一種制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于海洋化學工程技術，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，反應結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95%以上的殼聚糖。本發(fā)明采用高溫高壓的反應條件有利于脫乙酰化反應的進行，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?，擴大其在醫(yī)療、食品、化學修飾等方面的應用。
【專利說明】一種制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋化學工程技術，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】
[0002]殼聚糖是甲殼素脫N-乙?；漠a(chǎn)物，一般而言，N-乙?；撊?5%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，是一項極為重要的技術指標，脫乙酰度的高低直接關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的化學反應能力，以及許多方面的應用，尤其是在食品、醫(yī)藥、活細胞和酶的固定化、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、高效低廉的脫乙酰化方法來滿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]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:
[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，反應結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(質量分數(shù))為2%_40%的堿溶液中反應，反應溫度為80-130°C，反應時間為40-180min，壓力為0.11-0.12MPa時，進行單因素試驗，觀察殼聚糖脫乙酰試驗；其中，脫乙酰度60%-85%的殼聚糖與堿溶液之間料液比(質量比)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(質量分數(shù))為5-15%的堿溶液中反應，反應溫度為110-130°C，反應時間為60-180min，壓力為0.11-0.12MPa時，反應產(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濃度達到10%以后對乙?；拿摮绊戄^小，料液比在保證完全浸潤的條件下對乙?；拿摮龓缀鯖]有影響。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點[0012]1.本發(fā)明采用高溫高壓的反應條件有利于脫乙?；磻倪M行，使中、低脫乙酰度的殼聚糖繼續(xù)脫乙?；苽涞玫匠呙撘阴；臍ぞ厶牵瑪U大其在醫(yī)療、食品、化學修飾等方面的應用。
[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)明實施例提供的紅外光譜法測得的原料和不同制備條件下高脫乙酰度的殼聚糖結構圖，其中，乙?；鶅?nèi)C=O基團在1658CHT1處有伸縮振動峰，此峰隨著脫乙酰度的升高而逐漸消失，相應的1597cm—1處游離氨基的彎曲振動則相對增大。圖A為原始未經(jīng)處理的脫乙酰度為83.83%的殼聚糖，羰基伸縮振動峰明顯。圖B為堿濃度為20%,料液比1:20，反應時間120min，反應溫度120°C條件下制得的脫乙酰度95.96%的殼聚糖，羰基伸縮振動峰明顯變小。圖C為堿濃度為15%，料液比1:20，反應時間120min，反應溫度120°C條件下制得的脫乙酰度100%的殼聚糖，此時的羰基伸縮振動峰幾乎消失。圖D為堿濃度為20%,料液比1:20，反應時間120min，反應溫度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，反應溫度120°C，反應lOOmin，脫乙酰度97.68%。紅外譜圖證實了在堿濃度為5%-15%，料液比1:8-15，反應溫度110-120°C，反應時間60_180min的實驗條件下，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?。
[0016]圖2為本發(fā)明實施例提供的利用聞效液相法對原料以及不同反應條件下殼聚糖分子量的測定，圖A分子量為701KDa，堿濃度為35%，料液比1:20，反應溫度120°C，反應時間120min，脫乙酰度99.34%。圖B分子量為677KDa，堿濃度為8%，料液比1:20，反應溫度120°C，反應時間120min，脫乙酰度95.46%。圖C分子量為1320KDa，堿濃度為10%，料液比1:10，反應溫度110°C，反應時間lOOmin，脫乙酰度95.15%。
具體實施例
[0017]下面結合說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明，并且本發(fā)明的保護范圍不僅局限于以下實施例。
[0018]實施例1
[0019]在依次編號的量杯中，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，設定反應溫度與反應時間。反應結束后，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，測定產(chǎn)率，并采用高效凝膠排阻色譜對殼聚糖降解產(chǎn)物的重均分子量(Mw)和數(shù)均分子量(Mn)進行分析。具體分析條件如下，色譜柱:TSK G5000-PWXL ;流動相:0.2M醋酸/0.1M醋酸鈉溶液；流速:0.6mL/min ;柱溫:30°C;檢測器:示差檢測器。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，對凝膠色譜柱進行校準。釆用紫外可見分光光度計TU-1810測定殼聚糖的脫乙酰度，以N-乙酰氨基葡萄糖為標準品，199nm處測量乙酰基的吸光度，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，反應結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95%以上的殼聚糖。
2.按權利要求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(質量分數(shù))為2%-40%的堿溶液中反應，反應溫度為80-130°C，反應時間為40-180min，壓力為0.11-0.12MPa時；其中，脫乙酰度60%-85%的殼聚糖與堿溶液之間料液比(質量比)為1:5-1:25。
3.按權利要求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(質量分數(shù))為5-15%的堿溶液中反應，反應溫度為110-130°C，反應時間為60-180min，壓力為0.11-0.12MPa時，反應產(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(質量比)為1:8-15。
4.按權利要求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(質量比)為1:8。
【文檔編號】C08B37/08GK103709269SQ201310738198
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權日:2013年12月27日
【發(fā)明者】邢榮娥, 何曉飛, 李克成, 劉松, 李鵬程 申請人:中國科學院海洋研究所