CN103627752A

CN103627752A - 一种卡拉胶酶与纤维素酶复合降解麒麟菜制备卡拉胶低聚糖的方法

Info

Publication number: CN103627752A
Application number: CN201310542181.6A
Authority: CN
Inventors: 牟海津; 刘哲民; 段芳媛; 田琳
Original assignee: Ocean University of China
Current assignee: Ocean University of China
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-03-12

Abstract

本发明涉及一种卡拉胶酶与纤维素酶复合降解麒麟菜制备卡拉胶低聚糖的方法。其工艺过程为：将麒麟菜经过匀浆后，先用纤维素酶进行酶解；一定时间后，添加κ-卡拉胶酶进行酶解。酶解反应条件为：底物浓度3-4％，纤维素酶添加量0.9-2.1万U／g干麒麟菜，酶解温度45-55℃，pH4.0-7.0，作用时间1-3h；卡拉胶酶添加量3-9U／g干麒麟菜酶解温度35-45℃，pH5.5-8.5，作用时间4-12h。然后经过离心除杂，0.5-1.5倍醇沉除去为降解的海藻组分，3-8倍醇沉后离心收集沉淀，干燥沉淀即制得卡拉胶低聚糖。本发明采用纤维素酶与卡拉胶酶复合直接降解麒麟菜制备卡拉胶低聚糖，具有反应条件温和，产物单一，活性低聚糖得率高，无污染，能耗低，耗时短，生产成本低，可大量制备分子量600-2000Da分子量范围的卡拉胶低聚糖等优点。

Description

一种卡拉胶酶与纤维素酶复合降解麒麟菜制备卡拉胶低聚糖的方法

技术领域

本发明涉及一种卡拉胶酶与纤维素酶复合降解麒麟菜制备卡拉胶低聚糖的方法。

背景技术

麒麟菜作为一种海洋红藻，是卡拉胶的主要原料来源。其中耳突卡帕藻、异枝卡帕藻、长心卡帕藻的主要成分为κ-卡拉胶，是工业上生产κ-卡拉胶的重要原料，其多糖为天然的硫酸酯化多糖，具有较高的硫酸根含量。κ-卡拉胶是由β-1，4-糖苷键连接的3，6-内醚-α-D-半乳糖和4-硫酸基-β-D-半乳糖交替连接而成。近年来，多糖作为一种新型的抗病毒药物，受到广大科研工作者的极大关注，而在多糖领域中，硫酸化多糖又是研究的热点。现已报道，卡拉胶低聚糖及其衍生物具有很好的生物活性，如抗肿瘤、抗病毒、免疫调节、抗凝血等。因而引起人们的极大关注，现已成为医药、农业、食品等领域研究与开发的高科技竞争热点。

传统的卡拉胶低聚糖的制备方法是将麒麟菜粉碎后，添加大量的酸高温条件下酸解，但该方法反应条件不易控制、产物分布不均匀，难以进行大量高纯度低聚糖的制备。也有人试图采用κ-卡拉胶酶直接降解卡拉胶制备卡拉胶低聚糖，但由于所用卡拉胶酶产量低不适合规模化生产，同时卡拉胶的提取过程耗费大量的能源资源，提取方法对卡拉胶中的硫酸基有脱除作用，因此也不利于高活性卡拉胶硫酸化低聚糖的制备。

海藻的高值化利用技术，对于充分利用海洋资源，开发新型海洋产品，发展海洋经济有重要价值。

发明内容

本发明的内容是提供一种卡拉胶酶与纤维素酶复合降解麒麟菜的方法。用这种方法降解麒麟菜制备不同分子量范围的卡拉胶低聚糖，该工艺的特点是用两种酶直接对麒麟菜进行降解，具有工艺简单，能耗小，无污染，反应条件温和，产物单一，活性低聚糖得率高，生产成本低等优点，适合于规模生产。

本发明涉及一种卡拉胶酶与纤维素酶复合降解麒麟菜制备卡拉胶低聚糖的方法，其特征在于生产过程如下：

1、将麒麟菜清洗、浸泡、复水后按照1：10～80(w／v)加水匀浆制备待酶解底物。

2、加纤维素酶酶解，纤维素酶添加量为0.9～2.1万U／g干麒麟菜，最适反应温度为45～55℃，pH4.0～7.0，酶解1～3h。加卡拉胶酶进行酶解，卡拉胶酶的添加量为3～9U／g干麒麟菜，酶解温度为35～45℃，pH为5.5～8.5，酶解4～12h。

3、离心去除海藻渣等固体颗粒，上清液经旋转蒸发浓缩。

4、加0.5～1.5倍的乙醇沉淀未被充分降解的海藻组分，离心收集上清液。

6、上清液浓缩后，加3～8倍的乙醇沉淀卡拉胶低聚糖，离心收集低聚糖产物。

7、上述低聚糖干燥后即获得卡拉胶硫酸化低聚糖干品。

附图说明

图1为双酶法降解麒麟菜制备卡拉胶低聚糖的技术路线。

图2为酶法降解麒麟菜后的产物质谱分析结果。注：[A-G4s]n是指不同聚合度的卡拉胶二糖单位，其中A为3，6-内醚-α-D-半乳糖；G4s为4-硫酸基-β-D半乳糖；n为聚合度。

具体实施方式

下面以具体实施例予以进一步说明。

实施例1

1、将20g干麒麟菜清洗后浸泡，复水后重量约为200g，加水匀浆至终体积600mL。

2、将匀浆液调节至pH5.0，按照2.1万U／g干麒麟菜的量添加纤维素酶，50℃振荡反应2.5h。

3、将反应液冷却到35℃左右，按照5U／g干麒麟菜的量添加卡拉胶酶，35℃振荡反应酶解8h。将酶解液煮沸灭酶，然后5000rpm离心10min，去除海藻渣等固体颗粒。

4、上清旋蒸浓缩到300mL，搅拌加入300mL乙醇，8000rpm离心15min去除未被充分降解的海藻组分。

5、再次旋蒸浓缩到50mL，加入250mL乙醇，此时有大量白色糖沉淀出现。5000rpm离心10min，可得到大量白色沉淀，将沉淀干燥后即可得到大量的卡拉胶低聚糖干品。

6、所得低聚糖分子量范围为600～2000Da，得率50％以上。

实施例2

1、将5g干麒麟菜清洗后浸泡，复水后重量约为40g，加水匀浆至终体积200mL。

2、将匀浆液调节至pH5.0，按照1.8万U／g干麒麟菜的量添加纤维素酶，50℃振荡反应2h。

3、将反应液冷却到35℃左右，按照5U／g干麒麟菜的量添加卡拉胶酶，35℃振荡反应酶解12h。

4、将酶解液5000rpm离心10min，去除海藻渣等固体颗粒。

5、上清旋蒸浓缩到100mL，搅拌加入100mL乙醇，8000rpm离心15min去除未被充分降解的海藻组分。

6、上清旋蒸浓缩到20mL，加入100mL乙醇沉淀收集卡拉胶低聚糖，干燥后即可得到以四糖、六糖、八糖、十糖、十二糖为主，分子量分布范围为600～1500Da的卡拉胶低聚糖。

Claims

1.一种卡拉胶酶与纤维素酶复合降解麒麟菜制备卡拉胶低聚糖的方法，其特征在于生产过程如下：

将麒麟菜清洗复水后匀浆，首先添加纤维素酶进行酶解；一定时间后，加入卡拉胶酶进行酶解；最后采用醇沉法收集卡拉胶低聚糖。

2.根据权利要求1所述的麒麟菜为耳突卡帕藻、异枝卡帕藻、长心卡帕藻。

3.根据权利要求1所述制备麒麟菜匀浆液的方法：麒麟菜与水的比例为1：10～80(w／v)。

4.根据权利要求1所述纤维素酶酶解条件为，纤维素酶添加量为0.9～2.1万U／g干麒麟菜，最适反应温度为45～55℃，pH4.0～7.0，反应时间1-3h。

5.根据权利要求1所述，卡拉胶酶的添加量为3-9U／g干麒麟菜，酶解温度为35～45℃，pH为5.5-8.5，反应时间4-12h。

6.根据权利要求1所述卡拉胶低聚糖的收集方法，其特征在于：4000-6000rpm离心10-20min除去大颗粒固体杂质；然后添加0.5-1.5倍的乙醇沉淀除去未被充分降解的海藻组分；旋蒸浓缩至原体积的1／20-1／5，添加3-8倍的乙醇沉淀得到大量卡拉胶低聚糖沉淀，干燥后即得干品。

7.根据权利要求1所述的卡拉胶低聚糖其特征在于：所得卡拉胶低聚糖以四糖、六糖、八糖、十糖、十二糖为主；卡拉胶低聚糖的分子量分布范围为600-2000Da。