CN1148383C - 高堆积密度壳聚糖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高堆积密度壳聚糖及其制备方法。是以普通壳聚糖为原料，经酸化，碱化或盐析，脱盐，脱水，干燥等步骤制得高堆积密度壳聚糖，其堆积密度达0.55-0.70 T/M³(25℃)，且具有98-99.6%高纯度。本发明的制备方法具有工艺简单、成本低、产品质量稳定、得率高、易于工业化和适应不同来源壳聚糖的特点。能促进对壳聚糖堆积密度有要求的领域的应用发展。

Description

高堆积密度壳聚糖及其制备方法

技术领域

本发明涉及含有氨基的碱性多糖化合物，尤其是关于高堆积密度壳聚糖及其制备方法。

背景技术

壳聚糖又名壳多糖(chitosan)、脱乙酰甲壳素、几丁聚糖、聚葡萄糖胺，广泛应用于日化、烟草、医药保健品、水处理等行业。主要原料来源为虾壳、蟹壳、微生物、家蝇、蚕蛹壳等，一般经酸脱钙，碱脱脂与蛋白而加工成甲壳素，再由甲壳素脱去乙酰基而成壳聚糖。由上述原料和方法制得的壳聚糖，其堆积密度通常为0.3T/M³(25℃)左右，从而影响了它的应用。例如壳聚糖用于药品中，由于堆积密度偏小，导致在一定剂量下灌装的胶囊，服用时所需粒数多，给使用者带来不便。因此，人们期望寻找一种能提高壳聚糖堆积密度的制备方法，以提供高堆积密度壳聚糖，满足市场的需求。

发明内容

本发明提供一种高堆积密度壳聚糖及其制备方法，是以一般的壳聚糖为原料，如上所述其堆积密度仅为0.3T/M³(25℃)左右，经酸化，碱化或盐析，脱盐，脱水，干燥等步骤制得高堆积密度壳聚糖，其堆积密度可达0.55-0.7T/M³(25℃)。

本发明所指的堆积密度，是指25℃下的体积密度。可通过以下方法获得壳聚糖的堆积密度，制造一个长10cm，宽10cm，高10cm容积为V＝0.001M³的矩形开口容器，将壳聚糖从离容器开口处20cm处的上方自由落入容器中，直至容器内填满壳聚糖，用直尺刮平容器开口处，称量容器内壳聚糖的重量，得重量G(T)，

本发明高堆积密度壳聚糖的制备方法，包括下列步骤：

(1)酸化壳聚糖用无机酸，例如盐酸、硫酸、磷酸等或用有机酸，例如乙酸、丙酸、水杨酸等进行酸化，搅拌10分钟-4小时，壳聚糖与酸的重量比为0.5-1∶1-10，待壳聚糖充分溶解后，离心过滤，滤去不溶物，得滤液；

(2)碱化或盐析  滤液中加入碱，例如氢氧化钠、氢氧化钾，氢氧化铵，生物碱等，调节PH值为7-14进行碱化后，析出固体物。或滤液中也可加入金属盐，例如硫酸钠，硫酸钾，硫酸铵，氯化钠，氯化钾，氯化镁等进行盐析，析出固体物，金属盐与壳聚糖重量比为0.5-4∶1，析出的固体物通过离心或压榨分离；

(3)脱盐析出的固体物用为其量的1-50倍的水或C₁-C₆的醇，或水与C₁-C₅醇的混合物充分洗涤，过滤，或置于水中透析，直至固体物不含盐；

(4)脱水  将脱盐的固体物用C₁-C₆的醇、C₃-C₆的酮或乙醚进行脱水；

(5)干燥脱水的固体物可进行常温自然干燥，或在60-80℃下干燥24-48小时，或冷冻干燥，或加水、C₁-C₅的醇、水与C₁-C₆醇的混合物进行喷雾干燥，得产物高堆积密度壳聚糖。脱盐的固体物也可不经过脱水的步骤，直接进入干燥步骤进行干燥得高堆积密度壳聚糖。采用本发明制备方法，产物高堆积密度壳聚糖的纯度可达98.0-99.6％。得率可达95-99％。

本发明制备的高堆积密度壳聚糖与一般的壳聚糖相比，其化学性质无任何改变，但外观和流动性有很大改变。一般的壳聚糖为米色蓬松片状物，流动性很差，即使粉碎至80目仍旧为片状，流动性仍很差。而高堆积密度壳聚糖则为米色紧密的粉状物，流动性好，粉碎至80目为固体细颗粒，流动性更好。

本发明高堆积密度壳聚糖的制备方法采用的设备简单，例如离心机，压榨机，喷雾干燥机等都为通用设备。采用的辅料也是一般的无机酸，有机酸，碱，乙醇，丙酮，乙醚，金属盐等，价格也便宜。生产工艺简单，成本低，得率高达95-99％。制得的产品高堆积密度壳聚糖具有高纯度98-99.6％，高堆积密度0.55-0.70T/M³(25℃)，产品质量稳定，易于工业化和适应不同来源壳聚糖的特点。因此本发明能促进对壳聚糖堆积密度有要求的领域的应用发展。

以下通过实施例将有助于进一步阐明本发明的技术方案，但并不限制本

发明的范围。

具体实施方式

实施例1

1000g壳聚糖用70L 3％的盐酸溶液进行酸化(壳聚糖与盐酸的重量比为0.5∶1)，搅拌2h，滤去不溶物。滤液中加入浓度为0.1％的氢氧化钠，调节PH值为7，析出固体物，离心除去含盐溶液，再加入固体物重量1倍的水，搅拌后再离心，重复以上操作，充分洗涤直至固体物不含盐。再加入2L甲醇脱水，脱水后的固体物室温自然干燥一星期，得高密度壳聚糖950g，得率95％，纯度99.0％，堆积密度0.62T/M³(25℃)。

实施例2

1000g壳聚糖用1000L 1％的乙酸溶液进行酸化(壳聚糖与乙酸的重量比为1∶10)，搅拌1h，滤去不溶物。滤液中加入浓度为5％的氢氧化钾，调节PH值为9，析出固体物，压榨除去含盐溶液，再加入固体物重量10倍量的水，搅拌后重新压榨，重复以上操作，充分洗涤，直至固体物不含盐。再加入固体物重量3倍量的30％乙醇溶液，直接喷雾干燥得高密度壳聚糖960g，得率96％，纯度99.2％，堆积密度0.65T/M³(25℃)。

实施例3

1000g壳聚糖用400L 0.5％的硫酸溶液进行酸化(壳聚糖与硫酸的重量比为0.5∶1)，搅拌3h后，滤去不溶物。滤液中加入浓度为5％的硫酸铵溶液80L进行盐析(硫酸铵与壳聚糖的比例为4∶1)，析出固体物。将固体物置于布袋中用水透析，直至固体物不含盐后离心，再加入丙酮脱水，冷冻干燥，得高密度壳聚糖965g，得率96.5％，纯度99.6％，堆积密度0.70T/M³(25℃)。

实施例4

1000g壳聚糖用8L 31％的水杨酸进行酸化，搅拌充分酸化后，用水稀释至水杨酸溶液浓度为0.5％。过滤后滤液中加入浓度为1％的NaCl溶液100L进行盐析(NaCl与壳聚糖的重量比例为1∶1)，析出固体物。收集固体物，加入与固体物同体积的丙醇与水混合物搅拌后离心，丙醇与水比例为1∶1，重复以上操作，直至固体物不含盐。将固体物于80℃干燥30小时，得高密度壳聚糖970g，得率97％，纯度98.6％，堆积密度0.58T/M³(25℃)。

实施例5

1000g壳聚糖用30L 15％磷酸溶液进行酸化(壳聚糖与磷酸的重量比为1∶4.5)，充分酸化后稀释至磷酸溶液浓度为1％。过滤后滤液中加入5％的氨水溶液，调节PH值为14，析出固体物。加入固体物重量50倍的水，搅拌后离心，重复以上操作，充分洗涤，直至固体物不含盐。直接在室温下自然干燥后，粉碎至80目，得高密度壳聚糖990g，得率99％，纯度98.0％，堆积密度0.55T/M³(25℃)。

Claims (6)

1、一种高堆积密度壳聚糖，其特征在于它是具有堆积密度在25℃时为0.55-0.70T/M³的壳聚糖。

2、如权利要求1所述的高堆积密度壳聚糖的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

(1)酸化  壳聚糖用无机酸或有机酸进行酸化，搅拌10分钟-4小时，壳聚糖与酸的重量比为0.5-1∶1-10；

(2)碱化或盐析  加入碱，调节PH值为7-14，碱化后析出固体物，或加入金属盐进行盐析，析出固体物，金属盐与壳聚糖重量比为0.5-4∶1；

(3)脱盐  析出的固体物用为其体积量的1-50倍的水、C₁-C₆的醇或水与C₁-C₆醇的混合物洗涤，过滤，或置于水中透析，直至固体物不含盐；

(4)脱水  脱盐固体物用C₁-C₆的醇、C₃-C₆的酮或乙醚进行脱水；

(5)干燥  进行常温自然干燥，或于60-80℃干燥24-48小时，或冷冻干燥，或加水、C₁-C₆的醇或水与C₁-C₆醇的混合物进行喷雾干燥，得高堆积密度壳聚糖。

3、如权利要求2所述的制备方法，其特征在于脱盐的固体物可以不经过脱水步骤，直接进入干燥步骤，得高堆积密度壳聚糖。

4、如权利要求2所述的制备方法，其特征在于酸化用的无机酸包括盐酸、硫酸或磷酸。

5、如权利要求2所述的制备方法，其特征在于酸化用的有机酸包括乙酸、丙酸或水杨酸。

6、如权利要求2所述的制备方法，其特征在于进行盐析的金属盐包括硫酸钠，硫酸钾、硫酸铵、氯化钠、氯化钾或氯化镁。