CN106810624B - 一种壳聚糖乳酸盐的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，包括以下步骤：1)壳聚糖的预处理：称取工业级壳聚糖到乳酸溶液中，搅拌，溶解，加碱溶液调节pH，析出沉淀，分别依次加水、有机溶剂洗涤，得食品级壳聚糖；2)向食品级壳聚糖中边搅拌边加入乳酸乙醇溶液反应，过滤得滤液和滤渣，所述滤液备用，洗涤所述滤渣、烘干、粉碎，得壳聚糖乳酸盐。采用本发明的制备方法，降低生产成本，节省了反应时间，提高了生产产率。
Description
技术领域
本发明属于多糖类衍生物领域，特别涉及一种壳聚糖乳酸盐的制备方法。
背景技术
食品级壳聚糖→以酒精作为介质在25～50℃下搅拌和过量乳酸进行反应→过滤除去酒精→酒精浸泡一次将pH调至中性→过滤后烘干。
传统法制乳酸盐有以下不足之处：(1)对原料壳聚糖要求高，要用灰分低粘度低的食品级乳酸盐。而工业生产的大多是灰分高粘度大的工业级壳聚糖，以这样的壳聚糖为原料得到的乳酸盐杂质多，且很难溶于水，不能达到乳酸盐的指标。相比于工业级，食品级壳聚糖价格很高，生产成本大幅度提高。无法适用于工业大规模生产；传统反应中在酒精介质中反应时间很长，并且要在50℃水浴中反应，反应仍然不完全，乳酸和壳聚糖颗粒表面反应容易形成一层乳酸盐膜阻碍反应进行，这样反应得到的乳酸盐不能完全溶解于水，还需要进一步过滤，影响生产效率和产率；有机溶剂使用量大，安全生产性能差，生产成本高，过量的乳酸在排放时还会造成环境污染。因在反应中要求酒精和壳聚糖体积为50∶1，之后还需用酒精浸泡，因此生产1吨乳酸盐使用的酒精为40吨左右，目前使用的回收酒精办法过于繁琐且不安全。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的问题，本发明的目的提供了一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，降低生产成本，节省了反应时间，提高了生产产率。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，包括以下步骤：
1)壳聚糖的预处理：称取工业级壳聚糖到乳酸溶液中，搅拌，溶解，加碱溶液调节pH，析出沉淀，分别依次加水、有机溶剂洗涤，得食品级壳聚糖；
2)向步骤1)所述食品级壳聚糖中边搅拌边加入乳酸乙醇溶液反应，过滤得滤液和滤渣，所述滤液备用，洗涤所述滤渣、烘干、粉碎，得所述壳聚糖乳酸盐。
上述的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其中，步骤1)中所述工业级壳聚糖与所述乳酸溶液的质量体积比为1g∶10ml。
上述的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其中，步骤1)中所述乳酸溶液浓度为1％，所述碱溶液选用5％NaOH，所述有机溶剂选用95％乙醇。
上述的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其中，步骤1)中所述pH为8-9。
上述的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其中，步骤2)中所述食品级壳聚糖与所述乳酸乙醇溶液的质量体积比为1∶4；所述乳酸乙醇溶液包括乳酸溶液和乙醇，所述乳酸溶液与所述乙醇体积比1∶5。
上述的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其中，步骤2)中反应的温度为常温。
上述的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其中，步骤2)中洗涤所述滤渣的溶剂选用乙醇，所述滤液和所述乙醇参与再次制备所述壳聚糖乳酸盐的反应，依此循环。
上述的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其中，步骤2)中所述滤渣与所述乙醇的质量体积比为1g∶1.8ml～2.1ml。
与现有技术相比，本发明所提供的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，达到了如下技术效果：对原材料的要求很低，工业级的壳聚糖即可，而经过预处理得到的食品级壳聚糖颗粒更小；工业级壳聚糖经过预处理后，膨胀的食品级壳聚糖可在较短时间内常温下和乳酸反应完全，节省了反应时间，提高了生产产率，同时不需加热降低了生产成本；在该制备方法中，步骤2)中的酒精乳酸体系可通过补加乳酸的方式使之可继续使用，达到有机溶剂循环利用的目的。该制备方法为壳聚糖转化为壳聚糖乳酸盐，转化率为99％，产品收率以壳聚糖计在147.5％～148％％之间。
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，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。
实施例1
1)壳聚糖的预处理：称取200g工业级壳聚糖，加入到2000ml 1％乳酸溶液中，不断搅拌，溶解6小时，加入5％NaOH溶液调节pH至8-9，此时有大量沉淀析出，压滤得到细致的乳白色壳聚糖，加去离子水500ml浸泡洗涤二次，然后加95％乙醇200ml浸泡洗涤一次，得食品级壳聚糖196g；
2)取食品级壳聚糖100g，在常温下向其中边搅拌边加入400ml乳酸乙醇溶液(乳酸溶液与乙醇体积比1∶5)，常温反应2小时，过滤，得滤液350ml和滤渣200g，留滤液备用，用乙醇400ml洗涤滤渣，置于65℃真空干燥箱中烘干，粉碎至80目，得到壳聚糖乳酸盐147.5g；
3)取步骤2)中滤液175ml，加入50g食品级壳聚糖，常温下边搅拌边加入25ml乳酸，25±2℃反应、2小时过滤，得滤液165ml和滤渣105g，留滤液备用，用乙醇200ml洗涤滤渣，置于65℃真空干燥箱中烘干，粉碎至80目，得到壳聚糖乳酸盐74g；
4)取步骤3)中滤液87.5ml，加入25g食品级壳聚糖，常温下边搅拌边加入12.5ml乳酸，恒温反应2小时过滤，得滤液83ml和滤渣53g，留滤液备用，用乙醇100ml洗涤滤渣，置于65℃真空干燥箱中烘干，粉碎至80目，得到壳聚糖乳酸盐37.2g，达到过量乳酸和酒精循环利用的目的。
5)取步骤4)中滤液74ml加入21g食品级壳聚糖，常温下边搅拌边加入11ml乳酸，恒温反应2小时过滤，得滤液70ml和滤渣44.5g，留滤液备用，用乙醇85ml洗涤滤渣，置于65℃真空干燥箱中烘干，粉碎至80目，得到壳聚糖乳酸盐31g。
本实施例1的食品级壳聚糖转化为壳聚糖乳酸盐的转化率为99％，壳聚糖乳酸盐的产率是147.5％～148％(产率以100g壳聚糖生产多少克乳酸盐计)。
本实施例1中制备得出的食品级壳聚糖根据实际生产设备条件可以分批制备壳聚糖乳酸盐，也可以将预处理后的食品级壳聚糖一次性制备出壳聚糖乳酸盐。
以工业级壳聚糖为原料，利用壳聚糖在酸性条件下溶于水的性质，将壳聚糖溶于1％稀乳酸溶液之中，然后再用5％NaOH调节pH至8-9使其析出，用去离子水洗涤二次，再用低浓度的乙醇有机溶剂浸泡漂洗，通过对比降解前，灰分大幅度降低，达到食品级壳聚糖指标要求，并且反应后的该食品级壳聚糖膨胀，能在常温下和乳酸反应，为后续生产提供了保证，溶解过程也对壳聚糖进行了降解，使之达到壳聚糖乳酸盐的理化指标。
在本发明中使用乙醇作为介质，加过量乳酸在常温下反应搅拌2小时，过滤烘干得到壳聚糖乳酸盐，往滤液和乙醇中补充乳酸即可继续加入预处理过的壳聚糖达到循环利用的目的。
实施例2
将本实施例制备的食品级壳聚糖检测，检测结果见表1，
表1食品级壳聚糖检测结果
由表1可知：实施例1使用的工业级壳聚糖灰分高，黏度大，经过本实施例制备方法制得的食品级壳聚糖达到食品级壳聚糖质量标准。
实施例3
将本实施例1的食品级壳聚糖(简称A)，市售的食品级壳聚糖(简称B，山东海之源生物制品有限公司，生产批号：150803)；
1)取2只100ml量筒，分别取A和B放入其中，适度敲击填满到100ml刻度处，准确称量3次，A品分别为74.93、75.05、75.03g，也即平均比重为0.75g/ml，B品分别为：29.85、30.04、30.02g，也即平均比重为0.3g/ml。
2)分别取A和B各1g，常温溶于100ml 1％的乙酸水溶液，搅拌均匀，半小时后用NDJ-1E旋转粘度计测定其粘度。
A品3次：84.78、85.23.85.18，也即平均粘度85mpds；
B品3次：215.70、215.80、215.75也即平均粘度215.75mpds。
表2 A、B检测结果表
| 指标 | A | B |
| 比重 | 0.75mg/ml | 0.3mg/ml |
| 黏度 | 85mpds | 215.75mpds |
由表1、表2可知，根据本实施例1的预处理壳聚糖的制备方法得到的食品级壳聚糖质量不仅达到了国家标准，而且本实施例1制备的食品级壳聚糖较市售的比重高，黏度低，反应后的该食品级壳聚糖外观膨胀，表明在强碱的作用下使本实施例1的食品级壳聚糖变性，其内部的三、四级结构破坏，致使高分子的食品级壳聚糖易于与乳酸进行反应，并且是在常温条件下即可完成高产率壳聚糖乳酸盐的生成。
实施例4取市售食品级壳聚糖196g，采用实施例1的制备方法(具体步骤详见实施例1步骤2)～步骤5))制备得到244.02g壳聚糖乳酸盐，产率为124.5％。
与实施例4得到的壳聚糖乳酸盐的产率比较，实施例1得到的壳聚糖乳酸盐产率高，说明本实施例1预处理后得到的食品级壳聚糖与乳酸反应完全，节省了反应时间，提高了生产产率。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)壳聚糖的预处理：称取工业级壳聚糖到乳酸溶液中，搅拌，溶解，加碱溶液调节pH，析出沉淀，分别依次加水、有机溶剂洗涤，得食品级壳聚糖；
2)向步骤1)所述食品级壳聚糖中边搅拌边加入乳酸乙醇溶液反应，过滤得滤液和滤渣，所述滤液备用，洗涤所述滤渣、烘干、粉碎，得所述壳聚糖乳酸盐；
其中，步骤1)中，所述工业级壳聚糖与所述乳酸溶液的质量体积比为1g:10ml，所述乳酸溶液浓度为1％，所述碱溶液选用5％NaOH，所述有机溶剂选用95％乙醇，pH为8-9；步骤2)中所述食品级壳聚糖与所述乳酸乙醇溶液的质量体积比为1:4；所述乳酸乙醇溶液包括乳酸溶液和乙醇，所述乳酸溶液与所述乙醇体积比1：5。
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其特征在于，步骤2)中反应的温度为常温。
3.根据权利要求2所述的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其特征在于，步骤2)中洗涤所述滤渣的溶剂选用乙醇，所述滤液和所述乙醇参与再次制备所述壳聚糖乳酸盐的反应，依此循环。
4.根据权利要求3所述的一种壳聚糖乳酸盐的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述滤渣与所述乙醇的质量体积比为1g:1.8ml～2.1ml。
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