CN107058420A - 一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法 - Google Patents

一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，包括以下步骤：1)以甲壳素为原料，溶于水中，不断搅拌，氢氧化钠溶液调pH至8.5，50℃，加入甲壳素脱乙酰酶，恒温反应6小时，得壳聚糖溶液；2)加盐酸调pH至5.5，加壳聚糖酶和纤维素酶，50℃恒温搅拌2小时，得壳寡糖溶液；3)调pH至碱性，得到未降解的壳聚糖残渣和已降解的壳寡糖溶液，所述未降解的壳聚糖残渣进行过滤，返入下一批反应中；4)所述已降解的壳聚糖溶液蒸馏浓缩，得浓缩液，加酒精，过滤，烘干，得壳寡糖。本发明的制备方法，反应条件简单，步骤少；效率高，利于工业大规模生产；得到较纯的壳寡糖产物。

Description

一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法
技术领域
本发明属于生物技术领域，特别涉及一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法。
背景技术
寡糖又叫壳聚寡糖、低聚壳聚糖，是将壳聚糖经特殊的生物酶技术(也有使用化学降解、微波降解技术的报道)降解得到的一种聚合度在2～20之间寡糖产品，分子量≤3200Da，是水溶性较好、功能作用大、生物活性高的低分子量产品。它具有壳聚糖所没有的较高溶解度，全溶于水，容易被生物体吸收利用等诸多独特的功能。
目前，制备壳寡糖的方法包括以下步骤：用甲壳素制备壳寡糖，将甲壳素加到50％的浓氢氧化钠中，加热煮4-6小时，用水洗至中性，过滤得到壳聚糖，再将壳聚糖溶解于稀酸中，用碱调节pH至5-6，加入酶在合适的温度下搅拌得到壳寡糖溶液。
上述步骤的不足之处：原料甲壳素要先由甲壳素脱乙酰得到壳聚糖，不能一步到位的生产出壳寡糖，步骤多，而若是以壳聚糖为原料则过于昂贵；生产过程中要经过多次过滤洗涤，步骤繁琐，使用了大量酸碱无法回收，增加了生产成本且会造成环境污染；生产出的壳寡糖溶液中还有未反应完全的长链多糖，产物不纯。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，反应条件简单，步骤少；用酶的方法绿色环保效率高，有利于工业大规模生产；得到较纯的壳寡糖产物；而滤出未降解的壳多糖还可以加入到下一批反应中继续反应。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，所述方法包括以下步骤：
1)以甲壳素为原料，溶于水中，不断搅拌，氢氧化钠溶液调pH至8.5，50℃，加入甲壳素脱乙酰酶，恒温反应6小时，得壳聚糖溶液；
2)加盐酸调pH至5.5，加壳聚糖酶和纤维素酶，50℃恒温搅拌2小时，得壳寡糖溶液；
3)调pH至碱性，得到未降解的壳聚糖残渣和已降解的壳寡糖溶液，所述未降解的壳聚糖残渣进行过滤，返入下一批反应中；
4)所述已降解的壳聚糖溶液蒸馏浓缩，得浓缩液，加酒精，过滤，烘干，得壳寡糖。
上述的一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，步骤1)中所述甲壳素与甲壳素脱乙酰酶质量比为100∶0.1。
上述的一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，步骤2)中所述壳聚糖酶与所述纤维素酶的质量比为1∶1，所述甲壳素与壳聚糖酶质量比为100∶0.1。
上述的一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，步骤4)中所述浓缩液的体积与所述壳聚糖溶液的体积比为20∶100。
上述的一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，步骤4)中所述酒精的体积与所述浓缩液的体积比为3∶1。
与现有技术相比，本发明提供的一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，达到了如下效果：将甲壳素直接制成壳寡糖，反应条件简单，步骤少；用酶的方法绿色环保效率高，有利于工业大规模生产；利用壳寡糖在碱性溶液中可溶，而长链糖在碱性溶液中不溶的性质进行过滤去除得到的产物较纯；而滤出未反应完全的壳多糖还可以加入到下一批反应中继续反应；本发明重现性好，适用于工业化生产。
以下便结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使技术方案更易于理解、掌握。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得，下面实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本专利保护范围中。
实施例一
1)称取100g甲壳素，溶于1L水中，50℃水浴，不断搅拌，用10％浓度氢氧化钠溶液调pH至8.5，加入0.1g甲壳素脱乙酰酶，恒温反应6小时，得壳聚糖溶液；
2)加31％盐酸调pH至5.5，可见大部分壳聚糖沉淀溶于水中，形成高粘度溶液，加入壳聚糖酶0.1g和纤维素酶0.1g，50℃水浴恒温搅拌2小时，得壳寡糖溶液；
3)加入10％氢氧化钠调pH至8.2，过滤，得到未降解的壳聚糖残渣和已降解的壳聚糖溶液，此时已降解的壳聚糖溶液为淡黄色澄清液体，上述未降解的壳聚糖残渣进行过滤，加入到下一批制备方法步骤2)中，循环往返，以提高壳寡糖的产率；
4)蒸馏浓缩至已降解的壳聚糖溶液的20％，得浓缩液，加入与所述3倍体积浓缩液的酒精使壳寡糖析出，再用酒精洗涤一次后过滤烘干粉碎，得壳寡糖，密封包装储存。
本实施例的壳寡糖，外观呈浅黄色粉末，分子量3500，纯度＞95％，脱乙酰度90.5％，灰分＜1％，收率85.3％。
实施例二
1)称取100g甲壳素，溶于1L水中，50℃水浴，不断搅拌，用10％浓度氢氧化钠溶液调pH至8.5，加入0.1g甲壳素脱乙酰酶，恒温反应6小时，得壳聚糖溶液；
2)加31％盐酸调pH至5.5，可见大部分壳聚糖沉淀溶于水中，形成高粘度溶液，加入壳聚糖酶0.1g和纤维素酶0.1g，50℃水浴恒温搅拌2小时，得壳寡糖溶液；
3)加入10％氢氧化钠调pH至8，过滤，得到未降解的壳聚糖残渣和已降解的壳聚糖溶液，此时已降解的壳聚糖溶液为淡黄色澄清液体，上述未降解的壳聚糖残渣进行过滤，加入到下一批制备方法步骤2)中，循环往返，以提高壳寡糖的产率；
4)蒸馏浓缩至已降解的壳聚糖溶液的20％，得浓缩液，加入与所述3倍体积浓缩液的酒精使壳寡糖析出，再用酒精洗涤一次后过滤烘干粉碎，得壳寡糖，密封包装储存。
本实施例的壳寡糖，外观呈浅黄色粉末，分子量3500，纯度＞95％，脱乙酰度91％，灰分＜1％，收率86％。
实施例三
1)称取100g甲壳素，溶于1L水中，50℃水浴，不断搅拌，用10％浓度氢氧化钠溶液调pH至8.5，加入0.1g甲壳素脱乙酰酶，恒温反应6小时，得壳聚糖溶液；
2)加31％盐酸调pH至5.5，可见大部分壳聚糖沉淀溶于水中，形成高粘度溶液，加入壳聚糖酶0.1g和纤维素酶0.1g，50℃水浴恒温搅拌2小时，得壳寡糖溶液；
3)加入10％氢氧化钠调pH至8.5，过滤，得到未降解的壳聚糖残渣和已降解的壳聚糖溶液，此时已降解的壳聚糖溶液为淡黄色澄清液体，上述未降解的壳聚糖残渣进行过滤，加入到下一批制备方法步骤2)中，循环往返，以提高壳寡糖的产率；
4)蒸馏浓缩至已降解的壳聚糖溶液的20％，得浓缩液，加入与所述3倍体积浓缩液的酒精使壳寡糖析出，再用酒精洗涤一次后过滤烘干粉碎，得壳寡糖，密封包装储存。
本实施例的壳寡糖，外观呈白色粉末，分子量3450，纯度＞95％，脱乙酰度90.8％，灰分＜1％，收率84.8％。
实施例四
1)称取100g甲壳素，溶于1L水中，50℃水浴，不断搅拌，用10％浓度氢氧化钠溶液调pH至8.5，加入0.1g甲壳素脱乙酰酶，恒温反应6小时，得壳聚糖溶液；
2)加31％盐酸调pH至5.5，可见大部分壳聚糖沉淀溶于水中，形成高粘度溶液，加入壳聚糖酶0.1g和纤维素酶0.1g，50℃水浴恒温搅拌2小时，得壳寡糖溶液；
3)加入10％氢氧化钠调pH至8.5，过滤，得到未降解的壳聚糖残渣和已降解的壳聚糖溶液，此时已降解的壳聚糖溶液为淡黄色澄清液体，上述未降解的壳聚糖残渣进行过滤，加入到下一批制备方法步骤2)中，循环往返，以提高壳寡糖的产率；
4)蒸馏浓缩至已降解的壳聚糖溶液的20％，得浓缩液，加入与所述3倍体积浓缩液的酒精使壳寡糖析出，再用酒精洗涤一次后过滤烘干粉碎，得壳寡糖，密封包装储存。
本实施例的壳寡糖，外观呈浅黄色粉末，分子量3550，纯度＞95％，脱乙酰度91.2％，灰分＜1％，收率85.6％。
实施例5以实施例1的制备方法为例，分别将甲壳素脱乙酰酶、壳聚糖酶和纤维素酶的选取如表1中的温度与pH，得出最适温度与pH。
表1甲壳素脱乙酰酶、壳聚糖酶和纤维素酶的最适温度与pH
由表1得出：甲壳素脱乙酰酶的最适温度为50℃，最佳pH为8.5；壳聚糖酶和纤维素酶的最适温度为50℃，最佳pH为5.5，所得的壳寡糖收率最高，效果最理想。其中，
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)以甲壳素为原料，溶于水中，不断搅拌，氢氧化钠溶液调pH至8.5，50℃，加入甲壳素脱乙酰酶，恒温反应6小时，得壳聚糖溶液；
2)加盐酸调pH至5.5，加壳聚糖酶和纤维素酶，50℃恒温搅拌2小时，得壳寡糖溶液；
3)调pH至碱性，得到未降解的壳聚糖残渣和已降解的壳寡糖溶液，所述未降解的壳聚糖残渣进行过滤，返入下一批反应中；
4)所述已降解的壳聚糖溶液蒸馏浓缩，得浓缩液，加酒精，过滤，烘干，得壳寡糖。
2.根据权利要求1所述的一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，其特征在于，步骤1)中所述甲壳素与甲壳素脱乙酰酶质量比为100∶0.1。
3.根据权利要求1所述的一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，其特征在于，步骤2)中所述壳聚糖酶与所述纤维素酶的质量比为1∶1，所述甲壳素与壳聚糖酶质量比为100∶0.1。
4.根据权利要求1所述的一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，其特征在于，步骤4)中所述浓缩液的体积与所述壳聚糖溶液的体积比为20∶100。
5.根据权利要求1所述的一种将甲壳素制备成壳寡糖的方法，其特征在于，步骤4)中所述酒精的体积与所述浓缩液的体积比为3∶1。
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