CN1410542A - 一种偶联酶解制备几丁寡糖的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用多级预处理与膜分离生物反应器偶联酶解几丁聚糖，制备所需不同聚合度与高活性几丁寡糖产品的工业化规模生产的方法和设备。该方法包括：对几丁聚糖原料进行搅拌溶解和生物酶降解；一级酶水解产物的预处理；二级酶降解反应和二级预处理；应用超滤膜技术，定向分离出有高生理活性的几丁寡糖溶液；对超滤透过液的纳滤。该设备包括依次相连的溶解与酶降解反应过滤装置、二次酶降解反应过滤装置和超滤分离组件，超滤分离组件的输出端与纳滤设备相连通。本发明不仅反应过程温和，反应条件容易满足，生产成本低，操作方便，而且在生产过程中还具有对原料的要求低、设备利用率高、可以连续化生产、产品收得率高等诸多优点。

Description

一种偶联酶解制备几丁寡糖的方法及设备

技术领域

本发明涉及一种应用多级预处理与膜分离生物反应器偶联酶解几丁聚糖，制备所需不同聚合度与高活性几丁寡糖产品的工业化规模生产的方法和设备。

背景技术

几丁寡糖，是通过降低几丁聚糖的聚合度，使其在β(1，4)糖苷键聚合有4～20个氨基葡萄糖的几丁低聚糖。由于几丁寡糖具有极好的生理亲和性，目前被广泛地应用于：1、医药和新药的开发方面，特别是应用于增强人体免疫力和治疗癌症的新药开发方面；2、具有明显疗效的保健品与健康食品的添加剂方面和日用化妆品方面；3、生物与农作物的生长调节剂和无公害生物农药方面；4、已经作为纺织品涂覆剂或者织成纤维，应用于需要抑制细菌环境的换代纺织品方面；5、环境保护方面，特别是作为絮凝剂、混凝剂等应用于对污染水的处理方面以及用于可降解的无公害食品包装物方面；等等。

目前，可提供的几丁寡糖制备的技术途径有：酸解法、氧化法和酶解法。通常是通过这三种途径来降解相对高聚合度的几丁聚糖，使其聚合度降低，继而采用层析法、离子交换法或电渗析法进行分离提纯而获得几丁寡糖的。由于这些方法具有制备过程复杂、指标波动大、对环境的污染严重、产品收率低、制备成本高、产品的生理活性不一致等问题而限制了几丁寡糖产品的工业化大规模生产。

采用常规膜分离生物反应器技术，用于酶解几丁聚糖来制备几丁寡糖的方法和装置，由于对原料的要求高，在工业化规模生产的过程中，要以较高的投入用于对原料的二次处理，并且在后续工序中，由于随原料带入的灰分和未降解的大分子物质未被分离，会严重堵塞膜分离反应器，降低了设备利用率，以至于在生产成本、生产周期、生产设备投入、降低环境污染以及产品的收得率等方面影响了工业化规模生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种应用多级预处理与膜分离生物反应器偶联酶解几丁聚糖，制备所需不同聚合度的、具有高活性的工业化大规模生产几丁寡糖的方法及设备。它不仅生产过程简单，生产成本大幅下降，对环境的污染小，而且还降低了生产过程对几丁聚糖和溶液等原料品质的要求，降低了生产设备对酶种的依赖，产品的收得率高，生理活性高，满足了对几丁寡糖的工业化大规模生产的要求。

本发明所提供的制备所需不同聚合度的、具有高活性的几丁寡糖产品方法的技术方案为：

(1)  一级酶水解过程：对几丁聚糖原料进行搅拌溶解和生物酶降解；

(2)  一级酶水解产物的预处理；

(3)  二级酶降解反应和二级预处理；

(4)  应用超滤膜技术，定向分离出有高生理活性的几丁寡糖溶液；

(5)  对超滤透过液的纳滤。

上述一级酶水解过程中的溶解，是指将片状或粉状几丁聚糖原料，按1％～12％重量，溶解于反应釜的溶解液中。这里所述的溶解液，可以是醋酸，也可以是柠檬酸、苹果酸、乳酸，以及如盐酸等其他可溶解几丁聚糖的酸液；溶解液的pH值，可按所选用的酸液能溶解几丁聚糖，且不析出为准。由于不同批次、不同产地的几丁聚糖原料的清洗程度不一致，实际用酸量，应以pH值调整在3～6之间，溶解液的温度可控制在20～55℃的范围内(pH值和温度值的确定，以所选酶种的最佳反应需要为准)；

上述一级酶水解过程中的生物酶降解，是指对溶解了的几丁寡糖溶液，加入相当于几丁聚糖原料重量0.05～5％的生物酶(确定的用量，以所选用的降解酶的活性要求为准)，同时，在加入生物酶之前，还应进一步调节这个反应釜中溶液的pH和温度值，使之能满足生物酶的最佳降解环境；目前已确定有多种生物酶具有对几丁聚糖的降解作用，如纤维素酶、半纤维素酶、木瓜蛋白酶、溶菌酶、壳聚糖酶、甲壳素酶等，或者多种酶的复合生物酶以及变异酶等，对这些酶种的选定，可依据酶活高、来源稳定、成本低以及无毒无害、环境污染小等原则来选择。

所述的一级酶水解产物的预处理，是指对一级酶水解产物的第一级过滤，这个过程可采用2～10μm的微滤器一次过滤，透过液进入下一级生产流程，也可采用二次过滤，先以60～120目滤网将粗渣滤出，然后以2～10μm的微滤器的透过液进入下一级生产流程，以达到滤出由几丁聚糖等原料带入的灰分、不溶解物和其它颗粒性杂质，减少对后续设备的堵塞和损坏；第一级过滤的截留液，返回到一级酶水解反应釜中，以便对其中的未溶解或未降解到位的几丁聚糖进行继续溶解和酶解；这个过程，也可以复合在一个微滤器设备中完成。

上述处理过程的启动运行，可在一级酶解反应釜内的反应物粘度比初始值下降了约40～60％、釜内溶液开始呈现出较好的流动性时开始。

所述的二级酶降解反应，是指对一级酶解产物经过一级预处理的透过液，在此环节中进一步进行酶降解和预过滤。二级酶降解的设备可以是酶解反应釜；预处理设备可以选择孔径是0.1～2μm范围内任一种微滤器；其透过液可以进入后一级缓冲储罐中或直接进入下一流程的膜分离器进行分离，截留液可返回二级酶解反应釜继续进行酶降解。在这个阶段中，要对反应釜中的物料进行酶活、pH值和温度的测控，使得这些参数保持在设定值附近。

所述的二级酶降解反应和二级预处理过程的目的，在于让酶降解反应液中分子量已经切割到位或者即将切割到位的产物，尽快进入到下一阶段的超滤膜分离流程，脱离继续切割降解的环境，避免过分降解为超低聚合度(四糖以下)的产品标准之外的产物，提高产物收得率；并且进一步滤出在一级酶解和预处理阶段未能截留的灰分、不溶解物和其它小颗粒固态杂质，减少它们对后续流程中的膜分离设备的堵塞和损坏，提高设备利用率。

所述的应用超滤膜技术，采用中空纤维超滤组件或平板超滤器组成，中空纤维超滤器可以是内压式结构，也可以是外压式结构；超滤器的规模可根据生产规模的大小确定，这个超滤膜设备系统，也可以由多组或多台超滤器以并联连接方式而构成；

此处所述的定向分离，是指按照产品给定的分子量切割指标，选择与分子量对应孔径的超滤膜组件，如选用分子量分离范围在500～50000的多种超滤膜，可以多组串联排列进行超滤分离。在实施超滤的过程中，第一级超滤器的截留液，返回二级酶降解反应环节，进行继续酶解；对其后续按照串联方式排列的超滤器，依次进行超滤分离；其截留液返回前级缓冲罐，其透过液流入本级缓冲罐，按所切割的分子量从大到小依次排列、顺序超滤分离。这样，在各级缓冲罐中就获得了按照不同切割分子量的产物；

所述纳滤过程，是指将上述过程中所获得的不同分子量的超滤透过液，再次经过由截留分子量在200以下的各式纳滤机，将料液中的水分、单分子和二、三聚合度的几丁低聚糖、酶解反应液中所含有的Ac^-1和Cl^-1以及Na⁺、Mg⁺等金属离子和盐份滤出，所获得的截留液就是经过脱盐和浓缩的高活性几丁寡糖。这一过程中料液的浓缩浓度可达20～40％或者更高，除盐率可达80～95％。

纳滤后进行干燥处理，可进行冷冻干燥、低温真空干燥或者喷雾干燥等，以获得具有高生物活性的固态状或粉状几丁寡糖产品。

本发明所提出的应用多级预处理与膜分离反应器偶联酶解制备几丁寡糖的方法和装置，其生产过程的操作特点，可以是分批次、分阶段的全流程操作过程，也可为持续性的全流程操作过程，非常适合于工业化规模生产。

本发明所提供的制备所需几丁寡糖设备的技术方案为：包括依次相连的溶解与酶降解反应过滤装置、二次酶降解反应过滤装置和超滤分离组件，超滤分离组件的输出端与纳滤设备相连通。

上述方案中，所述的溶解与酶降解反应过滤装置包括有溶解—酶降解反应釜1和微滤器3，通过送料泵2使它们相连通，微滤器的孔径为2～10μm，微滤器的截留液口4与溶解—酶降解反应釜相连通，透过液口5与二次酶降解反应过滤装置相接；所述的二次酶降解反应过滤装置由二级酶降解反应釜7、二级微滤器8和透过液缓冲罐9及送料泵22组成，二级微滤器的孔径为0.1～2μm，二级微滤器的截留液口与二级酶降解反应釜通过送料泵相接通，二级微滤器的透过液口与透过液缓冲罐导通，透过液缓冲罐的出液口与超滤分离组件相接通；所述的超滤分离组件由中空纤维超滤组件或平板超滤器组成，依照分子量从大到小依次多级串联排列，超滤分离组件通常设置4-8级超滤分离器组，每级超滤分离器组配置有存储罐和工作泵，每级超滤分离器组可由多个超滤分离器并接构成，第一级超滤分离器组的截留液返回二级酶降解反应过滤装置，每级超滤分离器组的截留液口与前级超滤分离器组的存储罐导通，各存储罐的输出口通过阀与纳滤设备接通。

本发明所述的微滤器、超滤器和纳滤设备，可以直接购买商品设备，也可以由具有相应孔径的微滤、超滤和纳滤元器件设计制作构成，所构成的设备应该有较完善的反冲洗回路。

本发明与现有技术相比较，具有的有益效果是：

(1)采用多级预处理与膜分离反应器偶联酶解制备几丁寡糖的方法使生产过程对原料的要求有所降低，无论是粉剂还是片剂的几丁寡糖原料，本发明都能适应；

(2)应用多级预处理与膜分离反应器偶联酶解制备几丁寡糖的方法中的多级预处理过程，不仅有效地减少了超滤设备的堵塞问题，提高了后续设备的利用率，还有效地将分离后的酶反馈到前级继续重复使用，显著的提高了酶的利用率；

(3)由于应用多级预处理与膜分离反应器偶联酶解制备几丁寡糖的方法，可以实现产品的连续化生产；并且这一过程中有多级梯次降解、多级分离过程，因而可以有效将降解到位的产品及时分离，使其脱离有可能遭遇生物酶对合格产品的继续降解环境，其结果有效地提高了产品的收得率；

(4)对于所需的不同分子量的产品，可以通过选择具有与分子量相对应的不同孔径的超滤膜对反应液进行分离，以实现产品的多样化、系列化的要求；

(5)整个生产过程的反应液流程，全部是在密封性良好的管道、反应釜和储罐中进行，隔离了外部环境的干扰，有利于实现符合高卫生标准的生产要求条件和有利于对环境保护要求；

综上所述，由于应用多级预处理与膜分离反应器偶联酶解制备几丁寡糖的方法和设备，不仅具有反应过程温和，反应条件容易满足，生产成本低，操作方便，设备投资不高的优势，而且在生产过程中还具有对原料的要求低、设备利用率高、可以连续化生产、产品收得率高、满足产品的定向化、系列化、多样化要求、生产过程卫生条件好、有利于环保等优势。应用多级预处理与膜分离反应器偶联酶解制备几丁寡糖的方法和装置，是一种容易获得大工业规模化生产的有效方法和装置。

附图说明

图1为本发明设备一个实施例的结构示意图。

图2为本发明设备的一个实施例中酶降解反应过滤装置的结构示意图。

图3为本发明制备方法中反应液粘度变化曲线图示。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例。

实施例1：选用半纤维素复合酶作为几丁聚糖降解酶，酶降解的最佳环境为：pH＝5.3，温度t＝47℃，酶浓度为0.1％，底物浓度10％；按上述技术参数，在溶解—酶降解反应釜1内加入1000L(升)纯净水，再加入一定量的醋酸，将釜内溶液的pH值调整到5.3，釜内反应液温度在47℃±1℃时，再加入100kg几丁聚糖，搅拌溶解，1小时后，检查釜内料液的pH值，若有变化，需加入相应的酸或碱进行调整，合格后，将准备好的生物酶1000mL分散加入釜内，在维持釜内反应液温度的条件下，搅拌降解，2小时后，反应液粘度下降了40％，3～4小时后，釜内反应液粘度已经下降了60％左右；用粘度计测得溶解反应釜内反应液的时间-粘度曲线如图3所示。釜内反应液粘度比初始值下降了40～60％后，就可以开启送料泵2，料液顺利地经微滤器3，(此处也可以先经过金属丝网一次过滤器6，或经一次滤网23，再流入微滤器3，如图2、图1所示)，将料液分为两路流向：一路为截留液，返回原溶解—酶降解反应釜1继续降解，另一路为透过液，进入下一级流程二级酶降解反应釜7处理环节；

约60分钟左右的时间，经过上述的预过滤处理，将近有70％的反应液被转移到了二次酶降解反应釜7，测得此时的酶活含量高于一次酶降解反应釜中的含量；在继续维持反应釜7内的pH值和温度值的条件下，继续搅拌降解10分钟左右，即可开启送料泵22和二级预处理过滤设备8，对釜内反应液进行再次过滤；透过液可以流入缓冲罐9；也可以直接与后继的膜分离超滤器入口相接，进行超滤分离；截留液则可以返回溶解—酶降解反应釜1继续降解，也可以返回二级酶降解釜7继续降解；经检测，在这一环节处理后的反应液，所含灰分仅为原料中所含灰分的5％左右，反应液分子量基本上均在50000以下，与未经所述二级酶降解预过滤处理的反应液相比，在很大程度上改善了后级超滤膜装置的堵塞问题；

实施超滤膜定向切割分离几丁聚糖的过程如附图所示。本实施例采用四级超滤膜定向切割分离几丁聚糖，超滤器装置的水通量为5T/h；图中，9为前级反应液透过液缓冲储罐；10为第一级超滤分离器组，本实施例中选定的截留分子量为10000；11为第二级超滤分离器组，本实施例中选定的截留分子量为6000；12为第三级超滤分离器组，本实施例中选定的截留分子量为3000；13为第四级超滤分离器组，本实施例中选定的截留分子量为1000；14为第一级存储罐，储放为分子量在10000～6000范围的几丁寡糖产品溶液；15为第二级存储罐，储放为分子量在6000～3000范围的几丁寡糖产品溶液；16为第三级存储罐，储放为分子量在3000～1000范围的几丁寡糖产品溶液；17为第四级存储罐，储放为分子量小于1000的几丁寡糖产品溶液；本实施例中选用的分子量切割分离范围在10000、6000、3000、1000四种超滤膜组件设备，依照分子量从大到小依次多组串联排列进行超滤分离。在实施超滤的过程中，第一级超滤器的截留液，返回二级酶降解反应环节，进行继续酶解；对其后续按照串联方式排列的超滤器，依次进行超滤分离；其截留液返回前级缓冲罐，其透过液流入本级缓冲罐。经检测，获得1#产品214L(升)，2#产品178L，3#产品233L，4#产品211L，合计为836L。料液总收率为83.6％；将已经通过膜分离的几丁寡糖溶液，通过纳滤处理，可获得高浓度和高纯净度的几丁寡糖浓缩液。再进行冷冻干燥、低温真空干燥或者喷雾干燥，以获得具有高生物活性的固态状或粉状几丁寡糖产品。

在对经过纳滤设备浓缩和冷冻干燥后的实施例1的产品检测，获得结果为：

项目	冷冻干燥产物(kg)	最终产物/原料收得率(％)
			1#产品(分子量∈(10000，6000))	22.3	22.3
2#产品(分子量∈(6000，3000))	18.1	18.1
			3#产品(分子量∈(3000，1000))	24.3	24.3
4#产品(分子量∈(1000，300))	20.9	20.9
			产品总收率(％)	85.6kg	85.6％

经过对实施例1的工艺参数要求进行了多批次的实施，产品的指标的波动值均小于2％，一致性良好，适合于工业化规模生产。

实施例2：采用实施例1的设备条件，选用按一定比例的木瓜蛋白酶、果胶酶、纤维素酶和溶菌酶配制成一定量的复合酶，经试验，获得这种复合酶的水解最佳环境参数为：pH＝4.5，温度t＝42℃；反应液中酶浓度为2％，底物浓度为3～4.5％；

按上述所要求的技术参数，在溶解—酶降解反应釜1内加入1000L纯净水，再加入一定量的醋酸，将釜内溶液的pH值调整到4.5，釜内反应液温度在42℃±1℃时，再加入30kg几丁聚糖，搅拌溶解，配制成底物浓度为3％、PH＝4.5的反应液。1～2小时后，检查釜内料液的pH值，若有变化，需加入相应的酸或碱进行调整，合格后，将准备好的复合生物酶10L分散加入釜内，在维持釜内反应液温度的条件下，搅拌降解，4小时后，反应液粘度下降了15％，18～24小时后，釜内反应液粘度已经下降了40％左右；在釜内反应液降解了15小时，料液粘度比初始值下降了30％之后，就可以开启送料泵2，料液顺利地经微滤器3，(此处也可以先经过金属丝网一次过滤器6，或经一次滤网23，再流入微滤器3，如图2、图1所示)，将料液分为两路流向：一路为截留液，返回溶解—酶降解反应釜1继续降解，另一路为透过液，进入下一级流程二级酶降解反应釜7处理环节；

其它的处理情况与实施例1相同。

在对经过纳滤设备浓缩和冷冻干燥后的实施例2的产品检测，获得结果为：

项目	冷冻干燥产物(kg)	最终产物/原料收得率(％)
			1#产品(分子量∈(10000，6000))	5.036	16.8
2#产品(分子量∈(6000，3000))	5.28	17.6
			3#产品(分子量∈(3000，1000))	7.08	23.6
4#产品(分子量∈(1000，300))	5.49	18.3
			产品总收率(％)	22.886kg	76.3％

实施例3：采用实施例1的设备条件，本例选用半纤维素复合酶作为几丁聚糖降解酶，酶降解的最佳环境为：pH＝5.3，温度t＝45℃；反应液配制的酶浓度为0.2％，根据物料量配制的底物浓度为5％；

按上述所要求的技术参数，在溶解—酶降解反应釜1内加入1000L纯净水，再加入一定量的醋酸，将釜内溶液的pH值调整到5.3，釜内反应液温度在45℃±1℃时，再加入50kg几丁聚糖，搅拌溶解，配制成底物浓度为5％、PH＝5.3的反应液。0.5小时后，检查釜内料液的pH值，若有变化，需加入相应的酸或碱进行调整，合格后，将准备好的半纤维素生物酶2000mL分散加入釜内，在维持釜内反应液温度的条件下，搅拌降解，1.5小时后，反应液粘度下降了25％，2～3小时后，釜内反应液粘度已经下降了40％左右；在釜内反应液降解了2小时，料液粘度比初始值下降了40％之后，就可以开启送料泵2，料液顺利地经微滤器3，将料液分为两路流向：一路为截留液，返回溶解—酶降解反应釜1继续降解，另一路为透过液，进入下一级流程二级酶降解反应釜7处理环节；

其它的处理情况与实施例1相同。

在对经过纳滤设备浓缩和冷冻干燥后的实施例3的产品检测，获得结果为：

项目	冷冻干燥产物(kg)	最终产物/原料收得率(％)
			1#产品(分子量∈(10000，6000))	9.35	18.7
2#产品(分子量∈(6000，3000))	9.19	18.4
			3#产品(分子量∈(3000，1000))	14.15	28.3
4#产品(分子量∈(1000，300))	10.65	21.3
			产品总收率(％)	43.34kg	86.7％

本发明制备所需几丁寡糖设备的实施例如图1、2所示，包括有溶解与酶降解反应过滤装置，它包括有溶解—酶降解反应釜1和微滤器3，微滤器的孔径为2～10μm，溶解—酶降解反应釜通过送料泵2与微滤器相连通，微滤器的截留液口4与溶解—酶降解反应釜相连通，其透过液口5与二次酶降解反应过滤装置相接，为防堵塞，可在微滤器的进入口处设置一次滤网23，或者在溶解-酶降解反应釜与微滤器之间串接金属丝网一次过滤器6，滤网和过滤器采用60-100目，一次过滤器的透过液口经送料泵2与微滤器相接，一次过滤器的截留液口与溶解—酶降解反应釜相连；

二次酶降解反应过滤装置由二级酶降解反应釜7、二级微滤器8和透过液缓冲罐9及送料泵22组成，二级微滤器的孔径为0.1～2μm，二级微滤器的截留液口与二级酶降解反应釜相接通，也可同时与溶解—酶降解反应釜1相导通；二级酶降解反应釜与二级微滤器通过送料泵22相接通，二级微滤器的透过液口与透过液缓冲罐导通，透过液缓冲罐的出液口与超滤分离组件相接通；

超滤分离组件由中空纤维超滤组件或平板超滤器组成，中空纤维超滤可以是内压式结构或外压式结构，在分子量分离范围1000-10000间从大到小，选用四级超滤分离器组相串接，每级超滤分离器组配置有产品存储罐和工作泵，每级超滤分离器组可由多个超滤分离器并接构成，其中第一级超滤分离器组10由6个超滤分离器构成，截留分子量为10000；截留液口与二级酶降解反应釜7相接，透过液口接第一级存储罐14，第一级存储罐的输出口经工作泵与第二级超滤分离器组相接，第二级超滤分离器组11由6个超滤分离器构成，截留分子量为6000，截留液口与第一级存储罐14相接，透过液口接第二级存储罐15，第二级存储罐的输出口经工作泵与第三级超滤分离器组相接，第三级超滤分离器组12由6个超滤分离器构成，截留分子量为3000，截留液口与第二级存储罐15相接，透过液口接第三级存储罐16，第三级存储罐的输出口经工作泵与第四级超滤分离器组相接，第四级超滤分离器组13由6个超滤分离器构成，截留分子量为1000，截留液口与第三级存储罐16相接，透过液口接第四级存储罐17，每级超滤分离器组的截留液口与前级超滤分离器组的存储罐导通，各存储罐的输出口通过阀与纳滤设备接通。纳滤设备18设有输入口20、浓缩液口19和滤液口21，纳滤设备18在与各个不同分子量的几丁寡糖溶液储罐的连接方式上，可以将多个纳滤设备一对一的和不同分子量的几丁寡糖存储罐直接连接，构成多台纳滤器设备的并联工作方式；也可以采用分别将不同的分子量的几丁聚糖溶液与一台纳滤设备连接，构成单台纳滤设备的串联工作方式。

Claims (10)

1、一种偶联酶解制备几丁寡糖的方法，其特征在于

(1)一级酶水解过程：对几丁聚糖原料进行搅拌溶解和生物酶降解；

(2)一级酶水解产物的预处理；

(3)二级酶降解反应和二级预处理；

(4)应用超滤膜技术，定向分离出有高生理活性的几丁寡糖溶液；

(5)对超滤透过液的纳滤。

2、按权利要求1所述的制备几丁寡糖的方法，其特征在于所述的一级酶水解过程中的溶解，是指将片状或粉状几丁聚糖原料，按1％～12％重量，溶解于反应釜的溶解液中。这里所述的溶解液，为醋酸或柠檬酸、苹果酸、乳酸，以及如盐酸等其他可溶解几丁聚糖的酸液；溶解液的pH值，按所选用的酸液能溶解几丁聚糖，且不析出为准，实际用酸量，以pH值调整在3～6之间，溶解液的温度控制在20～55℃的范围内。

3、按权利要求1或2所述的制备几丁寡糖的方法，其特征在于所述的一级酶水解过程中的生物酶降解，是指对溶解了的几丁寡糖溶液，加入相当于几丁聚糖原料重量0.05～5％的生物酶，同时，在加入生物酶之前，还应进一步调节这个反应釜中溶液的pH和温度值，使之能满足生物酶的最佳降解环境。

4、按权利要求1或2所述的制备几丁寡糖的方法，其特征在于所述的生物酶为纤维素酶或半纤维素酶或木瓜蛋白酶或溶菌酶或壳聚糖酶或甲壳素酶，或者多种酶的复合生物酶以及变异酶。

5、按权利要求1或2所述的制备几丁寡糖的方法，其特征在于所述的一级酶水解产物的预处理，是指对一级酶水解产物的第一级过滤，这个过程可采用2～10μm的微滤器一次过滤，透过液进入下一级生产流程，或采用二次过滤，先以60～120目滤网将粗渣滤出，然后以2～10μm的微滤器的透过液进入下一级生产流程。

6、按权利要求1或2所述的制备几丁寡糖的方法，其特征在于所述的二级酶降解反应，是指对一级酶解产物经过一级预处理的透过液，在此环节中进一步进行酶降解和预过滤，二级酶降解选择孔径是0.1～2μm范围内任一种微滤器；其透过液进入后一级缓冲储罐中或直接进入下一流程的膜分离器进行分离，截留

液可返回二级酶解反应釜继续进行酶降解。

7、按权利要求1或2所述的制备几丁寡糖的方法，其特征在于所述的定向分离，是指按照产品给定的分子量切割指标，选择与分子量对应孔径的超滤膜组件，选用分子量分离范围在500～50000的多种超滤膜，可多组串联排列进行超滤分离，第一级超滤器的截留液，返回二级酶降解反应环节，进行继续酶解；对其后续按照串联方式排列的超滤器，依次进行超滤分离；其截留液返回前级缓冲罐，其透过液流入本级缓冲罐，按所切割的分子量从大到小依次排列、顺序超滤分离。这样，在各级缓冲罐中就获得了按照不同切割分子量的产物。

8、按权利要求1或2所述的制备几丁寡糖的方法，其特征在于所述的纳滤过程，是指将上述过程中所获得的不同分子量的超滤透过液，再次经过由截留分子量在200以下的各式纳滤机，将料液中的水分、单分子和二、三聚合度的几丁低聚糖、酶解反应液中所含有的Ac^-1和Cl^-1以及Na⁺、Mg⁺等金属离子和盐份滤出，所获得的截留液就是经过脱盐和浓缩的高活性几丁寡糖。这一过程中料液的浓缩浓度可达20～40％或者更高，除盐率可达80～95％，纳滤后进行干燥处理。

9、一种偶联酶解制备几丁寡糖的设备，其特征在于包括依次相连的溶解与酶降解反应过滤装置、二次酶降解反应过滤装置和超滤分离组件，超滤分离组件的输出端与纳滤设备相连通。

10、按权利要求9所述的制备几丁寡糖的设备，其特征在于所述的溶解与酶降解反应过滤装置包括有溶解—酶降解反应釜(1)和微滤器(3)，通过送料泵(2)使它们相连通，微滤器的孔径为2～10μm，微滤器的截留液口(4)与溶解—酶降解反应釜相连通，透过液口(5)与二次酶降解反应过滤装置相接；所述的二次酶降解反应过滤装置由二级酶降解反应釜(7)、二级微滤器(8)和透过液缓冲罐(9)及送料泵(22)组成，二级微滤器的孔径为0.1～2μm，二级微滤器的截留液口与二级酶降解反应釜通过送料泵相接通，二级微滤器的透过液口与透过液缓冲罐导通，透过液缓冲罐的出液口与超滤分离组件相接通；所述的超滤分离组件由中空纤维超滤组件或平板超滤器组成，依照分子量从大到小依次多级串联排列，超滤分离组件通常设置4-8级超滤分离器组，每级超滤分离器组配置有存储罐和工作泵，每级超滤分离器组由多个超滤分离器并接构成，第一级超滤分离器组的截留液返回二级酶降解反应过滤装置，每级超滤分离器组的截留液口与前级超滤分离器组的存储罐导通，各存储罐的输出口通过阀与纳滤设备接通。

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