CN106755208A - 低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法 - Google Patents

低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：步骤一、将水加入反应釜中，再向反应釜中加入琥珀酸和乙酰丙酸，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.0～4.2，得到复合溶剂；步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到复合降解酶；步骤三、将复合降解酶加入反应釜中，在温度为42～47℃下，搅拌5～10min，之后将脱乙酰基80～90％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，在42～47℃下，保温100～150min后，加入双氧水，搅拌下反应20h后，升温至60℃，再搅拌60～80min，然后加入亚硫酸钠，搅拌反应10～15min，再升温煮沸5～8min，经多级离心过滤，即得产品。本发明使用成本低，能耗少，所得产品质量好，能简化制备液体肥料、农药的操作环节，更易复配。

Description

低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法
技术领域
本发明涉及农业化工领域。更具体地说，本发明涉及一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法。
背景技术
中国是一个人多地少的农业大国，提高单位面积产量、减少污染、提高品质是解决我国农产品的科学之路。
壳聚糖是一种来源于动物表皮特别是蟹壳、虾壳的一种天然物质，被誉为动物纤维素，是存在于地球上的唯一发现的含氮多聚糖，由于分子量大，仅溶于稀酸而不溶于水和碱性溶液，使其应用受到很大限制，必须经过改性变成酸溶性、水溶性才可以用于叶面喷施和土壤、根部浇灌施用。
经过降解改性的分子量低于4500高于1000的低聚壳聚糖又称壳寡糖，不但保留了高分子量时的免疫性能、保湿性能、抑菌性能、抑制线虫等优良性能，还因为其溶解速度快、易于吸收转化和利用，生理活性更高，作用更快，在农业方面具有更广阔的应用前景，壳寡糖可以用于土壤调理、防治根结线虫、病毒病、提高作物抗逆能力、水果蔬菜保鲜等方面。
壳聚糖降解方法琳琅满目。包括物理降解法、无机降解法、酶解法。无机降解方法，反应剧烈，伴随副反应较多，三废排放较为严重，投资大成本高。酶解法处理壳聚糖，具有降解条件温和、制备成本低、生理活性高，已经引起人们的广泛关注。但目前对壳聚糖降解性能较好的专一性酶还没有工业化生产，且成本过高；各种非专一性酶酶解反应时间长，降解产物分子量大，很难达到1500～4500，且分布很宽。壳聚糖用稀酸溶解，然后进入下一步酶法降解，因壳聚糖粘度大，溶解后缠绕到搅拌桨上，导致搅拌困难，为避免高温烧损电动机，必须匹配较大的功率，导致能耗大，成本过高，也不安全。并且常用醋酸做溶剂，刺激味道大，也有腐蚀作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，该方法使用成本低，能耗少，所得产品质量好，能简化制备液体肥料、农药的操作环节，更易复配。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：
步骤一、将610～630重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入13～26重量份的琥珀酸和6.5～13重量份的乙酰丙酸，琥珀酸与乙酰丙酸的质量比为2:1，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.0～4.2，得到复合溶剂，备用；
步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到木瓜蛋白酶的质量分数为8～10％的复合降解酶，备用；
步骤三、将质量为所述复合溶剂质量0.3～0.8％的复合降解酶加入反应釜中，在温度为42～47℃下，搅拌5～10min，之后将质量为所述复合溶剂质量3～8％的脱乙酰基80～90％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，壳聚糖与复合降解酶的质量比为10:1，在42～47℃下，保温100～150min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水，搅拌下反应20h后，升温至60℃，再搅拌60～80min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应10～15min，再升温煮沸5～8min，经多级离心过滤，即得液体壳寡糖。
优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。
优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述木瓜蛋白酶与粗酶液混合前的酶活力为1000万U/g。
优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述复合降解酶中木瓜蛋白酶的酶活力为80万U/g。
优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述反应釜包括：
壳体，其为内部中空的圆柱体形，所述壳体的顶部设置有进料口，所述壳体的底部设置有进水口，所述壳体的侧壁上设置有出水口；
第一隔板，其为圆筒体形，所述第一隔板的外径小于所述壳体的内径，所述第一隔板设置在所述壳体内，所述第一隔板的顶部与所述壳体的顶部固定连接；
第二隔板，其为内部中空，且底部敞开的圆柱体形，所述第二隔板的外径小于所述第一隔板的内径，所述第二隔板设置在所述第一隔板内，且与所述第一隔板同轴设置，所述第二隔板的底部与所述第一隔板的底部齐平，所述第二隔板的顶部与所述壳体的顶部不接触，所述进料口位于所述第一隔板和所述第二隔板围成的区域的上方；
底板，其为圆环形，且沿水平方向设置，所述底板的外径等于所述第一隔板的外径，所述底板的内径等于所述第二隔板的内径，所述底板与所述第一隔板和所述第二隔板的底部固定连接，所述底板封住所述第一隔板的底部和所述第二隔板的底部间的缝隙；
旋转轴，其沿竖直方向，且与所述第二隔板同轴设置，所述旋转轴的底部穿过所述壳体的顶部，并与所述第二隔板的顶部不接触，所述旋转轴的顶部位于所述壳体外；
至少一根连接杆，其环所述旋转轴设置，所述连接杆为倒L形，所述连接杆由水平设置的第一杆体和竖直设置的第二杆体组成，所述第一杆体上远离所述第二杆体的一端与所述旋转轴固定连接，所述第二杆体位于所述第一隔板和所述第二隔板之间；
至少一根横杆，其与所述连接杆的数量相等，且一一对应，所述横杆沿水平方向设置在所述第一隔板和所述第二隔板之间，且与所述底板相贴合；
至少一对刷杆，一根横杆对应一对刷杆，所述刷杆沿竖直方向设置，一对刷杆分别设置在所述横杆的两端，一对刷杆的底部分别与横杆的两端固定连接，一对刷杆分别与所述第一隔板的内侧壁和所述第二隔板的外侧壁相贴合；
多根固定杆，每对刷杆和与其相对应的第二杆体间均设置有多根固定杆；
出料管，其一端与所述底板固定，且与所述第一隔板和所述第二隔板围成的区域连通，另一端穿过所述壳体的底部，并与所述壳体的底部固定连接。
优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述固定杆的一端与第二杆体固定连接，所述固定杆的另一端朝下，并与刷杆固定连接。
优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤三中在42～47℃下，保温100～110min后，加入双氧水，搅拌下反应20h后，升温至60℃，再搅拌60～65min。
优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，还包括：
电机，其与所述旋转轴的顶部连接；
控制器，其与所述电机连接。
优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述连接杆的数量为两根，所述第二杆体设置在所述第一隔板和所述第二隔板的中间。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明一改过去的传统工艺，即溶剂—壳聚糖分散溶解—加酶酶解，而是采取复合溶剂—复合降解酶—壳聚糖的工艺，即后添加壳聚糖的方式，使壳聚糖易于溶解，酶解效率更高，不粘搅拌桨体系，不上浮，易于操作，无需要配备大功率电动机，能耗少，成本低，产率高，无污染，不会造成资源的浪费，设备投资少，原料易得，适于大规模化生产。
本发明制备的壳寡糖为液体，与琥珀酸、乙酰丙酸等活性成分成为一体，能产生协同效应，壳寡糖成为一种增效壳寡糖。
本发明制备的壳寡糖分子量小，分布范围窄，生理活性更高，全水溶，更易于与农药、肥料复配。
本发明将淡紫拟青霉发酵液中的几丁质酶与非专一性木瓜蛋白酶科学组合，使壳聚糖降解进程缩短，产物的产率高，分子量分布更集中，大大提高了壳寡糖的生理活性。
本发明提供的反应釜能使搅拌更均匀，也能减小反应物各处的温度差异，从而能提高产品的品质，以及缩短反应时间。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的反应釜的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，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；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：
步骤一、将630重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入13重量份的琥珀酸和6.5重量份的乙酰丙酸，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.0，得到复合溶剂，备用；
步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到木瓜蛋白酶的质量分数为8％的复合降解酶，备用；粗酶液由淡紫拟青霉发酵液经高速离心分离菌体和蛋白固溶物所得。
步骤三、将质量为所述复合溶剂质量0.3％的复合降解酶加入反应釜中，在温度为42℃下，搅拌5min，之后将质量为所述复合溶剂质量3％的脱乙酰基80％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，在42℃下，保温140min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水作为催化剂，搅拌下反应20h后，升温至60℃加速酶解，再搅拌75min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应10min，完全除去剩余的过氧化氢后，再升温至100℃煮沸5min，经多级离心过滤除杂后，即得液体壳寡糖。
本方案采用的壳聚糖、琥珀酸、乙酰丙酸、过氧化氢、亚硫酸钠和木瓜蛋白酶等，原料易购，均来源于正规厂家，勿需自己生产。淡紫拟青霉的粗酶液可购自宜昌启明生物科技有限公司，也可以根据使用需要采用别的厂家生产的粗酶液，粗酶液低温保存于0～3度的容器中。
其中，琥珀酸，经作物吸收后由植物体内琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸氧化成延胡索酸，释放出能量和氧气；琥珀酸的生理活性与二乙氨基乙氧基的生理活性产生协同效应，使其具有更优良的植物生长调节作用。
乙酰丙酸，一般商品含量为98～99％，原料易得。著名的农业应用产品有富万钾。乙酰丙酸有利于增强叶绿素制造，提高光合作用，同时活化体内代谢酶。
双氧水，作为氧化还原剂，可以用于保护产品，防止过度氧化，使之颜色较浅，且双氧水具有催化作用，能加速深度酶解，使产品分子量更小。
亚硫酸钠，是一种光呼吸抑制剂。亚硫酸钠可与过氧化氢反应除去剩余的过氧化氢，同时在酸性溶液中亚硫酸钠变成亚硫酸氢钠，用于农业肥料，可以提高光合效率，增加产量。
木瓜蛋白酶，是一种壳聚糖降解非专一性酶。
淡紫拟青霉，发酵过程中代谢一种几丁质酶，是壳聚糖降解的专一酶。
本方案制备的壳寡糖为液体，与琥珀酸、乙酰丙酸等活性成分成为一体，产生协同效应，壳寡糖成为一种增效壳寡糖，产物的产率高，分子量分布更集中，大大提高了壳寡糖的生理活性。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述木瓜蛋白酶与粗酶液混合前的酶活力为1000万U/g。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述复合降解酶中木瓜蛋白酶的酶活力为80万U/g。
实施例2
一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：
步骤一、将630重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入13重量份的琥珀酸和6.5重量份的乙酰丙酸，琥珀酸与乙酰丙酸的质量比为2:1，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.0，得到复合溶剂，备用；
步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到木瓜蛋白酶的质量分数为8％的复合降解酶，备用；粗酶液由淡紫拟青霉发酵液经高速离心分离菌体和蛋白固溶物所得。
步骤三、将质量为所述复合溶剂质量0.3％的复合降解酶加入反应釜中，在温度为42℃下，搅拌5min，之后将质量为所述复合溶剂质量3％的脱乙酰基80％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，在42℃下，保温100min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水作为催化剂，搅拌下反应20h后，升温至60℃加速酶解，再搅拌65min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应10min，完全除去剩余的过氧化氢后，再升温至100℃煮沸5min，经多级离心过滤除杂后，即得液体壳寡糖。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述木瓜蛋白酶与粗酶液混合前的酶活力为1000万U/g。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述复合降解酶中木瓜蛋白酶的酶活力为80万U/g。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述反应釜包括：
壳体100，其为内部中空的圆柱体形，所述壳体100的顶部设置有进料口101，所述壳体100的底部设置有进水口102，所述壳体100的侧壁上设置有出水口103；
第一隔板110，其为圆筒体形，所述第一隔板110的外径小于所述壳体100的内径，所述第一隔板110设置在所述壳体100内，所述第一隔板110的顶部与所述壳体100的顶部固定连接；
第二隔板120，其为内部中空，且底部敞开的圆柱体形，所述第二隔板120的外径小于所述第一隔板110的内径，所述第二隔板120设置在所述第一隔板110内，且与所述第一隔板110同轴设置，所述第二隔板120的底部与所述第一隔板110的底部齐平，所述第二隔板120的顶部与所述壳体100的顶部不接触，所述进料口101位于所述第一隔板110和所述第二隔板120围成的区域的上方；通过进料口101加入各种原料，原料进入所述第一隔板110和所述第二隔板120围成的区域内进行混合或反应。
底板130，其为圆环形，且沿水平方向设置，所述底板130的外径等于所述第一隔板110的外径，所述底板130的内径等于所述第二隔板120的内径，所述底板130与所述第一隔板110和所述第二隔板120的底部固定连接，所述底板130封住所述第一隔板110的底部和所述第二隔板120的底部间的缝隙；以底板130、第一隔板110的内侧壁、第二隔板120的外侧壁围成的区域作为反应区。
旋转轴140，其沿竖直方向，且与所述第二隔板120同轴设置，所述旋转轴140的底部穿过所述壳体100的顶部，并与所述第二隔板120的顶部不接触，所述旋转轴140的顶部位于所述壳体100外；
至少一根连接杆150，其环所述旋转轴140设置，所述连接杆150为倒L形，每根所述连接杆150由水平设置的第一杆体151和竖直设置的第二杆体152组成，所述第一杆体151上远离所述第二杆体152的一端与所述旋转轴140固定连接，所述第二杆体152位于所述第一隔板110和所述第二隔板120之间，即位于反应区内；由旋转轴140带动连接杆150转动，从而对物料进行搅拌。
至少一根横杆160，其与所述连接杆150的数量相等，且一一对应，所述横杆160沿水平方向设置在所述第一隔板110和所述第二隔板120之间(位于反应区的底部)，且与所述底板130相贴合；第二杆体152带动横杆160转动时，横杆160能不断刮除底板130上的反应物，防止反应物附着在底板130上，导致反应不均一，从而影响产品的品质。
至少一对刷杆170，一根横杆160对应一对刷杆170，所述刷杆170沿竖直方向设置，一对刷杆170分别设置在所述横杆160的两端，一对刷杆170的底部分别与横杆160的两端固定连接，一对刷杆170分别与所述第一隔板110的内侧壁和所述第二隔板120的外侧壁相贴合；第二杆体152带动横杆160转动，横杆160带动一对刷杆170转动，一对刷杆170能不断刮除第一隔板110的内侧壁和第二隔板120的外侧壁上的反应物，防止反应物附着在第一隔板110的内侧壁和第二隔板120的外侧壁上，导致反应不均一，从而影响产品的品质。
多根固定杆180，每对刷杆170和与其相对应的第二杆体152间均设置有多根固定杆180；固定杆180用于连接刷杆170和第二杆体152，使得装置的结构更稳定，固定杆180也用于搅拌物料。
出料管190，其一端与所述底板130固定，且与所述第一隔板110和所述第二隔板120围成的区域连通，另一端穿过所述壳体100的底部，并与所述壳体100的底部固定连接。当反应结束后，打开出料管190上的阀门，即可收集产品。
传统的反应釜在中部设置有搅拌装置，使得边缘的物料搅拌不均匀，且易附着在反应釜的内侧壁或底部，影响产品的品质，也不易清洗。
本方案提供的反应釜在使用时，热水从进水口102进入，从出水口103出来，以为所述第一隔板110和所述第二隔板120围成的区域提供合适的温度，通过进料口101向所述第一隔板110和所述第二隔板120围成的区域内加入原料。旋转轴140带动连接杆150转动，第二杆体152带动横杆160转动时，横杆160能不断刮除底板130上的反应物，防止反应物附着在底板130上，同时横杆160带动一对刷杆170转动，一对刷杆170能不断刮除第一隔板110的内侧壁和第二隔板120的外侧壁上的反应物，防止反应物附着在第一隔板110的内侧壁和第二隔板120的外侧壁上，固定杆180也能对物料进行搅拌，使得搅拌程度更高，从而能缩短反应时间，提高产品的品质，也使得反应釜易于清洗，能节省大量人力，进而大大提高工作效率。
传统的反应釜采用夹套式，即在壳体100上设置夹套，使得反应物的中部与边缘温度不一致，导致各处反应不均一，从而影响产品的品质。
本方案通过在壳体100的底部设置进水口102，壳体100的侧壁上设置出水口103，水能围住第一隔板110的外侧壁、底板130和第二隔板120的内侧壁，使得传热面积更大，反应物的中部与边缘的温度更一致，能缩短反应时间，也能进一步提高产品的品质。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述固定杆180的一端与第二杆体152固定连接，所述固定杆180的另一端朝下，并与刷杆170固定连接。使得搅拌效果更好。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，还包括：
电机，其与所述旋转轴140的顶部连接；
控制器，其与所述电机连接。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述连接杆150的数量为两根，所述第二杆体152设置在所述第一隔板110和所述第二隔板120的中间。这样既能保证搅拌效率，又无需要配备大功率电动机。
实施例3
一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：
步骤一、将610重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入26重量份的琥珀酸和13重量份的乙酰丙酸，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.2，得到复合溶剂，备用；
步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到木瓜蛋白酶的质量分数为10％的复合降解酶，备用；粗酶液由淡紫拟青霉发酵液经高速离心分离菌体和蛋白固溶物所得。
步骤三、将质量为所述复合溶剂质量0.8％的复合降解酶加入反应釜中，在温度为47℃下，搅拌10min，之后将质量为所述复合溶剂质量8％的脱乙酰基90％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，在47℃下，保温150min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水作为催化剂，搅拌下反应20h后，升温至60℃加速酶解，再搅拌80min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应15min，完全除去剩余的过氧化氢后，再升温至100℃煮沸8min，经多级离心过滤除杂后，即得液体壳寡糖。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述木瓜蛋白酶与粗酶液混合前的酶活力为1000万U/g。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述复合降解酶中木瓜蛋白酶的酶活力为80万U/g。
实施例4
一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：
步骤一、将620重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入19.5重量份的琥珀酸和9.75重量份的乙酰丙酸，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.1，得到复合溶剂，备用；
步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到木瓜蛋白酶的质量分数为9％的复合降解酶，备用；粗酶液由淡紫拟青霉发酵液经高速离心分离菌体和蛋白固溶物所得。
步骤三、将质量为所述复合溶剂质量0.55％的复合降解酶加入反应釜中，在温度为44℃下，搅拌7min，之后将质量为所述复合溶剂质量5.5％的脱乙酰基80％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，在45℃下，保温125min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水作为催化剂，搅拌下反应20h后，升温至60℃加速酶解，再搅拌70min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应12min，完全除去剩余的过氧化氢后，再升温至100℃煮沸6min，经多级离心过滤除杂后，即得液体壳寡糖。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述木瓜蛋白酶与粗酶液混合前的酶活力为1000万U/g。
所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述复合降解酶中木瓜蛋白酶的酶活力为80万U/g。
对比例1
一种酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：
步骤一、将620重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入19.5重量份的琥珀酸和9.75重量份的乙酰丙酸，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.1，得到复合溶剂，备用；
步骤二、将质量为所述复合溶剂质量0.55％的淡紫拟青霉的粗酶液加入反应釜中，在温度为44℃下，搅拌7min，之后将质量为所述复合溶剂质量5.5％的脱乙酰基80％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，在45℃下，保温125min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水作为催化剂，搅拌下反应20h后，升温至60℃加速酶解，再搅拌70min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应12min，完全除去剩余的过氧化氢后，再升温至100℃煮沸6min，经多级离心过滤除杂后，即得液体壳寡糖。
所述的酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。
对比例2
一种酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：
步骤一、将620重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入19.5重量份的琥珀酸和9.75重量份的乙酰丙酸，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.1，得到复合溶剂，备用；
步骤二、将质量为所述复合溶剂质量0.55％的木瓜蛋白酶加入反应釜中，在温度为44℃下，搅拌7min，之后将质量为所述复合溶剂质量5.5％的脱乙酰基80％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，在45℃下，保温125min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水作为催化剂，搅拌下反应20h后，升温至60℃加速酶解，再搅拌70min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应12min，完全除去剩余的过氧化氢后，再升温至100℃煮沸6min，经多级离心过滤除杂后，即得液体壳寡糖。
所述的酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。
所述的酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述木瓜蛋白酶的酶活力为1000万U/g。
对比例3
一种酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：
步骤一、将620重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入19.5重量份的琥珀酸和9.75重量份的乙酰丙酸，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.1，得到复合溶剂，备用；
步骤二、将质量为所述复合溶剂质量0.55％的TQK酶液(芽孢杆菌TQK经发酵培养和分离纯化除去杂质得到，酶活达718u/mL)加入反应釜中，在温度为44℃下，搅拌7min，之后将质量为所述复合溶剂质量5.5％的脱乙酰基80％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，在45℃下，保温125min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水作为催化剂，搅拌下反应20h后，升温至60℃加速酶解，再搅拌70min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应12min，完全除去剩余的过氧化氢后，再升温至100℃煮沸6min，经多级离心过滤除杂后，即得液体壳寡糖。
所述的酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。
实验1
分别测定实施例1～4和对比例1～3得到的壳寡糖的平均分子量和分子量分布范围，以及粘度，结果见表1，其中原料壳聚糖的pH范围4.5～5.0，重均分子量为15.2×104。
表1实施例1～4和对比例1～3得到的壳寡糖的平均分子量、分子量分布范围和粘度
组别 平均分子量 分子量分布范围 粘度/mpa.s
实施例1 1700 1300～4500 7.7
实施例2 1400 1200～4200 6.3
实施例3 1600 1300～4500 7.3
实施例4 1500 1200～4400 6.9
对比例1 1900 1400～6300 7.9
对比例2 2500 1900～6900 8.5
对比例3 2200 1700～6500 8.3
由表1可知，实施例4和对比例1～3相比，在其他条件相同，加入的酶不同时，采用复合降解酶作为降解酶，得到的产品平均分子量更低、分子量分布更窄，粘度更低，说明复合降解酶对壳聚糖的酶解性能更好。由实施例1～4可知，采用本发明的方法制备的产品的平均分子量低，分子量分布窄，粘度也低，且实施例2中使用本发明提供的反应釜，同时缩短酶解时间后，也能大大降低产品的平均分子量和粘度。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例和实施例。

Claims (9)

1.一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将610～630重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入13～26重量份的琥珀酸和6.5～13重量份的乙酰丙酸，琥珀酸与乙酰丙酸的质量比为2:1，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.0～4.2，得到复合溶剂，备用；
步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到木瓜蛋白酶的质量分数为8～10％的复合降解酶，备用；
步骤三、将质量为所述复合溶剂质量0.3～0.8％的复合降解酶加入反应釜中，在温度为42～47℃下，搅拌5～10min，之后将质量为所述复合溶剂质量3～8％的脱乙酰基80～90％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，壳聚糖与复合降解酶的质量比为10:1，在42～47℃下，保温100～150min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水，搅拌下反应20h后，升温至60℃，再搅拌60～80min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应10～15min，再升温煮沸5～8min，经多级离心过滤，即得液体壳寡糖。
2.如权利要求1所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。
3.如权利要求1所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述木瓜蛋白酶与粗酶液混合前的酶活力为1000万U/g。
4.如权利要求1所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述复合降解酶中木瓜蛋白酶的酶活力为80万U/g。
5.如权利要求1所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述反应釜包括：
壳体，其为内部中空的圆柱体形，所述壳体的顶部设置有进料口，所述壳体的底部设置有进水口，所述壳体的侧壁上设置有出水口；
第一隔板，其为圆筒体形，所述第一隔板的外径小于所述壳体的内径，所述第一隔板设置在所述壳体内，所述第一隔板的顶部与所述壳体的顶部固定连接；
第二隔板，其为内部中空，且底部敞开的圆柱体形，所述第二隔板的外径小于所述第一隔板的内径，所述第二隔板设置在所述第一隔板内，且与所述第一隔板同轴设置，所述第二隔板的底部与所述第一隔板的底部齐平，所述第二隔板的顶部与所述壳体的顶部不接触，所述进料口位于所述第一隔板和所述第二隔板围成的区域的上方；
底板，其为圆环形，且沿水平方向设置，所述底板的外径等于所述第一隔板的外径，所述底板的内径等于所述第二隔板的内径，所述底板与所述第一隔板和所述第二隔板的底部固定连接，所述底板封住所述第一隔板的底部和所述第二隔板的底部间的缝隙；
旋转轴，其沿竖直方向，且与所述第二隔板同轴设置，所述旋转轴的底部穿过所述壳体的顶部，并与所述第二隔板的顶部不接触，所述旋转轴的顶部位于所述壳体外；
至少一根连接杆，其环所述旋转轴设置，所述连接杆为倒L形，所述连接杆由水平设置的第一杆体和竖直设置的第二杆体组成，所述第一杆体上远离所述第二杆体的一端与所述旋转轴固定连接，所述第二杆体位于所述第一隔板和所述第二隔板之间；
至少一根横杆，其与所述连接杆的数量相等，且一一对应，所述横杆沿水平方向设置在所述第一隔板和所述第二隔板之间，且与所述底板相贴合；
至少一对刷杆，一根横杆对应一对刷杆，所述刷杆沿竖直方向设置，一对刷杆分别设置在所述横杆的两端，一对刷杆的底部分别与横杆的两端固定连接，一对刷杆分别与所述第一隔板的内侧壁和所述第二隔板的外侧壁相贴合；
多根固定杆，每对刷杆和与其相对应的第二杆体间均设置有多根固定杆；
出料管，其一端与所述底板固定，且与所述第一隔板和所述第二隔板围成的区域连通，另一端穿过所述壳体的底部，并与所述壳体的底部固定连接。
6.如权利要求5所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述固定杆的一端与第二杆体固定连接，所述固定杆的另一端朝下，并与刷杆固定连接。
7.如权利要求5所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述步骤三中在42～47℃下，保温100～110min后，加入双氧水，搅拌下反应20h后，升温至60℃，再搅拌60～65min。
8.如权利要求5所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，还包括：
电机，其与所述旋转轴的顶部连接；
控制器，其与所述电机连接。
9.如权利要求5所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述连接杆的数量为两根，所述第二杆体设置在所述第一隔板和所述第二隔板的中间。
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