RU2369618C1

RU2369618C1 - Oligochitosan complex salt and method of obtaining said salt

Info

Publication number: RU2369618C1
Application number: RU2008120122/04A
Authority: RU
Inventors: Вадим Геннадьевич Фролов (RU); Вадим Геннадьевич Фролов; Вячеслав Петрович Нистратов (RU); Вячеслав Петрович Нистратов; Лариса Александровна Смирнова (RU); Лариса Александровна Смирнова; Майя Федоровна Алексеева (RU); Майя Федоровна Алексеева
Original assignee: Закрытое акционерное общество "БиоТехнологии"
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-10-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: complex salt of chitosan oligomers has viscosity-average molecular weight from 1600 to 2100 Da and the following molecular-mass distribution of chitosan oligomer homologues: from 20 to 25% chitosan oligomer homologues, containing 2 to 6 repeating D-glucosamine residues; from 64 to 72% chitosan oligomer homologues, containing 7 to 12 repeating D-glucosamine residues; from 8 to 16% chitosan oligomer homologues, containing 13 to 20 repeating D-glucosamine residues. Method of obtaining the said complex salt involves formation of a chitosan solution in an aqueous solution of at least one organic acid, taken in stoichiometric amount of 23 to 115%, addition of enzymes to the obtained chitosan solution and enzymic hydrolysis of the chitosan solution until achieving dynamic viscosity of the reaction mixture, equal to 1.60-1.80 cP with formation of the end product in the solution, which is then concentrated and dried.

EFFECT: improved method of obtaining oligochitosan salts.

7 cl, 12 ex

Description

Изобретение относится к технологии переработки природного хитозана, а точнее изобретение касается комплексной соли олигомеров хитозана и способа получения этой соли.The invention relates to the processing technology of natural chitosan, and more specifically, the invention relates to a complex salt of chitosan oligomers and a method for producing this salt.

Изобретение найдет применение при производстве продуктов функционального питания, биологически активных добавок к пище, фармацевтических препаратов для медицины и ветеринарии, косметических средств.The invention will find application in the production of functional food products, biologically active food additives, pharmaceuticals for medicine and veterinary medicine, cosmetics.

Хитозан и олигомеры (олигосахариды) хитозана, обладающие мощным транспортным эффектом, способностью направленной доставки в организм человека самых различных полезных и жизненно необходимых веществ - витаминов, аминокислот, макро- и микроэлементов, представляют наибольший интерес для исследований их биологической активности и в настоящее время используются как основа для получения новых продуктов функционального питания, биологически активных добавок к пище, эффективных медицинских и ветеринарных препаратов, косметических средств и т.п.Chitosan and oligomers (oligosaccharides) of chitosan, which have a powerful transport effect, the ability to targeted delivery to the human body of a variety of useful and vital substances - vitamins, amino acids, macro- and microelements, are of the greatest interest for the study of their biological activity and are currently used as basis for obtaining new products of functional nutrition, biologically active food additives, effective medical and veterinary drugs, cosmetics etc.

Наибольшей биологической активностью, в том числе выраженными бактерицидными и фунгицидными свойствами, анти-ВИЧ активностью, обладают самые низкомолекулярные олигомергомологи хитозана, содержащие от 2 до 8-12 повторяющихся звеньев - остатков D-глюкозамина, связанных гликозидными связями. Уникальные свойства продуктов питания, напитков, БАДов, медицинских и ветеринарных препаратов, косметических средств, содержащих олигомеры хитозана, сделали актуальной проблему разработки высокотехнологического способа их промышленного получения. Такой способ был разработан специалистами ЗАО «Био Технологии» (патент РФ №2316592) и успешно реализован в промышленном масштабе.The highest biological activity, including pronounced bactericidal and fungicidal properties, anti-HIV activity, is possessed by the lowest molecular weight oligomer-homologues of chitosan, containing from 2 to 8-12 repeating units - D-glucosamine residues linked by glycosidic bonds. The unique properties of food products, beverages, dietary supplements, medical and veterinary preparations, and cosmetics containing chitosan oligomers have made urgent the problem of developing a high-tech method for their industrial production. This method was developed by specialists of Bio Technologies CJSC (RF patent No. 2316592) and has been successfully implemented on an industrial scale.

Однако во многих случаях целесообразно производить и использовать не чистые олигомеры хитозана, а комплексные соединения, образуемые молекулами олигомергомологов с различными кислотами, прежде всего органическими, и другими веществами, содержащими ацильные группы. Такие соединения, например лактат олигохитозония, образуются за счет возникновения донорно-акцепторной связи между атомами азота аминогрупп пиранозных звеньев олигосахаридных цепей и катионами водорода, образованными при диссоциации молекул кислоты в растворах с последующим ионным взаимодействием протонированных аминогрупп и кислотных остатков. После сушки таких растворов получается кристаллическая соль, в молекулах которой комплексный катион олигохитозония связан с анионом кислотного остатка ионной связью.However, in many cases it is advisable to produce and use not pure chitosan oligomers, but complex compounds formed by oligomer homolog molecules with various acids, primarily organic, and other substances containing acyl groups. Such compounds, for example, oligochitosonium lactate, are formed due to the appearance of a donor – acceptor bond between the nitrogen atoms of the amino groups of the pyranose units of the oligosaccharide chains and hydrogen cations formed upon dissociation of acid molecules in solutions followed by ionic interaction of protonated amino groups and acid residues. After drying such solutions, a crystalline salt is obtained in the molecules of which the complex cation of oligochitosonium is bound to the anion of the acid residue by an ionic bond.

Целесообразность использования комплексных солей олигомеров хитозана при производстве продуктов питания, БАДов, фармацевтических, косметических средств связана с тем, что при квалифицированном выборе природы кислоты и доли связанных аминогрупп в повторяющихся звеньях олигомергомологов хитозана получается продукт, обладающий более высоким профилактическим и терапевтическим эффектом (за счет синергического эффекта олигомеров хитозана и органических кислот), улучшенными органолептическими показателями, лучшей растворимостью в воде и меньшей себестоимостью по сравнению с чистыми олигомерами хитозана.The feasibility of using complex salts of chitosan oligomers in the production of food products, dietary supplements, pharmaceuticals, cosmetics is due to the fact that with a qualified choice of the nature of the acid and the proportion of linked amino groups in the repeating units of chitosan oligomers, a product with a higher preventive and therapeutic effect is obtained (due to the synergistic the effect of chitosan oligomers and organic acids), improved organoleptic characteristics, better solubility in water and lower cost as compared with pure chitosan oligomers.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ получения ионосвязанных производных олигосахарида хитозана ферментативной деполимеризацией хитозана в присутствии папаина и уксусной кислоты с последующей распылительной сушкой продукта (RU 2232775 С1, 20.07.2004). Полученный продукт затем подвергают попеременно двукратному растворению в воде и распылительной сушке, после чего полученный продукт растворяют в воде совместно с веществами, имеющими кислотные группы, выбранными из никотиновой кислоты, молочной кислоты, гидрохлорида глицина, L-карнитина гидрохлорида, глутаминовой кислоты, гамма-амино-бета-фенилмасляной кислоты гидрохлорида, аденозинфосфата, кокарбоксилазы, аспартама, гемфиброзила, гидрохлорида аминокапроновой кислоты, нимфлумовой кислоты, янтарной кислоты, аскорбиновой кислоты, витамина В_З, метионина или ацексамовой кислоты с последующим высушиванием полученного продукта.The closest in technical essence is a method for producing ion-bound derivatives of chitosan oligosaccharide by enzymatic depolymerization of chitosan in the presence of papain and acetic acid, followed by spray drying of the product (RU 2232775 C1, 07.20.2004). The resulting product is then subjected to alternately twofold dissolving in water and spray drying, after which the resulting product is dissolved in water together with substances having acid groups selected from nicotinic acid, lactic acid, glycine hydrochloride, L-carnitine hydrochloride, glutamic acid, gamma-amino β-phenylbutyric acid hydrochloride, adenosine phosphate, cocarboxylase, aspartame, gemfibrozil, aminocaproic acid hydrochloride, nymphlumic acid, succinic acid, ascorbic acid, vi The _Z amine, or atseksamovoy acid methionine followed by drying the resultant product.

Указанный способ обеспечивает получение олигосахаридов хитозана, представляющих собой фракцию с числом "n" повторяющихся звеньев - остатков D-глюкозамина от 2 до 20, что свидетельствует о невысокой биологической активности продукта, так как наибольшей биологической активностью обладают олигомеры хитозана с n от 2 до 8-12.The specified method provides the production of chitosan oligosaccharides, which is a fraction with the number "n" of repeating units - D-glucosamine residues from 2 to 20, which indicates a low biological activity of the product, since chitosan oligomers with n from 2 to 8- have the highest biological activity 12.

При этом названный способ имеет крайне низкую производительность, связанную с тем, что при распылительной сушке разбавленных водных растворов, содержащих 5-10% олигосахаридов хитозана и их производных, образуются порошки со значительной долей (величина которой обратно пропорциональна вязкости и концентрации раствора) мелких частиц размером до 5 мкм, что приводит к потерям сухих промежуточных и конечного продуктов в количестве от 35% (при работе с 10%-ным раствором олигосахаридов хитозана) до 40% (при работе с 5%-ным раствором олигосахаридов хитозана) на каждом из этапов распылительной сушки.Moreover, the above method has an extremely low productivity, due to the fact that when spray drying of dilute aqueous solutions containing 5-10% chitosan oligosaccharides and their derivatives, powders are formed with a significant proportion (the value of which is inversely proportional to the viscosity and concentration of the solution) of small particles with size up to 5 microns, which leads to a loss of dry intermediate and final products in an amount of from 35% (when working with a 10% solution of chitosan oligosaccharides) to 40% (when working with a 5% solution of chitosan oligosaccharides bonded) on each of the stages of spray drying.

Более того, при реализации названного способа необходимы высокие энергозатраты (при распылительной сушке растворов олигосахаридов хитозана и их производных, содержащих 90-95% влаги), что повышают себестоимость целевого продукта.Moreover, the implementation of this method requires high energy consumption (by spray drying solutions of chitosan oligosaccharides and their derivatives containing 90-95% moisture), which increase the cost of the target product.

Помимо сказанного, для указанного способа получения ионосвязанных производных олигосахарида хитозана характерна многоэтапность (нетехнологичность) процесса. Например, трехкратное проведение распылительной сушки 5-10%-ных растворов промежуточных продуктов и сушка 5-10%-ного раствора конечного продукта приводит к колоссальным потерям сухих продуктов (см. выше), огромным энергозатратам. Так, при работе с 5%-ными растворами (см. примеры 1, 2, 9, 13) суммарные потери при сушке промежуточных и конечного продуктов составляют около 87%, при работе с 10%-ными растворами суммарные потери составляют около 82%. Высокое содержание мелких частиц в конечном продукте снижает его качество, так как значительно затрудняет его дальнейшую переработку, в частности прессование, капсулирование, таблетирование, приготовление смесей с другими порошкообразными компонентами; при растворении в воде таких пылевидных порошков наблюдается комкование, связанное с агрегацией частиц с высокоразвитой поверхностью. Пылевидные частицы, содержащиеся в промежуточных и конечном продукте, при сушке не улавливаются рукавным фильтром и скруббером и попадают в атмосферу, создавая экологические проблемы.In addition to the above, for the specified method of obtaining ion-bound derivatives of chitosan oligosaccharide is characterized by a multi-stage (non-technological) process. For example, three-time spray drying of 5-10% solutions of intermediate products and drying of a 5-10% solution of the final product leads to enormous losses of dry products (see above), enormous energy costs. So, when working with 5% solutions (see examples 1, 2, 9, 13), the total loss during drying of the intermediate and final products is about 87%, when working with 10% solutions, the total loss is about 82%. The high content of small particles in the final product reduces its quality, since it significantly complicates its further processing, in particular pressing, encapsulation, tabletting, preparation of mixtures with other powder components; When such dusty powders are dissolved in water, clumping is observed associated with the aggregation of particles with a highly developed surface. The dust particles contained in the intermediate and final product are not captured by bag filters and scrubbers during drying and enter the atmosphere, creating environmental problems.

Таким образом, получаемый данным способом конечный продукт термически нестабилен и обладает недостаточными органолептическими показателями из-за наличия в нем ацетата олигохитозония (получаемый продукт представляет собой смесь олигомеров хитозана, комплексной соли олигомеров хитозана и органической кислоты и ацетата олигохитозония, причем содержание последнего в смеси составляет 2,4-3,8%).Thus, the final product obtained by this method is thermally unstable and has insufficient organoleptic characteristics due to the presence of oligochitosonium acetate in it (the obtained product is a mixture of chitosan oligomers, a complex salt of chitosan oligomers and an organic acid and oligochitosonium acetate, the content of the latter in the mixture being 2 , 4-3.8%).

В основу заявляемого изобретения положена задача путем сокращения примесей и повышения содержания наиболее низкомолекулярных солей олигомеров хитозана в целевом продукте, получаемом в соответственно измененных условиях, создать такую комплексную соль олигомеров хитозана и такой способ получения этой соли, которые обеспечат более высокую биологическую активность целевого продукта с улучшенными термостабильностью и органолептическими свойствами.The basis of the claimed invention is based on the task of reducing impurities and increasing the content of the lowest molecular weight salts of chitosan oligomers in the target product obtained under appropriately modified conditions, to create such a complex salt of chitosan oligomers and such a method for producing this salt that will provide higher biological activity of the target product with improved thermal stability and organoleptic properties.

Технический эффект, который может быть достигнут при использовании заявляемой комплексной соли олигомеров хитозана, состоит в повышении эффективности продуктов функционального питания, биологически активных добавок к пище, медицинских и ветеринарных препаратов, косметических средств, полученных на основе таких солей.The technical effect that can be achieved by using the inventive complex salt of chitosan oligomers is to increase the efficiency of functional food products, biologically active food additives, medical and veterinary drugs, and cosmetics based on such salts.

Поставленная задача достигается созданием комплексной соли олигомеров хитозана, содержащей комплексный катион олигомеров хитозана, связаный ионной связью по меньшей мере с одним анионом кислотного остатка, которая согласно изобретению имеет средневязкостную молекулярную массу от 1600 до 2100 Да и следующее молекулярно-массовое распределение молекул олигомергомологов хитозана:The object is achieved by creating a complex salt of chitosan oligomers containing a complex cation of chitosan oligomers, linked by an ionic bond to at least one anion of the acid residue, which according to the invention has a viscosity average molecular weight of 1600 to 2100 Da and the following molecular weight distribution of chitosan oligomer homolog molecules:

от 20 до 25% олигомергомологов хитозана, содержащих от 2 до 6 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;from 20 to 25% of chitosan oligomer homologists containing from 2 to 6 repeating D-glucosamine residues;

от 64 до 72% олигомергомологов хитозана, содержащих от 7 до 12 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;from 64 to 72% of chitosan oligomer homologists containing from 7 to 12 repeating D-glucosamine residues;

от 8 до 16% олигомергомологов хитозана, содержащих от 13 до 20 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;from 8 to 16% of chitosan oligomer homologists containing from 13 to 20 repeating D-glucosamine residues;

0% олигомергомологов хитозана, содержащих более 20 повторяющихся D-глюкозаминных остатков.0% chitosan oligomerhomologists containing more than 20 repeating D-glucosamine residues.

Благодаря изобретению создан продукт на основе самых низкомолекулярных олигомергомологов хитозана, содержащих от 2 до 12 повторяющихся звеньев, остатков D-глюкозамина, связанных гликозидными связями, имеющий повышенную биологическую активность, в том числе выраженные бактерицидные и фунгицидные свойства, анти-ВИЧ и антиопухолевую активность.Thanks to the invention, a product was created based on the lowest molecular weight chitosan oligomer homologs containing from 2 to 12 repeating units, D-glucosamine residues linked by glycosidic bonds, having increased biological activity, including pronounced bactericidal and fungicidal properties, anti-HIV and anti-tumor activity.

Целесообразно указанную соль олигомеров хитозана получать способом, включающим образование раствора хитозана в водном растворе органической кислоты, введение в полученный раствор хитозана ферментов и осуществление ферментативного гидролиза раствора хитозана с образованием в растворе целевого продукта, высушивание целевого продукта, в котором согласно изобретению образование раствора хитозана осуществляют в водном растворе по меньшей мере одной органической кислоты, взятой в количестве от 23 до 115% от стехиометрии, а ферментативный гидролиз проводят до достижения динамической вязкости реакционной смеси, равной от 1,60 до 1,80 сП, и образования в растворе комплексной соли олигомеров хитозана, содержащей комплексный катион олигомеров хитозана, связанный ионной связью по меньшей мере с одним анионом кислотного остатка, имеющей средневязкостную молекулярную массу от 1600 до 2100 Да и следующее молекулярно-массовое распределение молекул олигомергомологов хитозана:It is advisable to obtain the indicated salt of chitosan oligomers by a method including the formation of a chitosan solution in an aqueous solution of an organic acid, the introduction of enzymes into the obtained chitosan solution and the enzymatic hydrolysis of the chitosan solution to form the target product in the solution, drying of the target product, in which, according to the invention, the formation of a chitosan solution is carried out in an aqueous solution of at least one organic acid, taken in an amount of from 23 to 115% of stoichiometry, and enzymatic Idrolysis is carried out until the dynamic viscosity of the reaction mixture is equal to 1.60 to 1.80 cP, and the formation of a complex salt of chitosan oligomers in the solution containing a complex cation of chitosan oligomers connected by ionic bonding to at least one anion of the acid residue having a medium viscosity molecular weight from 1600 to 2100 Yes, and the following molecular weight distribution of chitosan oligomer homolog molecules:

Согласно изобретению полезно перед высушиванием осуществлять концентрирование реакционной смеси, содержащей целевой продукт, до содержания влаги 62-80 мас.%, что обеспечивает повышение качества и выхода целевого продукта.According to the invention, it is useful before drying to concentrate the reaction mixture containing the target product to a moisture content of 62-80 wt.%, Which improves the quality and yield of the target product.

Согласно изобретению разумно в качестве органической кислоты использовать кислоту, обладающую биологической активностью, что обеспечивает дополнительное повышение биологической активности целевого продукта.According to the invention, it is reasonable to use an acid having biological activity as an organic acid, which provides an additional increase in the biological activity of the target product.

Согласно изобретению полезно ферментативный гидролиз проводить при использовании в качестве фермента смеси хитозаназы и целлолюкса, взятых в массовом соотношении 1:(0,2-0,3) соответственно, что обеспечивает образование целевого продукта оптимального молекулярно-массового распределения, при этом согласно изобретению полезно ферментативный гидролиз проводить при содержании хитозаназы в количестве 1,8 единиц на 1 грамм хитозана, а целлолюкса в количестве 0,1-0,15% от массы хитозана.According to the invention, it is useful to carry out enzymatic hydrolysis when using a mixture of chitosanase and celllux as an enzyme, taken in a mass ratio of 1: (0.2-0.3), respectively, which ensures the formation of the target product of the optimal molecular weight distribution, while according to the invention, enzymatic hydrolysis is carried out at a chitosanase content of 1.8 units per gram of chitosan, and celllux in an amount of 0.1-0.15% by weight of chitosan.

Согласно изобретению полезно в качестве фермента использовать фермент, иммобилизованный на инертном носителе, что обеспечивает повышение чистоты целевого продукта и возможность многократного использования фермента.According to the invention, it is useful to use an enzyme immobilized on an inert carrier as an enzyme, which provides an increase in the purity of the target product and the possibility of reuse of the enzyme.

Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного описания комплексной соли олигомеров хитозана и способа ее получения.Further objectives and advantages of the claimed invention will become apparent from the following detailed description of the complex salt of chitosan oligomers and the method for its preparation.

Заявляемая комплексная соль олигомеров хитозана имеет следующую структурную формулу:The inventive complex salt of chitosan oligomers has the following structural formula:

где R - органический радикал; n - целое число, равное от 2 до 20.where R is an organic radical; n is an integer from 2 to 20.

Эта соль содержит комплексный катион олигомеров хитозана, связанный ионной связью по меньшей мере с одним анионом кислотного остатка, и согласно изобретению имеет средневязкостную молекулярную массу от 1600 до 2100 Да и следующее молекулярно-массовое распределение молекул олигомергомологов хитозана:This salt contains a complex cation of chitosan oligomers bound by ionic bonding to at least one anion of the acid residue, and according to the invention has a viscosity average molecular weight of 1600 to 2100 Da and the following molecular weight distribution of chitosan oligomer homolog molecules:

Заявляемая комплексная соль олигомеров хитозана имеет как полностью связанные, так и частично связанные аминогруппы, что расширяет спектр ее биологически активного действия. Кроме того, благодаря преобладанию (до 92%) в составе заявляемой комплексной соли самых низкомолекулярных олигомергомологов хитозана, содержащих от 2 до 12 повторяющихся звеньев, остатков D-глюкозамина, связанных гликозидными связями, достигнуто повышение биологической активности комплексной соли, в том числе выраженных бактерицидных и фунгицидных свойств, анти-ВИЧ и антиопухолевой активности. Указанные характеристики заявляемой комплексной соли олигомеров хитозана обеспечивают повышение эффективности продуктов функционального питания, биологически активных добавок к пище, медицинских и ветеринарных препаратов, средств борьбы с заболеваниями сельскохозяйственных культур, косметических средств, полученных на основе таких солей.The inventive complex salt of chitosan oligomers has both fully and partially linked amino groups, which expands the spectrum of its biologically active action. In addition, due to the predominance (up to 92%) in the composition of the claimed complex salt of the lowest molecular weight chitosan oligomers, containing from 2 to 12 repeating units, D-glucosamine residues linked by glycosidic bonds, an increase in the biological activity of the complex salt, including pronounced bactericidal and fungicidal properties, anti-HIV and anti-tumor activity. The indicated characteristics of the claimed complex salt of chitosan oligomers provide an increase in the efficiency of functional nutrition products, biologically active food additives, medical and veterinary drugs, agricultural disease control agents, and cosmetics derived from such salts.

Соль с указанными характеристиками возможно получить следующим способом.Salt with the indicated characteristics can be obtained in the following way.

Крабовый хитозан [поли-β-(1→4)-2-амино-2-деокси-D-глюкоза] со степенью деацетилирования 90-95% растворяют в водном растворе одной или более кислот, например аскорбиновой, лимонной, щавелевой, бензойной, малоновой, молочной, янтарной, ацетилсалициловой, сорбиновой, фумаровой, стеариновой, линолевой, циануровой, акриловой. Согласно изобретению образование раствора хитозана осуществляют в водном растворе по меньшей мере одной указанной кислоты, взятой в количестве от 23 до 115% от стехиометрии. Варьируя исходную концентрацию выбранной/выбранных кислот, можно менять степень замещения аминогрупп в молекулах олигомеров хитозана (степень кватернизации аминогрупп) в широких пределах. При использовании смеси двух или, например, трех и т.д. органических кислот конечный продукт представляет собой двойные (тройные и т.д.) комплексные соли олигомеров хитозана и двух (трех и т.д.) кислот.Crab chitosan [poly-β- (1 → 4) -2-amino-2-deoxy-D-glucose] with a degree of deacetylation of 90-95% is dissolved in an aqueous solution of one or more acids, such as ascorbic, citric, oxalic, benzoic, malonic, milk, amber, acetylsalicylic, sorbic, fumaric, stearic, linoleic, cyanuric, acrylic. According to the invention, the formation of a chitosan solution is carried out in an aqueous solution of at least one of the indicated acids, taken in an amount of from 23 to 115% of stoichiometry. By varying the initial concentration of the selected / selected acids, one can change the degree of substitution of amino groups in the molecules of chitosan oligomers (degree of quaternization of amino groups) over a wide range. When using a mixture of two or, for example, three, etc. organic acids, the final product is a double (triple, etc.) complex salts of chitosan oligomers and two (three, etc.) acids.

Ферментативный гидролиз проводят в присутствии, например, смеси хитозаназы и липаина (ферменты производства компании Lyven, Франция) в соотношении 1:(1-1,2) по массе, могут быть использованы хитозаназа или хитиназные комплексы на основе таких культур, как Streptomyces Kurssanovii, Streptomyces griseus при температуре 44-48°С. Предпочтительно использовать для гидролиза смесь хитозаназы и целлолюкса (производство «Сиббиофарм», Россия) в соотношении 1:(0,2-0,3) по массе соответственно.Enzymatic hydrolysis is carried out in the presence, for example, of a mixture of chitosanase and lipain (enzymes manufactured by Lyven, France) in a ratio of 1: (1-1.2) by weight, chitosanase or chitinase complexes based on cultures such as Streptomyces Kurssanovii can be used, Streptomyces griseus at a temperature of 44-48 ° C. It is preferable to use for hydrolysis a mixture of chitosanase and cellolux (manufactured by Sibbiopharm, Russia) in a ratio of 1: (0.2-0.3) by weight, respectively.

В процессе получения целевого продукта степень гидролиза контролируют путем отбора проб и измерений динамической вязкости раствора комплексной соли олигомеров хитозана на вискозиметре Брукфильда.In the process of obtaining the target product, the degree of hydrolysis is controlled by sampling and measuring the dynamic viscosity of the solution of the complex salt of chitosan oligomers on a Brookfield viscometer.

Исследования показали целесообразность проведения гидролиза в условиях заявляемого способа при содержании в реакционной смеси хитозаназы в количестве 1,8 единиц на 1 грамм хитозана и целлолюкса в количестве 0,1-0,15% от массы хитозана, что обеспечивает выход комплексных солей олигомеров хитозана с указанным выше молекулярно-массовым распределением молекул олигомергомологов хитозана.Studies have shown the feasibility of hydrolysis under the conditions of the proposed method when the reaction mixture contains chitosanase in the amount of 1.8 units per 1 gram of chitosan and cellolux in the amount of 0.1-0.15% by weight of chitosan, which ensures the yield of complex salts of chitosan oligomers with the specified higher molecular weight distribution of chitosan oligomer homolog molecules.

Согласно изобретению ферментативный гидролиз проводят до достижения динамической вязкости реакционной смеси, равной от 1,60 до 1,80 сП. Благодаря выполнению вышеуказанных условий и соблюдения названных режимов технологии в реакционной массе получают раствор комплексной соли олигомеров хитозана и органической кислоты со следующим молекулярно-массовым распределением молекул олигомергомологов хитозана:According to the invention, enzymatic hydrolysis is carried out until a dynamic viscosity of the reaction mixture of 1.60 to 1.80 cP is achieved. Due to the fulfillment of the above conditions and the observance of the above technology modes in the reaction mass, a solution of the complex salt of chitosan oligomers and organic acids is obtained with the following molecular weight distribution of chitosan oligomer homolog molecules:

Молекулярно-массовое распределение молекул олигомергомологов хитозана определяют методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ) на жидкостном хроматографе Bio-Rad с рефрактометрическим детектором и системой компьютерной регистрации; колонка Tosohaas TSK 30 SW _XL, в качестве растворителя и элюента используют фосфатный буфер (0,05 М, рН 3,7) с добавлением 0,5 М NaNO₃.The molecular weight distribution of chitosan oligomer homolog molecules is determined by gel permeation chromatography (GPC) on a Bio-Rad liquid chromatograph with a refractometric detector and a computer registration system; Tosohaas TSK 30 SW _XL column, phosphate buffer (0.05 M, pH 3.7) with the addition of 0.5 M NaNO _{3 was} used as a solvent and eluent.

Найдено, что полученную реакционную массу, содержащую раствор комплексной соли олигомеров хитозана и органической кислоты - соли олигохитозония - перед проведением сушки целесообразно концентрировать до содержания влаги 62-80%.It was found that the resulting reaction mass containing a solution of the complex salt of chitosan oligomers and an organic acid, the oligochitosonium salt, should be concentrated to a moisture content of 62-80% before drying.

Кроме того, для уменьшения энергозатрат на этапе сушки вместо распылительной сушилки возможно использование сушилки с псевдокипящим слоем.In addition, to reduce energy consumption at the drying stage, instead of a spray dryer, it is possible to use a dryer with a pseudo-boiling layer.

Введение стадии концентрирования раствора комплексной соли олигомеров хитозана перед распылительной сушкой позволилоThe introduction of the stage of concentration of the solution of the complex salt of chitosan oligomers before spray drying allowed

- повысить производительность процесса за счет исключения потерь целевого продукта при снижении его себестоимости и энергозатрат (на 50-70%) на стадии распылительной сушки;- to increase the productivity of the process by eliminating the loss of the target product while reducing its cost and energy consumption (by 50-70%) at the spray drying stage;

- повысить чистоту биологически активного целевого продукта и получить комплексные соли олигомеров хитозана в виде порошков светло-желтого цвета оптимального гранулометрического состава, достаточно крупных (диаметр частиц 60-100 мкм) и однородных по размерам, что обеспечивает высокое качество продукта при его дальнейшем использовании в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности, сельском хозяйстве.- to increase the purity of the biologically active target product and to obtain complex salts of chitosan oligomers in the form of light yellow powders of optimal particle size distribution, large enough (particle diameter 60-100 microns) and uniform in size, which ensures high quality of the product for its further use in food , cosmetic and pharmaceutical industries, agriculture.

В результате проведенных исследований было определено оптимальное содержание влаги после концентрирования, которое составляет 62-80%. Отклонение от выбранного интервала в сторону увеличения содержания влаги приводит к существенным потерям целевого продукта и повышению энергозатрат при распылительной сушке. Отклонение в сторону уменьшения содержания влаги приводит к значительному повышению вязкости раствора и затрудняет проведение распылительной сушки.As a result of the studies, the optimal moisture content after concentration was determined, which is 62-80%. Deviation from the selected interval in the direction of increasing moisture content leads to significant losses of the target product and increased energy consumption during spray drying. Deviation in the direction of decreasing the moisture content leads to a significant increase in the viscosity of the solution and complicates the spray drying.

Для получения более узких по молекулярно-массовому распределению фракций комплексных солей олигомеров хитозана возможно проведение перед сушкой фракционирования раствора методом ультрафильтрации.To obtain fractions of complex salts of chitosan oligomers with a narrower molecular weight distribution, it is possible to carry out a fractionation of the solution by ultrafiltration before drying.

Содержание основного вещества (комплексной соли олигомеров хитозана) в конечном продукте не менее 95%. Выход продукта в расчете на исходный хитозан 96%. Получаемые порошки комплексных солей олигомеров хитозана быстро растворимы в воде и физиологическом растворе, хорошо смешиваются с различными ингредиентами, более чистые и термостабильные, имеют улучшенные органолептические свойства (в частности, за счет отсутствия примеси ацетата олигохитозония), гранулометрические параметры, оптимальные для использования в пищевой и фармацевтической промышленности (размер частиц порошка 60-100 мкм) по сравнению с продуктом по прототипу.The content of the main substance (complex salt of chitosan oligomers) in the final product is at least 95%. The product yield based on the initial chitosan 96%. The obtained powders of complex salts of chitosan oligomers are rapidly soluble in water and physiological saline, mix well with various ingredients, are purer and thermostable, have improved organoleptic properties (in particular, due to the absence of oligochitosonium acetate admixture), particle size parameters optimal for use in food and pharmaceutical industry (particle size of the powder 60-100 microns) compared with the product of the prototype.

Нижеследующие примеры ни в коей мере не ограничивают объем патентных притязаний и приведены лишь с целью иллюстрировать заявляемый способ получения комплексных солей олигохитозония.The following examples in no way limit the scope of patent claims and are presented only with the aim of illustrating the inventive method for producing complex salts of oligochitosonium.

Пример 1.Example 1

Растворяют 50 кг крабового хитозана со степенью деацетилирования 95% в 1 м³ 5,4%-ного водного раствора аскорбиновой кислоты (что составляет 105% от стехиометрии). Проводят ферментативный гидролиз в присутствии хитозаназы активностью 250 ед/г, взятой в количестве 1,8 ед. (7,2 мг) на 1 г хитозана, и целлолюкса-F активностью 1800 ед/г (2 мг на 1 г хитозана) при температуре 44°С в течение 20 часов до достижения динамической вязкости реакционной смеси, равной 1,68 сП, затем гидролизат концентрируют до содержания влаги 77% с использованием вакуумно-выпарной установки, обеспечивающей производительность по испаренной влаге 50 кг/час, при температуре 39°С и подвергают сушке на распылительной сушильной установке при скорости подачи раствора 30 л/час, температуре входящего теплоносителя 115°С, температуре на выходе из сушильной установки 65°С.50 kg of crab chitosan with a degree of deacetylation of 95% in 1 m ^{3 of a} 5.4% aqueous solution of ascorbic acid are dissolved (which is 105% of stoichiometry). Enzymatic hydrolysis is carried out in the presence of chitosanase with an activity of 250 units / g, taken in an amount of 1.8 units. (7.2 mg) per 1 g of chitosan, and cellolux-F with an activity of 1800 u / g (2 mg per 1 g of chitosan) at a temperature of 44 ° C for 20 hours until the dynamic viscosity of the reaction mixture reaches 1.68 cP, then the hydrolyzate is concentrated to a moisture content of 77% using a vacuum evaporator that provides a capacity of 50 kg / h for evaporated moisture at 39 ° C and is dried in a spray dryer at a feed rate of 30 l / h, the temperature of the incoming coolant 115 ° C, temperature at the outlet of the dryer Novki 65 ° C.

В процессе гидролиза динамическую вязкость реакционной смеси контролируют на вискозиметре Брукфильда.During hydrolysis, the dynamic viscosity of the reaction mixture is monitored on a Brookfield viscometer.

Получена комплексная соль олигомеров хитозана и аскорбиновой кислоты (аскорбат олигохитозония) с полным связыванием аминогрупп в молекулах олигомеров хитозана, со средневязкостной молекулярной массой 1800 Да.A complex salt of chitosan and ascorbic acid oligomers (oligochitosonium ascorbate) was obtained with complete binding of amino groups in chitosan oligomer molecules with a medium viscosity molecular weight of 1800 Da.

Полученный продукт содержит, мас.%:The resulting product contains, wt.%:

Олигосахарид хитозана - 48Chitosan Oligosaccharide - 48

Ионосвязанная аскорбиновая кислота - 52Ion Bound Ascorbic Acid - 52

Количество ионосвязанного продукта определялось методом потенциометрического титрования.The amount of ion-bound product was determined by potentiometric titration.

По данным гель-проникающей хроматографии на колонке с акрилексом Р-2 (размер колонки 1100×35 мм) молекулярная масса продукта составляет 2000 Да.According to gel permeation chromatography on a column with acrylic P-2 (column size 1100 × 35 mm), the molecular weight of the product is 2000 Da.

Выход продукта в расчете на исходный хитозан равен 96,0%.The product yield based on the starting chitosan is 96.0%.

Молекулярно-массовое распределение молекул олигомергомологов хитозана определяют методом гель-проникающей хроматографии с получением следующего результата:The molecular weight distribution of chitosan oligomer homolog molecules is determined by gel permeation chromatography to obtain the following result:

20% олигомергомологов хитозана, содержащих от 2 до 6 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;20% of chitosan oligomerhomologists containing from 2 to 6 repeating D-glucosamine residues;

72% олигомергомологов хитозана, содержащих от 7 до 12 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;72% of chitosan oligomerhomologists containing from 7 to 12 repeating D-glucosamine residues;

8% олигомергомологов хитозана, содержащих от 13 до 20 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;8% of chitosan oligomerhomologists containing 13 to 20 repeating D-glucosamine residues;

Пример 2.Example 2

Получение комплексной соли олигомеров хитозана ведут аналогично указанному в примере 1, но при использовании аскорбиновой кислоты в количестве 105% от стехиометрии, гидролиз хитозана ведут с добавлением хитозаназы (1,8 единиц активности или 7,2 мг на 1 г хитозана) при температуре 46°С в течение 22 часов до достижения динамической вязкости реакционной смеси, равной 1,80 сП.Obtaining a complex salt of chitosan oligomers is carried out similarly to that described in example 1, but when using ascorbic acid in an amount of 105% of stoichiometry, chitosan hydrolysis is carried out with the addition of chitosanase (1.8 units of activity or 7.2 mg per 1 g of chitosan) at a temperature of 46 ° C for 22 hours to achieve a dynamic viscosity of the reaction mixture of 1.80 cP.

Гидролизат концентрируют до содержания влаги 80% и сушат.The hydrolyzate is concentrated to a moisture content of 80% and dried.

Получен аскорбат олигохитозония с полным связыванием аминогрупп молекул олигомеров хитозана, со средневязкостной молекулярной массой 2100 Да.An oligochitosonium ascorbate was obtained with complete binding of the amino groups of chitosan oligomer molecules with an average viscosity of 2100 Da.

Олигосахарид хитозана - 48Chitosan Oligosaccharide - 48

Количество ионосвязанного продукта определяют методом потенциометрического титрования.The amount of ion-bound product is determined by potentiometric titration.

По данным гель-проникающей хроматографии молекулярная масса продукта составляет 2250 Да.According to gel permeation chromatography, the molecular weight of the product is 2250 Da.

21% олигомергомологов хитозана, содержащих от 2 до 6 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;21% of chitosan oligomers, containing from 2 to 6 repeating D-glucosamine residues;

64% олигомергомологов хитозана, содержащих от 7 до 12 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;64% of chitosan oligomerhomologists containing from 7 to 12 repeating D-glucosamine residues;

15% олигомергомологов хитозана, содержащих от 13 до 20 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;15% of chitosan oligomerhomologists containing 13 to 20 repeating D-glucosamine residues;

Пример 3.Example 3

Растворяют 50 кг хитозана в 1 м³ 2%-ного водного раствора янтарной кислоты (что составляет 115% от стехиометрии). Проводят гидролиз в присутствии хитозаназы активностью 250 eU/g (1,8 ед. или 7,2 мг на 1 г хитозана) и папаина активностью 36000 NFPU/mg (8,64 мг на 1 г хитозана) при температуре 48°С в течение 22 часов до достижения динамической вязкости реакционной смеси, равной 1,78 сП. Гидролизат концентрируют до содержания влаги 62% и подвергают распылительной сушке. Получают сукцинат олигохитозония с полным замещением аминогрупп молекул олигомеров хитозана, со средневязкостной молекулярной массой 2000 Да.50 kg of chitosan are dissolved in 1 m ^{3 of a} 2% aqueous solution of succinic acid (which is 115% of stoichiometry). Hydrolysis is carried out in the presence of chitosanase with an activity of 250 eU / g (1.8 units or 7.2 mg per 1 g of chitosan) and papain with an activity of 36,000 NFPU / mg (8.64 mg per 1 g of chitosan) at a temperature of 48 ° C for 22 hours to achieve a dynamic viscosity of the reaction mixture of 1.78 cP. The hydrolyzate is concentrated to a moisture content of 62% and subjected to spray drying. Oligochitosonium succinate is obtained with complete substitution of the amino groups of chitosan oligomer molecules, with a viscosity average molecular weight of 2000 Da.

Олигосахарид хитозана - 71Chitosan Oligosaccharide - 71

Ионосвязанная янтарная кислота - 29Ion Bound Succinic Acid - 29

Данные гель-проникающей хроматографии дают значение молекулярной массы около 2200 Да.Gel permeation chromatography data give a molecular weight of about 2200 Da.

22% олигомергомологов хитозана, содержащих от 2 до 6 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;22% of chitosan oligomerhomologists containing 2 to 6 repeating D-glucosamine residues;

70% олигомергомологов хитозана, содержащих от 7 до 12 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;70% of chitosan oligomer homologists containing from 7 to 12 repeating D-glucosamine residues;

Выход продукта в расчете на исходный хитозан равен 95,8%.The product yield based on the starting chitosan is 95.8%.

Пример 4.Example 4

Получение комплексной соли олигомеров хитозана ведут аналогично указанному в примере 1, но при использовании молочной кислоты гидролиз хитозана ведут в 1 м³ 2,8%-ного водного раствора молочной кислоты (105% от стехиометрии) до достижения динамической вязкости реакционной смеси, равной 1,76 сП. После гидролиза и выпаривания раствора до содержания влаги 70% гидролизат подвергают распылительной сушке. Получен лактат олигохитозония со средневязкостной молекулярной массой 1950 Да, с полным замещением аминогрупп в молекулах олигомеров хитозана.Obtaining a complex salt of chitosan oligomers is carried out similarly to that described in example 1, but when using lactic acid, chitosan is hydrolyzed in 1 m ^{3 of a} 2.8% aqueous solution of lactic acid (105% of stoichiometry) until the dynamic viscosity of the reaction mixture is 1, 76 cp. After hydrolysis and evaporation of the solution to a moisture content of 70%, the hydrolyzate is spray dried. Obtained oligochitosonium lactate with a medium viscosity molecular weight of 1950 Da, with complete substitution of amino groups in the molecules of chitosan oligomers.

Олигосахарид хитозана - 64Chitosan Oligosaccharide - 64

Ионосвязанная молочная кислота - 36Ion Bound Lactic Acid - 36

По данным гель-проникающей хроматографии молекулярная масса продукта составляет 2150 Да.According to gel permeation chromatography, the molecular weight of the product is 2150 Da.

23% олигомергомологов хитозана, содержащих от 2 до 6 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;23% of chitosan oligomerhomologists containing from 2 to 6 repeating D-glucosamine residues;

66% олигомергомологов хитозана, содержащих от 7 до 12 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;66% of chitosan oligomerhomologists containing from 7 to 12 repeating D-glucosamine residues;

11% олигомергомологов хитозана, содержащих от 13 до 20 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;11% of chitosan oligomerhomologists containing 13 to 20 repeating D-glucosamine residues;

Пример 5. Растворяют 50 кг крабового хитозана со степенью деацетилирования 95% в 1 м³ 0,4%-ного водного раствора уксусной кислоты (23% от стехиометрии). Проводят ферментативный гидролиз в присутствии хитозаназы активностью 250 ед/г, взятой в количестве 1,8 ед. (7,2 мг) на 1 г хитозана, и целлолюкса-F, активностью 1800 ед/г (2 мг на 1 г хитозана) при температуре 44°С в течение 20 часов до достижения динамической вязкости реакционной смеси, равной 1,65 сП.Example 5. Dissolve 50 kg of crab chitosan with a degree of deacetylation of 95% in 1 m ^{3 of} 0.4% aqueous solution of acetic acid (23% of stoichiometry). Enzymatic hydrolysis is carried out in the presence of chitosanase with an activity of 250 units / g, taken in an amount of 1.8 units. (7.2 mg) per 1 g of chitosan, and cellolux-F, with an activity of 1800 u / g (2 mg per 1 g of chitosan) at a temperature of 44 ° C for 20 hours until the dynamic viscosity of the reaction mixture reaches 1.65 cP .

Гидролизат концентрируют до содержания влаги 77% с использованием вакуумно-выпарной установки УВВ-50 (производительность по испаренной влаге 50 кг/час) при температуре 39°С и подвергают сушке на сушильной установке с псевдокипящим слоем (сушильная установка «в кипящем слое инертных тел» СИН-04, производительность 50 кг/час по упаренной влаге, скорость сушильного агента 4 м/сек).The hydrolyzate is concentrated to a moisture content of 77% using a UVV-50 vacuum evaporation unit (evaporated moisture capacity of 50 kg / h) at a temperature of 39 ° C and is dried in a pseudo-boiling layer drying unit (a "in a fluidized bed of inert bodies" drying unit) SIN-04, productivity 50 kg / h on evaporated moisture, drying agent speed 4 m / s).

Получают комплексную соль олигомеров хитозана и уксусной кислоты (ацетат олигохитозония) с частичным (21,5%-ным) связыванием аминогрупп в молекулах олигомеров хитозана, со средневязкостной молекулярной массой 1700 Да.A complex salt of chitosan and acetic acid oligomers (oligochitosonium acetate) is obtained with partial (21.5%) binding of amino groups in the molecules of chitosan oligomers with a medium viscosity molecular weight of 1700 Da.

Олигосахарид хитозана - 92,6Chitosan oligosaccharide - 92.6

Ионосвязанная уксусная кислота - 7,4Ion Bound Acetic Acid - 7.4

По данным гель-проникающей хроматографии на колонке с акрилексом Р-2 (размер колонки 1100×35 мм) молекулярная масса продукта составляет 1870 Да. Выход продукта в расчете на исходный хитозан равен 96,0%.According to gel permeation chromatography on a column with acrylic P-2 (column size 1100 × 35 mm), the molecular weight of the product is 1870 Da. The product yield based on the starting chitosan is 96.0%.

25% олигомергомологов хитозана, содержащих от 2 до 6 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;25% of chitosan oligomerhomologists containing 2 to 6 repeating D-glucosamine residues;

9% олигомергомологов хитозана, содержащих от 13 до 20 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;9% of chitosan oligomers, containing from 13 to 20 repeating D-glucosamine residues;

Пример 6. Получение комплексной соли олигомеров хитозана ведут аналогично указанному в примере 1, но для растворения хитозана используют 1 м³ водного раствора смеси 2,7% аскорбиновой и 2,8% ацетилсалициловой кислот (103% от стехиометрии).Example 6. Obtaining a complex salt of chitosan oligomers is carried out similarly to that described in example 1, but 1 m ^{3 of an} aqueous solution of a mixture of 2.7% ascorbic and 2.8% acetylsalicylic acid (103% of stoichiometry) is used to dissolve chitosan.

Получают двойную комплексную соль олигомеров хитозана с аскорбиновой и ацетилсалициловой кислотами с полным связыванием аминогрупп в молекулах олигомеров хитозана, со средневязкостной молекулярной массой 2000 Да и полным замещением аминогрупп молекул олигомеров хитозана. Вязкость раствора составила 1,76 сП.A double complex salt of chitosan oligomers with ascorbic and acetylsalicylic acids is obtained with complete binding of amino groups in chitosan oligomer molecules, with a viscosity average molecular weight of 2000 Da and complete substitution of amino groups of chitosan oligomer molecules. The viscosity of the solution was 1.76 cP.

Олигосахарид хитозана - 47,6Chitosan oligosaccharide - 47.6

Ионосвязанная аскорбиновая кислота - 34,6Ion-bound ascorbic acid - 34.6

Ионосвязанная ацетилсалициловая кислота - 17,8Ion-bound acetylsalicylic acid - 17.8

По данным гель-проникающей хроматографии на колонке с акрилексом Р-2 (размер колонки 1100×35 мм) молекулярная масса продукта составляет 2200 Да.According to gel permeation chromatography on a column with acrylic P-2 (column size 1100 × 35 mm), the molecular weight of the product is 2200 Da.

10% олигомергомологов хитозана, содержащих от 13 до 20 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;10% chitosan oligomer homologs containing 13 to 20 repeating D-glucosamine residues;

Пример 7. Получение комплексной соли олигомеров хитозана ведут аналогично указанному в примере 1, но для растворения хитозана используют раствор смеси 0,9% уксусной кислоты и 3,4% пантотеновой кислоты в 1 м³ (100% от стехиометрии) до достижения динамической вязкости реакционной смеси, равной 1,69 сП.Example 7. Obtaining a complex salt of chitosan oligomers is carried out similarly to that described in example 1, but to dissolve chitosan, use a solution of a mixture of 0.9% acetic acid and 3.4% pantothenic acid in 1 m ³ (100% of stoichiometry) to achieve a dynamic viscosity of the reaction a mixture of 1.69 cP.

После гидролиза и выпаривания раствора до содержания влаги 71% гидролизат подвергают распылительной сушке.After hydrolysis and evaporation of the solution to a moisture content of 71%, the hydrolyzate is spray dried.

Получают комплексную смешанную соль (ацетат-пантотеноат олигохитозония) со средневязкостной молекулярной массой 1900 Да и полным замещением аминогрупп молекул олигомеров хитозана.A complex mixed salt is obtained (oligochitosonium acetate pantothenoate) with a medium viscosity molecular weight of 1900 Da and complete substitution of the amino groups of the chitosan oligomer molecules.

Олигосахарид хитозана - 54Chitosan Oligosaccharide - 54

Ионосвязанная уксусная кислота - 9,7Ion Bound Acetic Acid - 9.7

Ионносвязанная пантотеновая кислота - 36,3Ionically bound pantothenic acid - 36.3

По данным гель-проникающей хроматографии молекулярная масса продукта составляет 2100 Да.According to gel permeation chromatography, the molecular weight of the product is 2100 Da.

Пример 8. Получение комплексной соли олигомеров хитозана ведут аналогично указанному в примере 1, но при использовании для растворения хитозана водного раствора смеси 0,6% уксусной, 1,8% аскорбиновой и 0,67% янтарной кислот в 1 м³ (100% от стехиометрии).Example 8. Obtaining a complex salt of chitosan oligomers is carried out similarly to that described in example 1, but when using an aqueous solution of chitosan to dissolve a mixture of 0.6% acetic, 1.8% ascorbic and 0.67% succinic acid in 1 m ³ (100% of stoichiometry).

После гидролиза (вязкость раствора была равна 1,76 сП) и выпаривания раствора до содержания влаги 72% гидролизат подвергают распылительной сушке. Получают тройную комплексную соль (ацетат-аскорбат-сукцинат олигохитозония) со средневязкостной молекулярной массой 2000 Да и полным замещением аминогрупп молекул олигомеров хитозана.After hydrolysis (the viscosity of the solution was 1.76 cP) and evaporation of the solution to a moisture content of 72%, the hydrolyzate was spray dried. Get a triple complex salt (acetate-ascorbate-succinate oligochitosonium) with a viscosity average molecular weight of 2000 Da and complete substitution of the amino groups of the molecules of chitosan oligomers.

Олигосахарид хитозана - 57,5Chitosan oligosaccharide - 57.5

Ионосвязанная уксусная кислота - 7Ion Bound Acetic Acid - 7

Ионносвязанная аскорбиновая кислота - 20Ionic bound ascorbic acid - 20

Ионосвязанная янтарная кислота - 15,5Ion-linked succinic acid - 15.5

По данным гель-проникающей хроматографии молекулярная масса продукта составляет 2180 Да.According to gel permeation chromatography, the molecular weight of the product is 2180 Da.

69% (вязкость была равна 1) олигомергомологов хитозана, содержащих от 7 до 12 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;69% (viscosity was 1) of chitosan oligomerhomologists containing from 7 to 12 repeating D-glucosamine residues;

11% олигомергомологов хитозана, содержащих от 13 до 20 повторяющихся D-глюкозаминных частей;11% of chitosan oligomerhomologists containing 13 to 20 repeating D-glucosamine moieties;

Пример 9. Получение комплексной соли олигомеров хитозана ведут аналогично указанному в примере 1, но для растворения хитозана используют водный раствор смеси 2,7% аскорбиновой и 6,8% фолиевой кислот в 1 м³ (100% от стехиометрии). Получен раствор с вязкостью 1,60 сП.Example 9. Obtaining a complex salt of chitosan oligomers is carried out similarly to that described in example 1, but to dissolve chitosan use an aqueous solution of a mixture of 2.7% ascorbic and 6.8% folic acid in 1 m ³ (100% of stoichiometry). A solution with a viscosity of 1.60 cP was obtained.

После гидролиза и выпаривания раствора до содержания влаги 70% гидролизат подвергают распылительной сушке.After hydrolysis and evaporation of the solution to a moisture content of 70%, the hydrolyzate is spray dried.

Получают комплексную соль со средневязкостной молекулярной массой 1600 Да и полным замещением аминогрупп молекул олигомеров хитозана.A complex salt is obtained with a viscosity average molecular weight of 1600 Da and complete substitution of the amino groups of the chitosan oligomer molecules.

Олигосахарид хитозана - 53Chitosan oligosaccharide - 53

Ионосвязанная аскорбиновая кислота - 28,5Ion-bound ascorbic acid - 28.5

Ионносвязанная фолиевая кислота - 18,5Ionic Bound Folic Acid - 18.5

По данным гель-проникающей хроматографии молекулярная масса продукта составляет 1760 Да.According to gel permeation chromatography, the molecular weight of the product is 1760 Da.

67% олигомергомологов хитозана, содержащих от 7 до 12 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;67% of chitosan oligomerhomologists containing from 7 to 12 repeating D-glucosamine residues;

Пример 10. Получение комплексной соли олигомеров хитозана ведут аналогично указанному в примере 1, но для растворения хитозана используют раствор 3,8% никотиновой кислоты в 1 м³ (105% от стехиометрии). Вязкость раствора после гидролиза равна 1,80 сП.Example 10. Obtaining a complex salt of chitosan oligomers is carried out similarly to that described in example 1, but to dissolve chitosan use a solution of 3.8% nicotinic acid in 1 m ³ (105% of stoichiometry). The viscosity of the solution after hydrolysis is 1.80 cP.

Получают никотинат олигохитозония со средневязкостной молекулярной массой 2100 Да и полным замещением аминогрупп молекул олигомеров хитозана.Oligochitosonium nicotinate is obtained with a viscosity average molecular weight of 2100 Da and complete substitution of the amino groups of chitosan oligomer molecules.

Олигосахарид хитозана - 57Chitosan oligosaccharide - 57

Ионосвязанная никотиновая кислота - 43Ion Bound Niacin - 43

16% олигомергомологов хитозана, содержащих от 13 до 20 повторяющихся D-глюкозаминных остатков;16% of chitosan oligomerhomologists containing 13 to 20 repeating D-glucosamine residues;

Пример 11. Получение комплексной соли олигомеров хитозана ведут аналогично указанному в примере 1, но для растворения хитозана используют водный раствор смеси 0,9% уксусной и 2,28% глутаминовой кислот в 1 м³ (100% от стехиометрии). Вязкость раствора после гидролиза равна 1,65 сП.Example 11. Obtaining a complex salt of chitosan oligomers is carried out similarly to that described in example 1, but an aqueous solution of a mixture of 0.9% acetic and 2.28% glutamic acids in 1 m ³ (100% of stoichiometry) is used to dissolve chitosan. The viscosity of the solution after hydrolysis is 1.65 cP.

После гидролиза и выпаривания раствора до содержания влаги 72% гидролизат подвергают распылительной сушке.After hydrolysis and evaporation of the solution to a moisture content of 72%, the hydrolyzate is spray dried.

Получают комплексную двойную соль (ацетат-глутаминат олигохитозония) со средневязкостной молекулярной массой 1700 Да и полным замещением аминогрупп молекул олигомеров хитозана.A complex double salt (oligochitosonium acetate-glutamate) with a viscosity average molecular weight of 1700 Da and complete substitution of amino groups of chitosan oligomer molecules is obtained.

Олигосахарид хитозана - 61Chitosan Oligosaccharide - 61

Ионосвязанная уксусная кислота - 11Ion Bound Acetic Acid - 11

Ионосвязанная глутаминовая кислота - 28Ion Bound Glutamic Acid - 28

По данным гель-проникающей хроматографии молекулярная масса продукта составляет 1850 Да.According to gel permeation chromatography, the molecular weight of the product is 1850 Da.

Пример 12. Получение комплексной соли олигомеров хитозана ведут аналогично указанному в примере 1, но для растворения хитозана используют водный раствор смеси 1,4% молочной кислоты и 4,6% аспартама в 1 м³ (100,3% от стехиометрии). Вязкость раствора после гидролиза равна 1,80 сП.Example 12. Obtaining a complex salt of chitosan oligomers is carried out similarly to that described in example 1, but to dissolve chitosan use an aqueous solution of a mixture of 1.4% lactic acid and 4.6% aspartame in 1 m ³ (100.3% of stoichiometry). The viscosity of the solution after hydrolysis is 1.80 cP.

Получают комплексную смешанную соль (лактат-аспарагинат-фенилаланинат олигохитозония) со средневязкостной молекулярной массой 2100 Да и полным замещением аминогрупп молекул олигомеров хитозана.A complex mixed salt (lactate-asparaginate-phenylalaninate oligochitosonium) is obtained with a medium viscosity molecular weight of 2100 Da and complete substitution of the amino groups of the chitosan oligomer molecules.

Олигосахарид хитозана - 45,5Chitosan oligosaccharide - 45.5

Ионосвязанная молочная кислота - 13Ion Bound Lactic Acid - 13

Ионосвязанный аспартам - 41,5Ion-bound aspartame - 41.5

По данным гель-проникающей хроматографии молекулярная масса продукта составляет 2300 Да.According to gel permeation chromatography, the molecular weight of the product is 2300 Da.

Таким образом, предложена новая комплексная соль олигомеров хитозана, имеющая заданное оптимальное молекулярно-массовое распределение молекул олигомергомологов хитозана, соответственно повышенную биологическую активность и чистоту, в виде порошков с оптимальным размером частиц (60-100 мкм), с повышенной термостабильностью, с улучшенными органолептическими свойствами. При этом предлагаемый способ получения такой комплексной соли олигомеров хитозана позволил повысить производительность процесса за счет исключения потерь целевого продукта (по прототипу они составляют 82-87%) при значительном снижении энергозатрат (на 60-80% по сравнению с прототипом) на стадии распылительной сушки, многократного уменьшения числа стадий процесса.Thus, a new complex salt of chitosan oligomers has been proposed, having a predetermined optimal molecular weight distribution of chitosan oligomer homologs molecules, correspondingly increased biological activity and purity, in the form of powders with an optimal particle size (60-100 μm), with increased thermal stability, with improved organoleptic properties . Moreover, the proposed method for producing such a complex salt of chitosan oligomers allowed to increase the productivity of the process by eliminating the loss of the target product (according to the prototype they are 82-87%) with a significant reduction in energy consumption (60-80% compared with the prototype) at the spray drying stage, multiple reduction in the number of process steps.

Указанные преимущества изобретения позволяют реализовать в промышленных условиях экономически эффективную и экологически чистую технологию.These advantages of the invention allow to realize in an industrial environment a cost-effective and environmentally friendly technology.

Claims

1. A complex salt of chitosan oligomers containing a complex cation of chitosan oligomers, ionically coupled to at least one anion of an acid residue, characterized in that it has a medium viscosity molecular weight of 1600 to 2100 Da and the following molecular weight distribution of chitosan oligomer homolog molecules:
from 20 to 25% of chitosan oligomer homologists containing from 2 to 6 repeating D-glucosamine residues;
from 64 to 72% of chitosan oligomer homologists containing from 7 to 12 repeating D-glucosamine residues;
from 8 to 16% of chitosan oligomer homologists containing from 13 to 20 repeating D-glucosamine residues;
0% chitosan oligomerhomologists containing more than 20 repeating D-glucosamine residues.

2. A method of obtaining a complex salt of chitosan oligomers, including the formation of a solution of chitosan in an aqueous solution of an organic acid, the introduction of enzymes in the obtained solution of chitosan and the enzymatic hydrolysis of a solution of chitosan with the formation of a target product in a solution, drying of the target product, characterized in that the formation of a chitosan solution is carried out in an aqueous solution of at least one organic acid, taken in an amount of from 23 to 115% of stoichiometry, and enzymatic hydrolysis is carried out to attainment of a dynamic viscosity of the reaction mixture of 1.60 to 1.80 cP, and the formation of a complex salt of chitosan oligomers containing a complex cation of chitosan oligomers in the solution, bound by ionic bonding to at least one anion of the acid residue having a viscosity average molecular weight of 1600 up to 2100 Yes and the following molecular weight distribution of chitosan oligomer homolog molecules:
from 20 to 25% of chitosan oligomer homologists containing from 2 to 6 repeating D-glucosamine residues;
from 64 to 72% of chitosan oligomer homologists containing from 7 to 12 repeating D-glucosamine residues;
from 8 to 16% of chitosan oligomer homologists containing from 13 to 20 repeating D-glucosamine residues;
0% chitosan oligomerhomologists containing more than 20 repeating D-glucosamine residues.

3. The method according to claim 2, characterized in that before drying, the reaction mixture containing the target product is concentrated to a moisture content of 62-80 wt.%.

4. The method according to claim 2, characterized in that as an organic acid using acid with biological activity.

5. The method according to claim 2, characterized in that the enzymatic hydrolysis is carried out using a mixture of chitosanase and celllux taken as an enzyme in a mass ratio of 1: (0.2-0.3), respectively.

6. The method according to claim 2 or 5, characterized in that the enzymatic hydrolysis is carried out when the content of chitosanase in the amount of 1.8 units per 1 g of chitosan, and cellolux in the amount of 0.10-0.15% by weight of chitosan.

7. The method according to claim 2, characterized in that the enzyme is an enzyme immobilized on an inert carrier.