CN108276505A - 一种水溶性壳低聚糖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水溶性壳低聚糖的制备方法，步骤如下：（a）将粉末状壳聚糖加入到装有盐溶液和稀酸溶液混合的溶液瓶内，搅拌均匀，（b）封盖，加热反应至2‑15min；（c）降温40‑65°C以及调节pH值为2.5‑5.5；（d）加入复合酶溶液；（e）升温至90‑95°C，保持10‑15min，再降温至40‑50°C；（f）进行板框式过滤，除去不溶物质；(g)将滤液进行超滤；(h)将超滤液使用薄膜蒸发器进行浓缩；(i)进行喷雾干燥。本发明将微波降解和酶法有机结合，一方面可以克服微波热解难控制导致产物分散的缺点，另一方面也可以克服酶法反应时间过长的缺点，实现一种快速且产物均一性较好的壳低聚糖制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及甲壳素深加工技术领域，具体涉及到一种水溶性壳低聚糖的制备方法。
背景技术
甲壳素是世界上仅次于纤维素的第二大有机资源，在自然界中广泛分布，主要存在于甲壳类动物、昆虫和植物细胞壁中，其中，甲壳类动物是甲壳素的主要来源，生活在海洋的甲壳类动物有2万多种，其中经济价值较大的有100多种，全世界每年仅水产加工过程中废弃的甲壳素就在15万吨以上。甲壳素以及甲壳素的脱乙酰产物-壳聚糖具有多种生理活性，已经广泛应用于工业、食品、医疗和美容等行业，仅在食品工业中，甲壳素和壳聚糖就可以作为抗菌剂、保鲜剂、食品添加剂、酶固定化载体和污水处理剂等。国内甲壳素和壳聚糖的需求量超过4000吨/年，实际产量供不应求。
甲壳素和壳聚糖具有多种生物活性，但甲壳素分子量大且分子内氢键作用强，不溶于水、稀酸和稀碱，壳聚糖虽然含有大量的氨基，也仅能溶解于稀酸，而不能溶解于水和稀碱，较差的溶解性严重制约甲壳素和壳聚糖的进一步应用和产品开发。此外，甲壳素和壳聚糖的水不溶性和大分子结构也导致了其食用安全性、可吸收性以及适用人群的不确定性。近些年的研究表明，与壳聚糖相比，壳低聚糖（壳寡糖）在水溶性、保湿型、抗菌性、抗肿瘤和免疫促进等方面表现出独特的功能性质，表现出更好的产业化应用前景。
当前，壳低聚糖的制备方法主要有酸法、酶法和微波法。酸水解法价格低廉、操作简单，但是对环境污染较大，而且，过程较剧烈、难以控制。酶法主要是采用专一性酶或者非专一性酶对壳聚糖进行降解，酶法制备壳低聚糖的过程可控，产物分子量易控制，反应条件温和，对环境污染小，中国发明专利ZL200710053139.2《一种酶法降解壳聚糖生产壳寡糖的方法》公开了一种能高效表达壳聚糖酶的芽孢杆菌，用于生产壳寡糖，中国发明专利ZL03112619.7《一种甲壳低聚糖的制备方法及应用》公开了非专一性复合酶生产壳低聚糖的方法，然而酶法反应时间普遍较长，在大规模产业化应用方面有一定的限制。中国发明专利ZL03138817.5《微波降解的甲壳低聚糖化合物及其制备方法》公开了一种在电解质作用下微波降解壳聚糖制备壳低聚糖的方法，该方法无污染、降解效率高，但过程控制较难，难以获得分子量集中的低分子量壳低聚糖。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高效且产物可控的水溶性壳低聚糖制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种水溶性壳低聚糖的制备方法，步骤如下：（a）将粉末状壳聚糖加入到装有盐溶液和稀酸溶液混合的溶液瓶内，搅拌均匀，使壳聚糖溶液浓度为5%-10%（w/v）；（b）将所述瓶封盖，放入至加热功率为400-1000W的微波炉中进行加热反应至2-15min；（c）将所述步骤（b）结束后的溶液降温至40-65°C以及调节pH值为2.5-5.5；（d）在所述步骤（c）的溶液中加入复合酶溶液；（e）所述步骤（d）结束后，将所述瓶内溶液升温至90-95°C，保持10-15min，再降温至40-50°C；（f）所述步骤（e）结束后，进行板框式过滤，除去不溶物质；(g)将所述滤液进行超滤，膜分子量截留值不低于7000；(h)将所述超滤液使用薄膜蒸发器进行浓缩，使固形物含量不低于20%；(i)进行喷雾干燥。
所述步骤（a）的盐溶液为0.05-0.2mol/L的NaCl、KCl、MgC2或CaCl2，稀酸溶液为0.5-3%（w/v）的稀盐酸或醋酸溶液。
所述步骤（b）的加热时间为8min。
所述步骤（c）降温为50°C，调节pH值为5.0。
所述步骤（d）的复合酶为纤维素酶、淀粉酶和果胶酶，重量组成比例为1:1:1，所述复合酶的添加量为1.5%（w/v）并在50°C下保温搅拌反应1h。
将所述步骤(e)溶液升温为90°C，保持时间为15min，再降温至50°C。
本发明的有益效果是：
利用将微波降解和酶法有机结合，一方面可以克服微波热解难控制导致产物分散的缺点，另一方面也可以克服酶法反应时间过长的缺点，实现一种快速且产物均一性较好的壳低聚糖制备方法。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
(a)溶解：称取一定量粉末状壳聚糖，加入浓度为2%(w/v)的醋酸溶液中，溶液中含有1.2%(w/v)的NaCl，壳聚糖终浓度为5-10%（w/v），搅拌均匀，是壳聚糖完全溶解；
(b)微波：（a）结束后，封盖，至于微波炉中，在600w下加热反应8min；
(c)降温、调pH值：（b）结束后，降温至50°C，调节pH值为5.0；
(d)加酶酶解：复合酶为纤维素酶、淀粉酶和果胶酶，重量组成比例为1:1:1，溶解于少量水中，加入（c）的溶液中，复合酶的添加量为1.5%（w/v），在50°C下保温搅拌反应1h；
(e)灭酶：步骤（d）结束后，升温至90°C，保持15min，再降温至50°C；
(f)过滤：步骤（e）结束后，板框式过滤，除去不溶物质；
(g)超滤：步骤（f）结束后，滤液进行超滤，膜分子量截留值不低于7000；
(h)真空浓缩：步骤（g）结束后，超滤液使用薄膜蒸发器进行浓缩，使固形物含量不低于20%；
(i)喷雾干燥：步骤（h）结束后，进行喷雾干燥，即得到水溶性壳低聚糖产品。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种水溶性壳低聚糖的制备方法，其特征在于，步骤如下：（a）将粉末状壳聚糖加入到装有盐溶液和稀酸溶液混合的溶液瓶内，搅拌均匀，使壳聚糖溶液浓度为5%-10%（w/v）；（b）将所述瓶封盖，放入至加热功率为400-1000W的微波炉中进行加热反应至2-15min；（c）将所述步骤（b）结束后的溶液降温至40-65°C以及调节pH值为2.5-5.5；（d）在所述步骤（c）的溶液中加入复合酶溶液；（e）所述步骤（d）结束后，将所述瓶内溶液升温至90-95°C，保持10-15min，再降温至40-50°C；（f）所述步骤（e）结束后，进行板框式过滤，除去不溶物质；(g)将所述滤液进行超滤，膜分子量截留值不低于7000；(h)将所述超滤液使用薄膜蒸发器进行浓缩，使固形物含量不低于20%；(i)进行喷雾干燥。
2.根据权利要求1所述的一种水溶性壳低聚糖的制备方法，其特征在于：所述步骤（a）的盐溶液为0.05-0.2mol/L的NaCl、KCl、MgC2或CaCl2，稀酸溶液为0.5-3%（w/v）的稀盐酸或醋酸溶液。
3.根据权利要求1所述的一种水溶性壳低聚糖的制备方法，其特征在于：所述步骤（b）的加热时间为8min。
4.根据权利要求1所述的一种水溶性壳低聚糖的制备方法，其特征在于：所述步骤（c）降温为50°C，调节pH值为5.0。
5.根据权利要求1所述的一种水溶性壳低聚糖的制备方法，其特征在于：所述步骤（d）的复合酶为纤维素酶、淀粉酶和果胶酶，重量组成比例为1:1:1，所述复合酶的添加量为1.5%（w/v）并在50°C下保温搅拌反应1h。
6.根据权利要求1所述的一种水溶性壳低聚糖的制备方法，其特征在于：将所述步骤(e)溶液升温为90°C，保持时间为15min，再降温至50°C。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180713 |
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