CN101343333A - 壳寡糖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于从壳聚糖制备壳寡糖产品的生物化工领域，具体涉及用微波—酶复合制备以六寡糖为主体的小分子量的壳寡糖产品的制备方法。将壳聚糖原料用醋酸溶解，壳聚糖在醋酸溶液中的浓度为2～7wt％，加入壳聚糖A酶，壳聚糖A酶与底物壳聚糖的重量比为0.05～0.5wt％；将混合物放入微波场中，微波场的功率为1000W～2000W，升温到30℃～60℃进行复合降解反应，反应结束后，先进行微孔过滤，后用分子筛的膜过滤，低温真空浓缩，喷雾干燥，得到产品微黄的壳寡糖，重均分子量为500～5000之间可控，六寡糖比例高，脱乙酰度在80％～90％，回收率在90％～95％。
Description
技术领域
本发明属于从壳聚糖制备壳寡糖产品的生物化工领域，具体涉及用微波-酶复合制备以六寡糖为主体的小分子量的壳寡糖产品的制备方法。
背景技术
甲壳素是地球上储量仅次于纤维素的可再生资源，壳聚糖是其脱乙酰基的衍生物，壳聚糖不仅来源丰富而且具有许多生理活性，可以降低胆固醇和血脂，增强免疫能力，还有抗菌、抗肿瘤，调节植物生长等效果。但由于壳聚糖分子量大，被人体、动植物吸收有限，限制了它的功效发挥，因此制备分子量小的壳寡糖就成了目前该领域的热点。
制备壳寡糖产品的方法有：化学法、物理法酶法等，目前研究最多的是酶法。
如郑海龙等发明了一种用酸和核辐照生产甲壳低聚糖的方法。先将壳聚糖加酸、溶解、过滤，然后对壳聚糖溶液进行核辐照而获得甲壳低聚糖；杜昱光等发明了酶法制备不同聚合度低聚糖的调控方法；韩国的NAH J W等用一种来自于枯草芽孢杆菌的壳聚糖酶分解壳聚糖，然后经过几次过滤制取壳寡糖，平均分子量控制在13,000以下。日本的MING M，KOTAKA S等在反应器里面用一种固定化酶降解壳聚糖制备壳寡糖，其优点是能够大批量降解壳聚糖。
尽管有如此多的专利和研究报道以及有生产厂家上市的功能产品，但是，他们产品的分子量分布较宽，尤其以六寡糖为主体的壳寡糖报道不多见。
发明内容
本发明的目的是将物理法与酶法复合，提供一种用微波-酶复合制备壳寡糖的制备方法，该方法既降低了酶的消耗，提高了产品的质量，又降低了生产成本，是一种生产壳寡糖的好方法。
本发明的壳寡糖的制备方法是将壳聚糖原料用浓度为2～7wt％的醋酸溶液搅拌溶解，壳聚糖在醋酸溶液中的浓度为2～7wt％，优选为3～5wt％，加入壳聚糖A酶，壳聚糖A酶与底物壳聚糖的重量比为0.05～0.5wt％，优选壳聚糖A酶与底物壳聚糖的重量比为0.1～0.3wt％；将混合物放入微波场中，微波场的功率为1000～2000W，升温到30℃～60℃，优选为40℃～50℃进行复合降解反应10～60分钟，优选为20～45分钟，复合降解反应结束后，进行微孔过滤，后用分子筛的膜过滤，低温真空浓缩，喷雾干燥，得到壳寡糖。
最终得到以六寡糖为主体的壳寡糖，产品完全溶于水，颜色微黄，壳寡糖的重均分子量为500～5000之间，优选壳寡糖的重均分子量分别为小于1000、小于2000、小于3000或小于5000。六寡糖比例高，产品质量好，脱乙酰度在80％～90％，回收率在90％～95％。
所述的分子筛的膜过滤是用10000～20000目分子筛的膜过滤，经喷雾干燥后进一步再过100目筛分。
所述的低温优选是40～50℃。
本发明的复合降解是将壳聚糖A酶置于用醋酸溶解壳聚糖的溶液中，在微波场中用微波辅助促进壳聚糖的降解，加快发应速率。由于采用微波复合降解，只需极少量的壳聚糖A酶，因此不需要灭酶活，减少了产品的不均匀性，降解后进行微滤与超滤两级过滤，保证了产品的纯度，得到以六寡糖为主体的产品，低温真空浓缩和喷雾干燥，保证了产品的活性。产品完全溶于水，可作为抗肿瘤和提高免疫作用的药物和保健品的原料，或作化妆品、食品添加剂等。
具体实施方式
实施例1
将壳聚糖粉体60g(市场购买)用浓度为3wt％的醋酸溶液2000ml搅拌溶解，加入壳聚糖A酶50mg，将混合物放入微波场中，微波功率1000W，升温到48℃，进行复合降解反应30分钟，从微波场中取出所得产品，先进行微孔过滤，后用10000～20000目分子筛的膜过滤，45℃真空浓缩，喷雾干燥机干燥，得到壳寡糖产品颜色微黄，重均分子量为1000，脱乙酰度80％，完全溶于水，回收率90％。
实施例2
将壳聚糖粉体100g(市场购买)用浓度为5wt％的醋酸溶液2000ml搅拌溶解，加入壳聚糖A酶300mg，将混合物放入微波场中，微波功率1000W，升温到40℃，进行复合降解反应15分钟，从微波场中取出所得产品，先进行微孔过滤，后用10000～20000目分子筛的膜过滤，50℃真空浓缩，喷雾干燥机干燥，得到壳寡糖产品颜色微黄，重均分子量为2000，脱乙酰度82％，完全溶于水，回收率90％。
实施例3
将壳聚糖粉体100g(市场购买)用浓度为5wt％的醋酸溶液2000ml搅拌溶解，加入壳聚糖A酶100mg，将混合物放入微波场中，微波功率1000W，升温到40℃，进行复合降解反应30分钟，从微波场中取出所得产品，先进行微孔过滤，后用10000～20000目分子筛的膜过滤，50℃真空浓缩，喷雾干燥机干燥，进一步再过100目分子筛，得到产品颜色微黄，重均分子量3000脱乙酰度85％，完全溶于水，回收率92％。
实施例4
将壳聚糖粉体100g(市场购买)用浓度为4wt％的醋酸溶液2000ml搅拌溶解，加入壳聚糖A酶50mg，将混合物放入微波场中，微波功率1000W，升温到40℃，进行复合降解反应45分钟，从微波场中取出所得产品，先进行微孔过滤，后用10000～20000目分子筛的膜过滤，40℃真空浓缩，喷雾干燥机干燥，得到壳寡糖产品颜色微黄，重均分子量4500，脱乙酰度80％，完全溶于水，回收率95％。
Claims (9)
1.一种壳寡糖的制备方法，其特征是：将壳聚糖原料用浓度为2～7wt％的醋酸溶液搅拌溶解，壳聚糖在醋酸溶液中的浓度为2～7wt％，加入壳聚糖A酶，壳聚糖A酶与底物壳聚糖的重量比为0.05～0.5wt％；将混合物放入微波场中，微波场的功率为1000～2000W，升温到30℃～60℃进行复合降解反应后，进行微孔过滤，后用分子筛的膜过滤，低温真空浓缩，喷雾干燥，得到壳寡糖。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：得到的壳寡糖的重均分子量为500～5000之间，脱乙酰度80％～90％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的壳寡糖的重均分子量分别为小于1000、小于2000、小于3000或小于5000。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的壳聚糖在醋酸溶液中的浓度为3～5wt％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的壳聚糖A酶与底物壳聚糖的重量比为0.1～0.3wt％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的升温到40℃～50℃进行复合降解反应。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征是：所述的反应时间为20～45分钟。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的分子筛的膜过滤是用10000～20000目分子筛的膜过滤。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的低温是40～50℃。
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