CN113234176A - 一种艾考糊精的制法 - Google Patents

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Abstract

一种艾考糊精的制法，属于环糊精生产技术领域，依次包括：糊化、酸解、脱色和超滤工序，其特征是：所述糊化工序包括将不溶性有机颗粒、淀粉和水在90～100℃下混合、搅拌，在常温调浆的步骤，其中，所述不溶性有机颗粒添加量为淀粉重量的1‑2％。所述不溶性有机颗粒是聚苯乙烯微球、不溶性纤维素颗粒或聚(N‑异丙基丙烯酰胺)微凝胶粒子。与现有技术相比，本发明酸解前先对淀粉液进行糊化，糊化中添加不溶性有机颗粒，使淀粉分散均匀，防止淀粉老化，减少不溶性淀粉颗粒产生，提高产品转化率及收率。

Description

一种艾考糊精的制法
技术领域
本发明涉及一种艾考糊精的制法，属于环糊精生产技术领域。
背景技术
艾考糊精作为腹膜透析液的主要活性成分，是淀粉通过α-(1-4)和少于10％的α(1-6)糖苷键连接的水溶性葡萄糖聚合物，重均分子量在13000-19000Da，数均分子量在5000-6500Da。
Baxter公司生产的艾考糊精腹膜透析液(Extraneal)已于2003年在日本获批上市。艾考糊精作为一种葡萄糖聚合物可通过淀粉酸解，碱液或酶解降解为小分子聚合物，后经过分子量筛选得到艾考糊精。
公开号为CN103467608A的中国专利公开了一种艾考糊精及其制备方法，制备方法包括以下步骤：A、将谷物淀粉和水配置为底物浓度为20-50wt％的溶液后，加入酸形成反应液，所述酸的终浓度为0.1-1.5％(V/V)，在温度为70-93℃条件下，进行水解反应，同时对反应进程进行监控，当所述反应液用毛细管内径为0.9-1.0mm的乌氏粘度计测得流出时间在2-4min，用碱溶液将反应液中和至pH7，终止水解反应，得产物1，反应时间为0.5-4h；B、对产物1进行分子量筛选，得重均分子量在1.3-1.9万Da的产物2；C、对产物2进行干燥固化，即得。该申请方案的方法未经纯化，产品杂质多，α-(1-4)和α(1-6)糖苷键比例不易控制。
公开号为CN105524181A的中国专利在前述专利(CN103467608A)基础之上进行了脱色、精滤处理，具体是通过两次活性炭脱色以及精滤、超滤，但其没有实际数据支持具体产品质量，α-(1-4)和α(1-6)糖苷键比例不易控制。。
公开号为CN105131135A的中国专利，该方案强调了脱色对产品料液颜色的影响，关于产品支链度或分子量分布没有说明。
公开号为CN106755199A的中国专利用酶解法制备艾考糊精纯化工艺复杂，成本高，不适合工业化生产。
发明内容
本发明提供一种艾考糊精的制法，主要通过优化糊化、酸解工艺，提高反应效率，增大转化率；本发明配合脱色、超滤工艺，使目标产物分子量分布更集中。
本发明具体采用如下技术方案：
一种艾考糊精的制法，依次包括：糊化、酸解、脱色和超滤工序，其特征是：
所述糊化工序包括将不溶性有机颗粒、直链淀粉、支链淀粉和水在90～100℃下混合、搅拌，在常温调浆的步骤，其中，所述不溶性有机颗粒添加量为淀粉重量的1-2％。
其中，所述的直链淀粉和支链淀粉的混合物地重量比为1.5：1～5：1。
其中，所述不溶性有机颗粒是聚苯乙烯微球、不溶性纤维素颗粒或聚(N-异丙基丙烯酰胺)微凝胶粒子，其最佳选择是聚苯乙烯微球，聚苯乙烯微球最大粒径为25-50纳米，且粒径均一度小于3％。
本发明糊化工序加入颗粒乳化剂的机理是：
申请人在本发明淀粉糊化过程中采用流变仪和差示扫描量热仪进行实施监控，发现：1)直链淀粉含有较多的α-(1-4)糖苷键，而支链淀粉含α(1-6)糖苷键较多，通过两者的适当比例混合，能够使艾考糊精α-(1-4)和α(1-6)糖苷键聚合物比例符合要求。
2)糊化过程中吸热峰是淀粉凝胶化初始的关键(特别是第一个吸热峰的出现时间)，而淀粉糊化过程中的流变性与吸热峰具有相关性，换言之：糊化过程保持淀粉糊的流动性(或黏度)，可以延缓或防止淀粉在糊化升温过程中出现淀粉凝胶化；
3)可以一定程度上防止淀粉分子片段在后续酸解过程的直链分析与支链分子、支链分子与支链分子之间的重组作用，从而增大酸解的转化率；
4)可以增加糊化分散度，防止不溶性颗粒产生。
本发明中，最优选聚苯乙烯微球的原因是，该产品是成熟的市售商品。
所述酸解工序包括将糊化后的淀粉控制温度在一定温度下，缓慢滴加预先配制好的酸溶液，缓慢滴入反应液中，滴加完毕，保温反应。
其中，所述酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸溶液，其质量浓度为0.2～0.5％；
其中，酸解反应温度在85～100℃之间，反应时间1～3h。
其中，将酸溶液分步加入反应液中，控制滴加时间在30～50min之间。
在淀粉酸解过程中，申请人发现，反应底物的溶胀性以及升温速度与酸解转化率相关性大，本发明糊化过程中添加的不溶性有机颗粒可降低酸解过程中的溶胀程度，且采用滴加方式降低升温速率，可有效提高酸解转化率。
本发明还包括如下步骤，具体的：
其中，酸解后体系调pH至3～4之间，终止反应，脱色，用超滤膜进行分子量筛选，最终料液喷雾干燥即得成品。
优选的，所述超滤采用100KDa和5000Da超滤膜分别进行分子量筛选；用5000Da超滤膜进行超滤时用旋光仪监测渗出液值至0.2～0.5之间，停止超滤。
与现有专利技术相比，本发明的有益效果如下：
1)本发明酸解前先对淀粉液进行糊化，使淀粉分散均匀，防止淀粉老化，减少不溶性淀粉颗粒产生，提高产品转化率及收率；
2)使淀粉酸解更均匀，分子量分布指数在2.5以内。
3)采用低酸高温的酸解方式，减少后续大量盐的产生，提高产品质量。
4)5000Da超滤过程用旋光仪跟踪外排液，工艺稳定易控制。
5)本工艺反应温和，α(1-6)糖苷键少于10％。
附图说明
图1是本发明艾考糊精核磁碳谱；
图2是原研Extraneal核磁碳谱；
由图1、2对比可知，最终产品的核磁碳谱和原研产品Extraneal基本一致。
具体实施方式
实施例1
1)调浆液化：将淀粉100g、水300g和聚苯乙烯微球1-2g常温混合调浆，置于100℃水浴锅中搅拌糊化20min；
2)将糊化后的淀粉降至90℃，将100g质量浓度0.27％的盐酸溶液缓慢滴入反应液中，控制在30min之内滴加完毕；保温反应2h；
3)调pH至3～4之间，终止反应，脱色，分别用100KDa和5000Da超滤膜进行分子量筛选，5000Da超滤过程用旋光仪跟踪外排液旋光度值为0.200时结束超滤，料液喷雾干燥即得成品。收率67.4％(淀粉干品计)。
4)本实施例所得艾考糊精重均分子量1.50万Da，数均分子量6300Da，分布指数2.38。
实施例2
1)调浆液化：将玉米淀粉100g、水800g和不溶性纤维素颗粒1-2g常温混合调浆，置于95℃水浴锅中搅拌糊化30min。
2)将糊化后的淀粉控制在95℃，将100g质量浓度0.4％的硝酸溶液缓慢滴入反应液中，控制在40min之内滴加完毕；保温反应3h；
3)调pH至3～4之间，终止反应，脱色，分别用100KDa和5000Da超滤膜进行分子量筛选，5000Da超滤过程用旋光仪跟踪外排液旋光度值为0.350时结束超滤，料液喷雾干燥即得成品。收率68.2％(淀粉干品计)。
4)本实施例所得艾考糊精重均分子量1.41万Da，数均分子量6000Da，分布指数2.35
实施例3
1)调浆液化：将玉米淀粉100g、水200g和聚(N-异丙基丙烯酰胺)微凝胶粒子1-2g常温混合调浆，置于95℃水浴锅中搅拌糊化50min；
2)将糊化后的淀粉降至85℃，将100g质量浓度0.4％的硫酸溶液缓慢滴入反应液中，控制在30min之内滴加完毕；保温反应2.5h；
3)调pH至3～4之间，终止反应，脱色，分别用100KDa和5000Da超滤膜进行分子量筛选，5000Da超滤过程用旋光仪跟踪外排液旋光度值为0.250时结束超滤，料液喷雾干燥即得成品。收率67.7％(淀粉干品计)。
4)本实施例所得艾考糊精重均分子量1.58万Da，数均分子量6400Da，分布指数2.47。
对比实施例1
1)调浆：将玉米淀粉100g和水300g常温混合调浆，置于90℃水浴锅中。
2)缓慢滴加100ml质量浓度0.27％的盐酸溶液，控制在30min之内滴加完毕；保温反应3h；
3)调pH至3～4之间，终止反应，脱色，分别用100KDa和5000Da超滤膜进行分子量筛选，5000Da超滤过程用旋光仪跟踪外排液旋光度值为0.300时结束超滤，料液喷雾干燥即得成品。收率49.7％(淀粉干品计)。
4)本实施例所得艾考糊精重均分子量1.71万Da，数均分子量6000Da，分布指数2.85。
对比实施例2
1)调浆液化：将玉米淀粉100g和水300g混合调浆，加入硫酸，控制终酸浓度在0.2％；
2)升温至85℃，保温反应3.0h；
3)调pH至3～4之间，终止反应，脱色，先用100KDa的超滤膜去除大分子量，后用5000Da超滤膜去除小分子量，旋光仪跟踪超滤外排液至旋光度值在0.400结束超滤，料液喷雾干燥即得成品。收率46％。
4)本实施例所得艾考糊精重均分子量1.74万Da，数均分子量5400Da，分布指数3.22。
特别说明：实施例和对比例中，所述的淀粉均为直链淀粉和支链淀粉的混合物。

Claims (10)

1.一种艾考糊精的制法，依次包括：糊化、酸解、脱色和超滤工序，其特征是：
所述糊化工序包括将不溶性有机颗粒、淀粉和水在90～100℃下混合、搅拌，在常温调浆的步骤，其中，所述不溶性有机颗粒添加量为淀粉重量的1-2％；
其中，所述的淀粉为直链淀粉和支链淀粉的混合物。
2.根据权利要求1所述的艾考糊精的制法，其特征是，所述的直链淀粉和支链淀粉的混合物地重量比为1.5：1～5：1。
3.根据权利要求1所述的艾考糊精的制法，其特征是，所述不溶性有机颗粒是聚苯乙烯微球、不溶性纤维素颗粒或聚(N-异丙基丙烯酰胺)微凝胶粒子。
4.根据权利要求3所述的艾考糊精的制法，其特征是，所述聚苯乙烯微球最大粒径为25-50纳米，且粒径均一度小于3％。
5.根据权利要求1所述的艾考糊精的制法，其特征是，所述酸解工序包括将糊化后的淀粉控制温度在一定温度下，缓慢滴加预先配制好的酸溶液，缓慢滴入反应液中，滴加完毕，保温反应。
6.根据权利要求5所述的艾考糊精的制法，其特征是，所述酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸溶液，其质量浓度为0.2～0.5％。
7.根据权利要求5所述的艾考糊精的制法，其特征是，酸解反应温度在85～100℃之间，反应时间1～3h。
8.根据权利要求5所述的艾考糊精的制法，其特征是，将酸溶液滴加入反应液中，控制滴加时间在30～50min之间。
9.根据权利要求1所述的艾考糊精的制法，其特征是，酸解后体系调pH至3～4之间，终止反应，脱色，用超滤膜进行分子量筛选，最终料液喷雾干燥即得成品。
10.根据权利要求9所述的艾考糊精的制法，其特征是，所述超滤采用100KDa和5000Da超滤膜分别进行分子量筛选；用5000Da超滤膜进行超滤时用旋光仪监测渗出液值至0.2～0.5之间，停止超滤。
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