壳聚糖脱乙酰度两种测定方法的比较

1、第28卷第2期2009年6月武 汉 工 业 学 院 学 报Journa l o f W uhan P olytechn i c U n i versity V o l 28N o 2J un 2009收稿日期:2009 02 17.作者简介:赵颖(1978 ,女,硕士研究生,E m a:i y i ng91203163.co m.文章编号:1009 4881(200902 0015 03DO I :10.3969/.j issn .1009 4881.2009.02.004壳聚糖脱乙酰度两种测定方法的比较赵 颖1,杨 琰2,卢 实2,张红菱1(1.武汉工业学院生物与制药工程学院,湖北武汉430

2、023;2.华中科技大学同济医学院协和医院,湖北武汉430030摘 要:采用酸碱指示剂滴定法和线性电位滴定法测定壳聚糖的脱乙酰度,结果表明线性电位滴定法比酸碱指示剂滴定法能更好地避免人为误差,具有较高的准确性和精密度,而且操作简单。关键词:壳聚糖;脱乙酰度;酸碱指示剂滴定法;线性电位滴定法中图分类号:Q 539 文献标识码:ACompari s on of t w o chitosan deacetyl a tion degr ee det erm i n ati o nZ HAO Ying 1,Y ANG Yan 2,LU Shi 2,Z HANG H ong ling1(1.Depart

3、m ent of B io l o g ica l and Phar m aceutical Eng ineeri n g ,W uhan Po l y technic University ,W uhan 430023,China ;2.Un i o n H ospita,l Tong jiM ed ical Co llege ,H uazhong Un iversity of Science and Techno l o gy ,W uhan 430030,Ch i n aAbstrac:t The degree of deacety lation o f chitosan is dete

4、r m ined by ac i d base titrati o n and linear poten ti o m etric titration .The resu lts sho w that the li n ear potentio m etr i c titration is better to avo id hu m an error w ith high accuracy and precision than the acid base titration and it is si m ple .Key wor ds :chitosan;deacety lation degr

5、ee ;acid base titration ;li n ear potentio m etric titration 壳聚糖为天然多糖甲壳素的N 脱乙酰基的产物,其化学名为 (1,4 2 氨基 2 脱氧 D 葡聚糖,具有抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等多种生理功能,且具有良好的细胞亲和性、组织相容性和生物可降解性,广泛应用于食品、医药、纺织、农业和其它日用化学工业。壳聚糖的脱乙酰度(Degree of Deace tylati o n ,缩写为D .D .,是指壳聚糖分子中脱除乙酰基的糖残基数占壳聚糖分子中总的糖残基数的百分数。壳聚糖脱乙酰度的高低,直接关系到它在稀酸中的溶解能力、黏度、离子交

6、换能力,是一项极为重要的技术指标。壳聚糖脱乙酰度的测定方法很多,如碱量法(包括酸碱滴定法、电位滴定法、氢溴酸盐法等、红外光谱法、折光指数法、胶体滴定法、热分析法、气相色谱法、元素分析法、紫外光谱一阶导数法、紫外光谱法、苦味酸分光光度法等。常用的是酸碱滴定法、红外光谱法、电位滴定法等1。本实验采用酸碱指示剂滴定法和线性电位滴定法测定壳聚糖的脱乙酰度,比较两种方法的准确性和精密度。1 主要仪器与试剂分析天平(AL204型、集热式恒温加热磁力搅拌器(DF 101S 型、赛多利斯酸度计(PB 10型、恒温干燥箱、碱式滴定管。壳聚糖(浙江金壳生物化学有限公司, =50.3 10-3Pa S ,脱乙酰度6

7、9.30%、盐酸标准溶液(0.08687m o l/L 、氢氧化钠标准溶液(0.108587m ol/L、甲基橙指示剂等,上述所用试剂均为分析纯。武 汉 工 业 学 院 学 报2009年2 实验方法2.1 酸碱指示剂滴定法准确称取0.25g干燥至恒重的壳聚糖置于250mL三角瓶中,加入20mL0.1m o l/L盐酸标准溶液,室温下磁力搅拌1h至全溶,加入10mL蒸馏水稀释,滴加3滴1%甲基橙指示剂。在磁力搅拌下,用0.1m o l/L氢氧化钠标准溶液滴定,当溶液由红色变为黄色时即为滴定终点2。重复测定3次取平均值,按以下公式计算脱乙酰度:NH2%=(C1V1-C2V20.016G100.(1

8、式中C1!盐酸标准溶液的浓度(m ol/L;C2!氢氧化钠标准溶液的浓度(m ol/L;V1!加入的盐酸标准溶液的体积(m L;V2!滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积(mL;G!样品质量(g;0.016!与1mL,1m ol/L盐酸溶液相当的氨基量(g。脱乙酰度(D.D./%=NH2%9.94%100.(22.2 线性电位滴定法3准确称取0.25g干燥至恒重的壳聚糖于100m L 烧杯中,加入蒸馏水10.00mL及0.1m ol/L标准HC l溶液20.00mL,室温下磁力搅拌0.5h溶解。在磁力搅拌下用0.1m ol/L标准Na OH溶液滴定。根据样品量多少,加入24mL滴定液后开始测定,而后

9、每加入1mL测定一次pH值。测定4点左右即可。用以下函数式计算出f(V:f(V=V+VNB(H+-OH-.(3式中V!被滴定液的体积(mL;V!滴定液的体积(mL;NB!氢氧化钠标准溶液的浓度(m o l/L;H+!H+的浓度;OH-!OH-的浓度。以f(V为纵坐标,V为横坐标作图,直线外推与横坐标相交为等当点时所用的氢氧化钠标准溶液的体积Ve,按下式计算壳聚糖脱乙酰度:脱乙酰度(D.D.%=(NAVA-NBVeW161 100.(4式中:NA!盐酸标准溶液的浓度(m ol/L;VA!加入的盐酸标准溶液的体积(mL;NB !氢氧化钠标准溶液的浓度(m o l/L;Ve!滴定消耗的氢氧化钠标准溶

10、液体积(mL;W!样品质量(m g;161!壳聚糖中氨基葡萄糖链节分子量。3 结果与分析3.1 酸碱指示剂滴定法测定结果酸碱指示剂滴定法测定壳聚糖的脱乙酰度结果如表1所示。实验结果显示,壳聚糖脱乙酰度的平均值为68.87%,相对标准偏差为0.5881%。因计算公式中理论氨基含量#的来源是0.0994(16/161,161为壳聚糖残基的平均分子量,但大多数壳聚糖的脱乙酰度均低于100%,其壳聚糖残基的平均分子量均大于161,因此其氨基含量值均小于0.0994,导致理论上计算的结果偏低4。而且,由于甲基橙在胶体溶液中变色不够明显,使滴定终点较难判断,造成较大误差1。表1 酸碱指示剂滴定法测定结果样

11、品序号样品质量/gV2/mL D.D./%平均值D.D./%RSD/%10.25046.268.4120.25026.169.1668.870.588130.25066.169.053.2 线性电位滴定法测定结果线性电位滴定法根据样品的多少,在加入24mL N a OH溶液后开始测定p H值,以后每加入1mL测定一次p H值,测定4个点即可,然后将测得的p H值和所消耗的Na OH溶液的体积V(mL代入公式(3计算出f(V值(表2。表2 线性电位滴定法的Vf(V样品1样品2样品3V/mL p H f(VV/mL p H f(VV/mL p H f(V3.002.281.593.002.271.

12、633.002.371.304.002.461.094.002.461.094.002.550.885.002.760.565.002.760.565.002.850.466.003.910.046.004.010.036.004.080.03以f(V为纵坐标,滴定消耗N a OH溶液V(mL为横坐标作图,从线性相关系数可以看出,线性较好(r=-0.9999(图1。直线外推与横坐标相交为等当点时所用的氢氧化钠标准溶液的体积Ve,按公式(4计算壳聚糖脱乙酰度。结果显示:壳聚糖脱乙酰度的平均值为69.34%,相对标准偏差为0.1875%(表3,小于酸碱指示剂滴定法的结果偏差。162期赵颖,杨琰,卢

13、实,等:壳聚糖脱乙酰度两种测定方法的比较线性电位滴定法的特点是滴定时在等当点附近不必逐点进行测定,只要在等当点前测定几个数据能判断终点附近的趋势即可;而且这些测量的点可以离开等当点较远,这样可以避免等当点时沉淀的形成对测定的干扰。滴定曲线不再是S 形的,而是一条直线,这样可避免在曲线上寻找等当点所带来的人为误差3。 图1 样品1(W =250.1m g线性法滴定直线表3 线性电位滴定法测定结果样品序号样品质量/m g V e /mL D.D./%平均值D.D ./%R SD /%1250.16.0869.342250.46.0569.4769.340.18753250.66.0869.214

14、结论从以上实验可比较出,线性电位滴定法比酸碱指示剂滴定法能更好地避免人为误差,具有较高的准确性和精密度,而且测定时间短,更适用于生产中产品质量控制的检测。参考文献:1 蒋挺大.壳聚糖M .北京:化学工业出版社,2007.2 吴京平.壳聚糖脱乙酰度酸碱滴定测定法的初步改进J.北京联合大学学报(自然科学版,2003,17(3:52 56.3 柯火仲,陈庆绸.线性法电位滴定壳聚糖J.化学通报,1990(10:44 46.4 徐文峰,廖晓玲.碱量法测定壳聚糖脱乙酰度的研究J.分析实验室,2008,27:218 221.(上接第14页集中,9000D 左右的达90%以上。为获得更低分子量的水解胶原蛋白可考虑进一步改善酶解条件和采用多酶复合水解。参考文献:1 王彩理,朱伯清.鱼鳞胶及其在食品上的应用J.北京水产,2004,2:32 33.2 将挺大.胶原与胶原蛋白M .北京:化学工业出版社,