CN103820808A - 壳聚糖的降解方法 - Google Patents

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黄永春
赵超越
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Abstract

本发明公开一种壳聚糖的降解方法，该方法包括将壳聚糖溶液加入到电解槽中，以氯化钠为支持电解质，以石墨板为电极，在pH为4～4.5、温度为50～70℃和电流密度为0.4～1.6A·dm-2下，电解。采用本发明方法能有效地降解壳聚糖，产物质量稳定，同时作为电解质的氯离子可反复利用，设备成本低，全过程操作安全性高。

Description

壳聚糖的降解方法
技术领域
本发明涉及一种壳聚糖的降解方法。 
背景技术
壳聚糖是由甲壳素脱乙酰基所得。甲壳素是一种天然高分子化合物，是灰色或白色粉末，属于碳水化合物中的多糖，英文名chitin，常见的中文名优“几丁质”、“壳多糖”、“聚乙酰氨基葡糖”、“甲壳质”等，它的学名是β-(1→4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，是由N-乙酰氨基葡萄糖以β-1，4糖苷键缩合而成的，结构式如下： 
Figure DEST_PATH_400734DEST_PATH_IMAGE001
。
一般而言，甲壳素的N-乙酰基脱去55%以上就可以称之为壳聚糖，或者说，能在1%乙酸或1%盐酸中溶解1%的脱乙酰壳聚糖，这种脱乙酰甲壳素称之为壳聚糖。 
低聚壳聚糖较之通常的壳聚糖相对分子质量要小，水溶性强，且有羟基、氨基等亲水基团，水合作用强，具有很好的保湿性能。已有研究表明6～8糖的低聚壳聚糖可通过活化人体中的淋巴细胞、抑制癌细胞的繁殖和扩散等方式来起到抗癌和抑癌作用。 
当前常见的壳聚糖降解方法，有酸水解法，化学氧化降解法，酶降解法和物理法。酸水解法反应其降解反应所用试剂价廉易得，易于实现工业化，但酸降解法制备低分子量壳聚糖的产率较低，不好控制，主要得到的是单糖、二糖，很难得到所需要的活性低聚糖。化学氧化降解法见效快，但需要消耗化学氧化剂，会直接或间接污染环境.，降解产物质量不易控制，分离也有一定的困难。酶降解法不需要加入大量的化学试剂，反应条件较温和，产品质量也相对稳定，污染很少，但技术要求高，反应周期长，成本高。物理法设备单一，分离简单，不会引入杂质。但设备成本高，目前技术远未成熟，应用于大规模生产还有很长一段路。 
发明内容
本发明的目的是提供一种新的降解壳聚糖的方法。 
本发明实现上述目的所采用的技术方案如下： 
一种壳聚糖的降解方法，包括将壳聚糖溶液加入到电解槽中，以氯化钠为支持电解质，以石墨板为电极，在pH为4～4.5、温度为50～70℃和电流密度为0.4～1.6A·dm-2下，电解。
进一步，所述壳聚糖溶液中氯化钠浓度为10～25g/L。 
进一步，电解槽中电极间距为30～50mm。 
进一步，所述壳聚糖溶液电解初始浓度为4～16g/L。 
采用本发明方法能有效地降解壳聚糖，产物质量稳定，同时作为电解质的氯离子可反复利用，设备成本低，全过程操作安全性高。 
附图说明
图1为红外谱图。 
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。 
实施例1 
将壳聚糖（分子量710,000u）和氯化钠加入到0.2mol/L的pH为4的乙酸-乙酸钠缓冲液，配制电解液，其中，壳聚糖浓度为10g/L，氯化钠浓度为10g/L，将配制的电解液加入到方形电解槽，以石墨板（140 mm×40 mm×5 mm）为电极，电极间距30mm，在温度50℃和电流密度为0.4A·dm-2下电解2小时，得到的壳聚糖降解物聚合度为5.08。
实施例2 
将壳聚糖（分子量710,000u）和氯化钠加入到0.2mol/L的pH为4.2的乙酸-乙酸钠缓冲液，配制电解液，其中，壳聚糖浓度为16g/L，氯化钠浓度为25g/L，将配制的电解液加入到方形电解槽，以石墨板（140 mm×40 mm×5 mm）为电极，电极间距50mm，在温度60℃和电流密度为1.6A·dm-2下电解2小时，得到的壳聚糖降解物聚合度为5.10。
实施例3 
将壳聚糖（分子量710,000u）和氯化钠加入到0.2mol/L的pH为4.5的乙酸-乙酸钠缓冲液，配制电解液，其中，壳聚糖浓度为4g/L，氯化钠浓度为14g/L，将配制的电解液加入到方形电解槽，以石墨板（140 mm×40 mm×5 mm）为电极，电极间距40mm，在温度70℃和电流密度为0.8A·dm-2下电解2小时，得到的壳聚糖降解物聚合度为5.19。
实施例4 
将壳聚糖（分子量710,000u）和氯化钠加入到0.2mol/L的pH为4.5的乙酸-乙酸钠缓冲液，配制电解液，其中，壳聚糖浓度为16g/L，氯化钠浓度为20g/L，将配制的电解液加入到方形电解槽，以石墨板（140 mm×40 mm×5 mm）为电极，电极间距40mm，在温度60℃和电流密度为1.0A·dm-2下电解2小时，得到的壳聚糖降解物聚合度约为5.15。
图1的红外谱图表明降解前（A）后（B）主链结构以及大分子链上主要官能团并无明显变化，没有新的明显的吸收峰产生，说明糖环没有被破坏，且降解后壳聚糖的脱乙酰氨基没有遭到破坏，脱乙酰度基本无变化。 

Claims (4)

1.一种壳聚糖的降解方法，其特征在于：包括将壳聚糖溶液加入到电解槽中，以氯化钠为支持电解质，以石墨板为电极，在pH为4～4.5、温度为50～70℃和电流密度为0.4～1.6A·dm-2下，电解。
2.根据权利要求1所述壳聚糖的降解方法，其特征在于：所述壳聚糖溶液中氯化钠浓度为10～25g/L。
3.根据权利要求1所述壳聚糖的降解方法，其特征在于：电解槽中电极间距为30～50mm。
4.根据权利要求1所述壳聚糖的降解方法，其特征在于：所述壳聚糖溶液电解初始浓度为4～16g/L。
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