CN101544704B - 一种低分子量瓜尔胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低分子量瓜尔胶的制备方法，该方法采用200～450nm的紫外光照射瓜尔胶水溶胶，经冻干或喷雾干燥或乙醇沉淀过滤干燥得到固态低分子量瓜尔胶。采用本发明方法可以得到寡糖(2～10个糖单元构成的低聚糖)，且具有简便快捷，收率高，分子量易于控制，重现性好，工艺设备简捷、安全无污染，成本低廉等优点，可用于小量低分子量瓜尔胶的快速制备，也可进一步工业化用于大量低分子量瓜尔胶的生产。所得产物可用于食品、保健品生产，还可用作医药、化工原料。
Description
技术领域
本发明涉及一种低分子量瓜尔胶的制备方法，属于天然高分子化学领域。
背景技术
瓜尔胶是从广泛种植于印巴次大陆的一种豆科植物——瓜尔豆中提取的一种天然多糖。由于其独特的分子结构特点及天然性，目前已应用于食品、制药、化妆品、个人保健、石油、粘接剂、造纸和纺织印染等行业。
瓜尔胶的分子结构是一种非离子多糖，它以聚甘露糖为分子主链，D-吡喃甘露糖单元之间以β(1-4)糖苷键连接，D-吡喃半乳糖则以α(1-6)糖苷键连接在聚甘露糖主链上。瓜尔胶中甘露糖与半乳糖单元之摩尔比为2∶1。文献中报道，瓜尔胶的分子量在20-200万左右。高分子量一方面使其具有优良的增稠性、稳定性，另一方面却使其应用范围受到了限制。能够对瓜尔胶进行降解，得到预期分子量范围的低分子量瓜尔胶将极大地扩展其应用领域。
低分子量瓜尔胶是瓜尔胶的降解产物，是一系列低聚半乳-甘露糖(包括瓜尔胶寡糖--甘露低聚糖)的混合物，所用制备原料的来源和降解反应条件不同得到的产物也不同。有研究报道由微生物β-甘露聚糖酶分解瓜尔胶而得到的酶解产物甘露低聚糖，是一种水溶性食物纤维，能降低血清胆固醇、三脂酰甘油酯，降血糖，防龋齿，防肥胖，抗病毒及黄曲霉毒素等，增强人体免疫防御系统和调节胃肠道系统等功能，可作高血压、糖尿病、肥胖病人的甜味剂，也可用于保健食品及饲料中(代抗菌素)。低分子量瓜尔胶还可作为一种天然的化工、医药原料，如瓜尔胶寡糖可作为功能性食品添加剂应用于保健食品的生产中，低分子量瓜尔胶衍生物可作为药物开发等，具有广泛的用途。
低分子量瓜尔胶常用酶法降解瓜尔胶获得，其制备过程中需采用价格较贵的酶，产物需复杂的分离纯化工艺，并且酶可能残留在产物中，工艺控制的重复性较差。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种用紫外光照射降解瓜尔胶水溶胶来获得低分子量瓜尔胶的制备方法。所获得的低分子量瓜尔胶包括甘露低聚糖，粘度小，水溶性好。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低分子量瓜尔胶的制备方法，是将瓜尔胶水溶胶在紫外光照射下降解所得到。
上述低分子量瓜尔胶的制备方法，是将浓度为0.1～5wt％的瓜尔胶水溶胶，平铺成2～20mm厚度，用波长为200～450nm的紫外光照射，然后经冻干或喷雾干燥或用乙醇沉淀后过滤干燥即得到固态低分子量瓜尔胶。产物收率为75～89％。
上述低分子量瓜尔胶的制备方法中是用波长为200～450nm的紫外光照射至瓜尔胶水溶胶的特性粘数＜3。
上述低分子量瓜尔胶的制备方法中照射时间为5～60分钟。
上述紫外光是由紫外线灯发出的，紫外光照射时间根据所用的紫外线灯波长、功率、反应物与灯管间距离、反应物浓度、厚度及产物分子量决定。
本发明所得的低分子量瓜尔胶为白色或类白色粉末，易溶于水，粘度较瓜尔胶明显降低。取低分子量瓜尔胶粉末配成浓度小于0.05％水溶液，用乌氏粘度计(内径0.5～0.6mm)在30±0.1℃测定特性粘数，得到寡糖(2-10个糖单元构成的低聚糖)，可用于食品、保健品，还可作为化工原料。本发明方法可以有效控制瓜尔胶的分子量，扩大了瓜尔胶的应用范围，制备工艺可设计成连续运转过程，可实现连续、大量的工业生产。本发明省去了复杂繁琐的分离纯化工序，具有反应体系纯净，设备简单，光源易得，安全无毒，工艺简便快捷，成本低廉，清洁环保，产物收率高，分子量易于控制，重现性好等优点。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。本发明实施例中所用浓度均为重量百分比浓度。
实施例1
取市售瓜尔胶粉配制成0.5％水溶胶，在平底玻璃容器中铺成20mm厚，置于紫外灯(波长254nm，功率为40瓦)下5cm处分别照射5、15、30、60分钟，产物经120目筛过滤后用4倍体积95％乙醇沉淀，减压过滤，真空干燥，平均收率为80％。
实施例2
取市售瓜尔胶粉配制成1％水溶胶，在平底玻璃容器中铺成5mm厚，置于紫外灯(波长254nm，功率为40瓦)下5cm处分别照射5、15、30、45分钟，产物经120目筛过滤后冻干，收率均在85％以上。分别取产物配成浓度小于0.05g/100mL的水溶液，30±0.1℃测定特性粘数，计算低分子量瓜尔胶的分子量分别为95500、31400、18500、11400，未经紫外光照射处理的瓜尔胶的分子量为220000。
实施例3
取市售瓜尔胶粉配制成2％水溶胶，在平底玻璃容器中铺成4mm厚，置于紫外灯(波长254nm，功率为40瓦)下5cm处分别照射15、30、45、60分钟，产物经120目筛过滤后用4倍体积95％乙醇沉淀，减压过滤，真空干燥，平均收率为80％。分别取产物配成浓度小于0.05g/100mL的水溶液，30±0.1℃测定特性粘数，计算低分子量瓜尔胶的分子量分别为79800、44300、17500、4500，未经紫外光照射处理的瓜尔胶的分子量为220000。
实施例4
取市售瓜尔胶粉配制成3％水溶胶，在平底玻璃容器中铺成8mm厚，置于紫外灯(波长365nm，功率为25瓦)下10cm处分别照射10、25、40、55分钟，产物经120目筛过滤后用4倍体积95％乙醇沉淀，减压过滤，真空干燥，平均收率为75.5％。
实施例5
取市售瓜尔胶粉配制成4％水溶胶，在平底玻璃容器中铺成6mm厚，置于紫外灯(波长365nm，功率为25瓦)下10cm处分别照射5、20、40、60分钟，产物经120目筛过滤后冻干，平均收率为89％。
实施例6
取市售瓜尔胶粉配制成5％水溶胶，在平底玻璃容器中铺成2mm厚，置于紫外灯(波长254nm，功率为40瓦)下5cm处分别照射10、30、50、60分钟，产物经120目筛过滤后用4倍体积95％乙醇沉淀，减压过滤，真空干燥，平均收率为83％。
实施例7
取市售瓜尔胶粉配制成5份5％水溶胶，在平底玻璃容器中铺成4mm厚，置于紫外灯(波长254nm，功率为40瓦)下5cm处照射30～60分钟，产物用4倍体积95％乙醇沉淀，减压过滤，真空干燥，平均收率为81.9％。
Claims (4)
1.一种低分子量瓜尔胶的制备方法，是将瓜尔胶水溶胶在紫外光照射下降解所得到。
2.根据权利要求1所述的低分子量瓜尔胶的制备方法，其特征在于：将浓度为0.1～5wt％的瓜尔胶水溶胶，平铺成2～20mm厚度，用波长为200～450nm的紫外光照射，然后经冻干或喷雾干燥或用乙醇沉淀后过滤干燥即得到固态低分子量瓜尔胶。
3.根据权利要求2所述的低分子量瓜尔胶的制备方法，其特征在于：用波长为200～450nm的紫外光照射至瓜尔胶水溶胶的特性粘数＜3。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的低分子量瓜尔胶的制备方法，其特征在于：照射时间为5～60分钟。
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