子材料的研究進(jìn)展[J].高分子通報,2008,2:45-49. [2] Kolloas N. Sayrc RM, Zeise L, et al. New trends in photobiology: Photoprotection by melanin [J]. J Photoch Photobiol B,1991,9(2):135-160. [3] 林 霖.烏骨雞多肽產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)及其黑色素提取和含量測定研究[D]. 南昌大學(xué),2007,5-6. [4] 羅 曄,唐大川,羅海燕.殼聚糖在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].海峽藥學(xué), 2009,21(5):12-17. [5] 張沙艷,胡春霞.毛發(fā)中黑色素的提取和利用[J].遼寧師專學(xué)報,2003,5(3):95-96. [6] 應(yīng) 超. 黑色食品中黑色素的研究現(xiàn)狀[J].科學(xué)教育,2010,16(1):96. [7] 趙肅清,孫遠(yuǎn)明,蔡燕飛.天然黑色素的研究進(jìn)展[J].廣州食品工業(yè)科技,2009,17(3):54-55. [8] 龐景貴,郭金龍.甲殼素的應(yīng)用范圍及開發(fā)前景[J].飼料研究,2008, (5):9-13. [9] 朱洪紅,吳大洋.蠶蛹甲殼素及其功能性產(chǎn)品開發(fā)前景[J].中國蠶業(yè), 2007,78(4):4-7. [10] 王香愛,陳養(yǎng)民,王淑榮.殼聚糖的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J].應(yīng)用化工, 2007,36(11):1134-1137.
同類課題研究水平概述
- 1 殼聚糖的研究現(xiàn)狀 殼聚糖（Chitosan）是由甲殼素經(jīng)濃堿水解脫乙酰基后生成的產(chǎn)物，殼聚糖中的自由氨基以及它的高結(jié)晶性，使其能溶于酸，而不溶于堿和絕大數(shù)有機(jī)溶劑。同時殼聚糖無毒、無刺激性，具良好的生物相容性、生物可降解性，以及高的電荷密度，因而被作為一種新型的天然生物材料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、飼料、農(nóng)業(yè)、環(huán)保和生物技術(shù)等各領(lǐng)域，尤其在免疫緩釋技術(shù)方面的應(yīng)用引起了人們的極大關(guān)注，是一種良好的藥物釋放載體。 2動物中黑色素的研究現(xiàn)狀 目前，國內(nèi)對動物黑色素的研究主要集中在來自烏骨雞、蝌蚪、黑泥鰍皮、人體毛發(fā)、烏賊墨中的黑色素，這些研究大多局限在對動物黑色素物理性質(zhì)及一些抗氧化清除自由基性質(zhì)的研究。昆蟲是地球上最大的未被利用的資源，但是針對對昆蟲黑色素的研究很少，從昆蟲中提取黑色素更是少見。 3蜣螂甲殼素提取過程中黑色素的回收研究現(xiàn)狀 昆蟲中甲殼素資源越來越得到研究者的重視，目前對蜣螂中甲殼素的提取研究也逐漸興起。王敦等人以臭蜣螂為材料進(jìn)行了提取甲殼素和制取殼聚糖的工藝和理化特性研究。但是在提取甲殼素過程中產(chǎn)生的廢酸液廢堿液都被排入環(huán)境造成污染，而且降低了藥材利用率，提高了成本。實際上，在廢酸液廢堿液中存在著大量的蜣螂黑色素，目前國內(nèi)還沒有研究者回收這些黑色素，更沒有對蜣螂黑色素研究加以利用實例，造成了很大的浪費。 4天然染發(fā)劑的研究現(xiàn)狀 目前，市面上流行的染色劑大多是有機(jī)合成的偶氮類化合物，具有很大的危害性。而天然染發(fā)劑因為無毒、環(huán)保等特點已經(jīng)引起了研究者們的注意，但這些天然染發(fā)劑大多局限于植物中天然成分如沒食子酸、丹寧酸、蘇木精等，也有少量的把動物黑色素應(yīng)用于天然染發(fā)劑的研究，如從毛發(fā)中提取黑色素應(yīng)用于染發(fā)劑，具有色澤鮮艷自然、無毒無害、和頭發(fā)親和力相近等優(yōu)點。但是這些染發(fā)劑大多成本高，不易于大量生產(chǎn)。昆蟲是當(dāng)今地球上未被利用的最大生物資源，如果能將昆蟲黑色素應(yīng)用于天然染發(fā)劑，將會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，體現(xiàn)低碳環(huán)保的時代理念。
