一種可生物降解的羧甲基纖維素微囊及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微囊制備領(lǐng)域，具體涉及一種可生物降解的羧甲基纖維素微囊及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 羧甲基纖維素(CMC)是一種重要的水溶性纖維素醚類衍生物，由于具有無毒、可生 物降解、便宜易得，易溶于水且在水溶液中具有良好的增稠性及抗剪切能力、水分保持等特 點(diǎn)，被廣泛用于食品、醫(yī)藥和化妝品、涂料、油漆、紡織以及石油和造紙等行業(yè)。目前關(guān)于CMC 改性研究已經(jīng)取得一定成功，已有不少新品種研制出來，如CMC與二甲基二烯丙基氯化銨接 枝共聚物、CMC與丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基二甲基辛基溴化銨接枝共聚物等。通過CMC與 其他化合物的基團(tuán)發(fā)生接枝共聚反應(yīng)所制得的接枝CMC兼具有天然合成高分子兩者的優(yōu) 點(diǎn)，性能優(yōu)異，可降解，可用來制備微囊，包裹活性物質(zhì)，用于食品、化妝品等領(lǐng)域。但是通常 的化學(xué)反應(yīng)對反應(yīng)條件要求較高，需要催化劑，副產(chǎn)物較多，由于以上的缺點(diǎn)，造成羧甲基 纖維素的合成后，反應(yīng)物提純困難，催化劑附著在合成物的表面，經(jīng)過多步驟的提純工序， 增加了生產(chǎn)成本。
[0003]而固定化脂肪酶是固體物質(zhì)，與反應(yīng)體系很容易分離，可以通過簡單的過濾就能 與體系分離，不需要后續(xù)的提純步驟。且酶反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是專一性高，條件溫和，常溫常壓，不 需要耐高溫高壓的設(shè)備而且催化速率高。此外，脂肪酶在非水相體系中能夠催化酯的合成， 所以可以在常溫常壓條件下，完成酯化反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有研究技術(shù)的不足，提供了一種提純步驟 少、反應(yīng)副產(chǎn)物少且反應(yīng)溫和、生產(chǎn)成本低的可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法。
[0005] 技術(shù)方案:一種可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法，包括如下步驟：
[0006] 1)脫水有機(jī)溶劑的制備：將分子篩于180-200°c烘箱內(nèi)活化2h-4h，置于干燥器中 冷卻后，與N，N-二甲基甲酰胺分子篩與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:10-30,加入反應(yīng)容器中，于 室溫下震蕩48h后，濾去分子篩，得脫水有機(jī)溶劑，備用；
[0007] 2)凍干脂肪酶的制備:將濃度為0.2mol/L pH值為7.5的磷酸鹽緩沖液與脂肪酶混 合，磷酸緩沖溶液與脂肪酶質(zhì)量比為1:3-5，凍干后，得凍干脂肪酶，備用；
[0008] 3)將步驟2)中所得的凍干脂肪酶置于密閉容器中，與氯化鈉的飽和水溶液氣相平 衡72h以上，并將羧甲基纖維素和步驟1)中所得的脫水有機(jī)溶劑置于另一密閉容器中，與氯 化鈉的飽和水溶液氣相平衡72h以上，使固定化脂肪酶的水活度與飽和鹽溶液的水活度相 同；
[0009] 4)羧甲基纖維素接枝化合物的制備:在反應(yīng)容器中加入步驟3)中所得到的羧甲基 纖維素，和油酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺，并加入步驟3)中所得的脂肪酶，反應(yīng)Ih后加入經(jīng) 過活化處理的分子篩，羧甲基纖維素：油酸甲酯：脂肪酶:分子篩:N，N-二甲基甲酰胺：1:1-5 :3-5:2-5:30-50，40-60°C，于200r/min，36h反應(yīng)結(jié)束，過濾去除分子篩和固定化脂肪酶，這 個步驟簡單方便，減少了提純步驟，得羧甲基纖維素接枝化合物；
[0010] 5)制備羧甲基纖維素微囊:將制備所得的羧甲基纖維素接枝化合物經(jīng)甲醇透析， 后經(jīng)冷凍干燥機(jī)干燥，所得到的反應(yīng)物溶解在蒸餾水中，經(jīng)超聲處理，即得羧甲基纖維素微 囊。
[0011]本發(fā)明還公開了一種可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法所制得的羧甲 基纖維素微囊。
[0012] 有益效果:本發(fā)明通過固定化酶合成CMC接枝化合物，克服化學(xué)反應(yīng)步驟繁瑣，反 應(yīng)條件高，副產(chǎn)物多，反應(yīng)產(chǎn)物提純難等缺點(diǎn)，所制備的CMC接枝化合物用于制備兩性化合 物的微囊。
【具體實(shí)施方式】：
[0013] 本發(fā)明中，脂肪酶使用的是市售的N_435(諾維信脂肪酶435)。
[0014] 實(shí)施例1:
[0015] -種可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法，包括如下步驟：
[0016] 1)脫水有機(jī)溶劑的制備：將分子篩于180°C烘箱內(nèi)活化3h，置于干燥器中冷卻后， 與N，N-二甲基甲酰胺，分子篩與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:10,加入反應(yīng)容器中，于室溫下震蕩 48h后，濾去分子篩，得脫水有機(jī)溶劑，備用；
[0017] 2)凍干脂肪酶的制備:將濃度為0.2mol/L pH值為7.5的磷酸鹽緩沖液與脂肪酶混 合，磷酸緩沖溶液與脂肪酶質(zhì)量比為1:3-5，凍干后，得凍干脂肪酶，備用；
[0018] 3)將步驟2)中所得的凍干脂肪酶置于密閉容器中，與氯化鈉的飽和水溶液氣相平 衡72h以上，得固定化脂肪酶，并將羧甲基纖維素和步驟1)中所得的脫水有機(jī)溶劑置于另一 密閉容器中，與氯化鈉的飽和水溶液氣相平衡72h以上，使固定化脂肪酶的水活度與飽和鹽 溶液的水活度相同；
[0019] 4)羧甲基纖維素接枝化合物的制備:在反應(yīng)容器中加入步驟3)中所得到的羧甲基 纖維素，油酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺，并加入步驟3)中所得的脂肪酶，反應(yīng)Ih后加入經(jīng)過 活化處理的分子篩，羧甲基纖維素：油酸甲酯：脂肪酶:分子篩:N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比 為1:1:3:2:30，40-60°C，于200r/min，36h反應(yīng)結(jié)束，得羧甲基纖維素接枝化合物；
[0020] 5)制備羧甲基纖維素微囊:將制備所得的羧甲基纖維素接枝化合物經(jīng)甲醇透析， 后經(jīng)冷凍干燥機(jī)干燥，所得到的反應(yīng)物溶解在蒸餾水中，經(jīng)超聲處理，即得羧甲基纖維素微 囊。
[0021] 實(shí)施例2:
[0022] -種可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法，包括如下步驟：
[0023] 1)脫水有機(jī)溶劑的制備：將分子篩于200°C烘箱內(nèi)活化2.5h，置于干燥器中冷卻 后，與N，N-二甲基甲酰胺，分子篩與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:30,加入反應(yīng)容器中，于室溫下 震蕩48h后，濾去分子篩，得脫水有機(jī)溶劑，備用；
[0024] 2)凍干脂肪酶的制備:將濃度為0.2mol/L pH值為7.5的磷酸鹽緩沖液與脂肪酶混 合，磷酸緩沖溶液與脂肪酶質(zhì)量比為1:5，凍干后，得凍干脂肪酶，備用；
[0025] 3)將步驟2)中所得的凍干脂肪酶置于密閉容器中，與氯化鈉的飽和水溶液氣相平 衡72h以上，并將羧甲基纖維素和步驟1)中所得的脫水有機(jī)溶劑置于另一密閉容器中，與氯 化鈉的飽和水溶液氣相平衡72h以上，使固定化脂肪酶的水活度與飽和鹽溶液的水活度相 同；
[0026] 4)羧甲基纖維素接枝化合物的制備:在反應(yīng)容器中加入步驟3)中所得到的羧甲基 纖維素，油酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺，并加入步驟3)中所得的脂肪酶，反應(yīng)Ih后加入經(jīng)過 活化處理的分子篩，羧甲基纖維素：油酸甲酯:脂肪酶:分子篩:N，N-二甲基甲酰胺：1:2:4:3 :40，40-60°C，于200r/min，36h反應(yīng)結(jié)束，得羧甲基纖維素接枝化合物；
[0027] 5)制備羧甲基纖維素微囊:將制備所得的羧甲基纖維素接枝化合物經(jīng)甲醇透析， 后經(jīng)冷凍干燥機(jī)干燥，所得到的反應(yīng)物溶解在蒸餾水中，經(jīng)超聲處理，即得羧甲基纖維素微 囊。
[0028] 實(shí)施例3:
[0029] -種可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法，包括如下步驟：
[0030] 1)脫水有機(jī)溶劑的制備:將分子篩于180-200°c烘箱內(nèi)活化2h，置于干燥器中冷卻 后，與N，N-二甲基甲酰胺，分子篩與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:20,加入反應(yīng)容器中，于室溫下 震蕩48h后，濾去分子篩，得脫水有機(jī)溶劑，備用；