一種制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于海洋化學(xué)工程技術(shù)，具體涉及一種在低堿濃度條件下制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法。以脫乙酰度60%-85%的殼聚糖為原料，在低堿濃度條件下，高溫高壓反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水將產(chǎn)物洗為中性，抽濾后烘干即得到脫乙酰度可達(dá)95%以上的殼聚糖。本發(fā)明采用高溫高壓的反應(yīng)條件有利于脫乙?；磻?yīng)的進(jìn)行，使中、低脫乙酰度的殼聚糖繼續(xù)脫乙?；苽涞玫匠呙撘阴；臍ぞ厶?，擴(kuò)大其在醫(yī)療、食品、化學(xué)修飾等方面的應(yīng)用。
【專利說明】一種制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋化學(xué)工程技術(shù)，具體涉及一種在低堿濃度條件下制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]殼聚糖是甲殼素脫N-乙?；漠a(chǎn)物，一般而言，N-乙酰基脫去55%以上的就可稱之為殼聚糖。脫乙酰度在55%-70%的是低脫乙酰度殼聚糖，70%-85%的是中脫乙酰度殼聚糖，可作為工業(yè)應(yīng)用，85%-95%的是高脫乙酰度殼聚糖，95%-100%的是超高脫乙酰度殼聚糖。N-脫乙酰度95%-100%的殼聚糖極難制備。脫乙酰度也就是分子鏈上自由氨基的含量，是一項(xiàng)極為重要的技術(shù)指標(biāo)，脫乙酰度的高低直接關(guān)系到它在稀酸中的溶解能力、粘度、離子交換能力、絮凝性能和與氨基有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)能力，以及許多方面的應(yīng)用，尤其是在食品、醫(yī)藥、活細(xì)胞和酶的固定化、制作反滲透膜和超濾膜中多要求使用超高脫乙酰度的殼聚糖。目前國內(nèi)傳統(tǒng)的堿液加熱法所使用的堿量較大，不僅經(jīng)濟(jì)成本較高且污染環(huán)境，因此急需尋找一種簡單方便、高效低廉的脫乙?；椒▉頋M足超高脫乙酰度殼聚糖在食品、醫(yī)藥及高性能材料等方面的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法，以脫乙酰度60%_85%的殼聚糖為原料，在低堿濃度條件下，高溫高壓反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水將產(chǎn)物洗為中性，抽濾后烘干即得到脫乙酰度可達(dá)95%以上的殼聚糖。
[0006]優(yōu)選是，將脫乙酰度60%_8`5%的殼聚糖加入至濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為2%_40%的堿溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為80-130°C，反應(yīng)時(shí)間為40-180min，壓力為0.11-0.12MPa時(shí)，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，觀察殼聚糖脫乙酰試驗(yàn)；其中，脫乙酰度60%-85%的殼聚糖與堿溶液之間料液比(質(zhì)量比)為1:5-1:25。
[0007]更優(yōu)選是，將脫乙酰度60%_85%的殼聚糖加入至濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為5-15%的堿溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為110-130°C，反應(yīng)時(shí)間為60-180min，壓力為0.11-0.12MPa時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物烘干即可得到脫乙酰度95%以上的殼聚糖；其中，脫乙酰度60%-85%的殼聚糖與堿溶液之間料液比(質(zhì)量比)為1:8-15。
[0008]所述堿溶液濃度為5-15%。優(yōu)選，堿溶液濃度為10-15%。
[0009]所述脫乙酰度60%_85%的殼聚糖與堿溶液之間料液比(質(zhì)量比)為1: 8。
[0010]本發(fā)明在低堿濃度下、簡單、高效的制備超高脫乙酰度殼聚糖的制備方法中NaOH濃度達(dá)到10%以后對(duì)乙酰基的脫除影響較小，料液比在保證完全浸潤的條件下對(duì)乙?；拿摮龓缀鯖]有影響。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)[0012]1.本發(fā)明采用高溫高壓的反應(yīng)條件有利于脫乙?；磻?yīng)的進(jìn)行，使中、低脫乙酰度的殼聚糖繼續(xù)脫乙?；苽涞玫匠呙撘阴；臍ぞ厶?，擴(kuò)大其在醫(yī)療、食品、化學(xué)修飾等方面的應(yīng)用。
[0013]2.本發(fā)明制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法所需堿濃度僅為5%_15%，料液比1:8-15，極大地降低了堿的用量，有效減少環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)成本。
[0014]3.本發(fā)明制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法獲得的最終產(chǎn)物在脫乙酰度明顯提高的情況下，由于堿濃度較低，反應(yīng)條件溫和，分子量變化較小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的紅外光譜法測(cè)得的原料和不同制備條件下高脫乙酰度的殼聚糖結(jié)構(gòu)圖，其中，乙?；鶅?nèi)C=O基團(tuán)在1658CHT1處有伸縮振動(dòng)峰，此峰隨著脫乙酰度的升高而逐漸消失，相應(yīng)的1597cm—1處游離氨基的彎曲振動(dòng)則相對(duì)增大。圖A為原始未經(jīng)處理的脫乙酰度為83.83%的殼聚糖，羰基伸縮振動(dòng)峰明顯。圖B為堿濃度為20%,料液比1:20，反應(yīng)時(shí)間120min，反應(yīng)溫度120°C條件下制得的脫乙酰度95.96%的殼聚糖，羰基伸縮振動(dòng)峰明顯變小。圖C為堿濃度為15%，料液比1:20，反應(yīng)時(shí)間120min，反應(yīng)溫度120°C條件下制得的脫乙酰度100%的殼聚糖，此時(shí)的羰基伸縮振動(dòng)峰幾乎消失。圖D為堿濃度為20%,料液比1:20，反應(yīng)時(shí)間120min，反應(yīng)溫度120°C條件下制得的脫乙酰度100%的殼聚糖。圖E為堿濃度為10%，料液比為1:10，反應(yīng)溫度120°C，反應(yīng)lOOmin，脫乙酰度97.68%。紅外譜圖證實(shí)了在堿濃度為5%-15%，料液比1:8-15，反應(yīng)溫度110-120°C，反應(yīng)時(shí)間60_180min的實(shí)驗(yàn)條件下，中、低脫乙酰度的殼聚糖可以很好地脫去乙?；苽涑沙呙撘阴６鹊臍ぞ厶恰?br> [0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用聞效液相法對(duì)原料以及不同反應(yīng)條件下殼聚糖分子量的測(cè)定，圖A分子量為701KDa，堿濃度為35%，料液比1:20，反應(yīng)溫度120°C，反應(yīng)時(shí)間120min，脫乙酰度99.34%。圖B分子量為677KDa，堿濃度為8%，料液比1:20，反應(yīng)溫度120°C，反應(yīng)時(shí)間120min，脫乙酰度95.46%。圖C分子量為1320KDa，堿濃度為10%，料液比1:10，反應(yīng)溫度110°C，反應(yīng)時(shí)間lOOmin，脫乙酰度95.15%。
具體實(shí)施例
[0017]下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，并且本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于以下實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例1
[0019]在依次編號(hào)的量杯中，分別稱取一定量的殼聚糖(脫乙酰度為60%_85%)和NaOH固體后，加入去離子水用玻璃棒迅速攪拌而使二者充分溶解混勻，NaOH完全溶解并大量放熱。將量杯放置于立式壓力蒸汽滅菌鍋中，設(shè)定反應(yīng)溫度與反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)結(jié)束后，用去離子水將量杯中殼聚糖洗至中性并抽濾。抽濾后產(chǎn)物置于105°C烘箱中烘干至恒重，測(cè)定產(chǎn)率，并采用高效凝膠排阻色譜對(duì)殼聚糖降解產(chǎn)物的重均分子量(Mw)和數(shù)均分子量(Mn)進(jìn)行分析。具體分析條件如下，色譜柱:TSK G5000-PWXL ;流動(dòng)相:0.2M醋酸/0.1M醋酸鈉溶液；流速:0.6mL/min ;柱溫:30°C;檢測(cè)器:示差檢測(cè)器。樣品濃度為0.4%(w%)。采用不同分子量的葡聚糖 2000000，1100000,670000, 410000, 270000, 80000, 50000, 25000Da，對(duì)凝膠色譜柱進(jìn)行校準(zhǔn)。釆用紫外可見分光光度計(jì)TU-1810測(cè)定殼聚糖的脫乙酰度，以N-乙酰氨基葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，199nm處測(cè)量乙?；奈舛?，從而求得殼聚糖的脫乙酰度(參見表1_表4)。
[0020]表1不同堿濃度條件下殼聚糖的脫乙酰度
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法，其特征在于:以脫乙酰度60%-85%的殼聚糖為原料，在低堿濃度條件下，高溫高壓反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水將產(chǎn)物洗為中性，抽濾后烘干即得到脫乙酰度可達(dá)95%以上的殼聚糖。
2.按權(quán)利要求1所述的超高脫乙酰度殼聚糖的制備方法，其特征在于: 將脫乙酰度60%-85%的殼聚糖加入至濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為2%-40%的堿溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為80-130°C，反應(yīng)時(shí)間為40-180min，壓力為0.11-0.12MPa時(shí)；其中，脫乙酰度60%-85%的殼聚糖與堿溶液之間料液比(質(zhì)量比)為1:5-1:25。
3.按權(quán)利要求2所述的超高脫乙酰度殼聚糖的制備方法，其特征在于: 將脫乙酰度60%-85%的殼聚糖加入至濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為5-15%的堿溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為110-130°C，反應(yīng)時(shí)間為60-180min，壓力為0.11-0.12MPa時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物烘干即可得到脫乙酰度95%以上的殼聚糖；其中，脫乙酰度60%-85%的殼聚糖與堿溶液之間料液比(質(zhì)量比)為1:8-15。
4.按權(quán)利要求3所述的超高脫乙酰度殼聚糖的制備方法，其特征在于:所述堿溶液濃度為5-15%。
5.按權(quán)利要求4所述的超高脫乙酰度殼聚糖的制備方法，其特征在于:所述堿溶液濃度為 10-15%。
6.按權(quán)利要求3所述的超高脫乙酰度殼聚糖的制備方法，其特征在于:所述脫乙酰度60%-85%的殼聚糖與堿 溶液之間料液比(質(zhì)量比)為1:8。
【文檔編號(hào)】C08B37/08GK103709269SQ201310738198
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】邢榮娥, 何曉飛, 李克成, 劉松, 李鵬程 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院海洋研究所