[发明专利]一种超声辅助转化几丁质为壳聚糖的方法

说明书

本发明公开了一种超声辅助转化几丁质为壳聚糖的方法，该方法包括如下步骤：(1)向灵芝孢子粉中加入去离子水，水浴超声提取后再加入乙醇、在室温下超声处理，离心，再去离子水，浸泡，离心，烘干，得到粗料几丁质；(2)将粗料几丁质置于H₂O₂水溶液中，水浴维持使粗料几丁质完成脱色，用NaOH溶液调节脱色后的几丁质溶液的pH值至中性，离心得沉淀物；(3)向沉淀物加入碱溶液,使用超声波处理混合液完成去乙酰化反应，再用HCl溶液调节溶液的pH值至中性，然后离心得沉淀物，烘干，得到壳聚糖粗品。该方法以少量、低浓度的NaOH、在室温条件下结合超声工艺制备出壳聚糖，另外，也充分利用了残渣副产物、拓宽了壳聚糖的来源、适于壳聚糖的规模化生产。

技术领域

本发明涉及壳聚糖领域，特别是涉及一种运用超声辅助将灵芝孢子粉提取活性物质后的残渣转化为壳聚糖的方法。

背景技术

几丁质是地球上第二大存量的生物高分子，仅次于纤维素，其大量存在于真菌、浮游生物、昆虫外骨骼和甲壳纲动物外壳中。据《自然》2015年第524卷发表的文章称，全球每年的几丁质生物合成量达1000亿吨，但由于几丁质在一般的溶液中很难溶解，所以往往将其经过去乙酰化转化为壳聚糖。壳聚糖是几丁质的一种衍生物，可由几丁质经去乙酰化处理后获得。由于其具有良好的生物相容性、可降解性及无毒等特点而被广泛应用于药物载体、组织工程、食品、化妆品等众多领域。

但目前商品化的壳聚糖几乎都是从虾、蟹壳等海产品的下脚料中获得，不同程度的存在金属残留、致过敏污染物等问题。同时，据相关报道称目前工业上生产壳聚糖的一般都是以虾壳为原料、用浓度为40％的氢氧化钠溶液处理，使之完成去乙酰化转化为壳聚糖，每生产1千克壳聚糖需要消耗1吨水。因此，需要探寻新的壳聚糖制备方法及原料来源，一方面能杜绝目前工业生产壳聚糖造成的资源浪费、环境污染等问题；另一方面能开拓壳聚糖的新来源，满足市场对壳聚糖与日俱增的需求。已有研究显示，真菌类细胞的细胞壁所含几丁质的比例为1％-40％。不过，几丁质难以消化的特性使得直接口服灵芝孢子粉的效果欠佳，且容易引起腹泻等不良反应。

目前，壳聚糖的规模化生产都是利用海鲜副产品在高浓度强碱、高温下完成几丁质的去乙酰化而实现的，存在耗时、废液污染环境等弊端。虽已有相关报道称可将灵芝子实体提取多糖后的残渣转化为壳聚糖，但提取时必须经过切片与破碎后在高浓度强碱、高温下处理进行反应，存在制备步骤繁多、效率低下等弊端。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种超声辅助几丁质转化为壳聚糖的方法，该方法高效、环保、低成本、充分利用副产物，适于规模化生产。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：一种超声辅助几丁质转化为壳聚糖的方法，本发明中所使用的各名词定义如下：

几丁质：指灵芝孢子粉经提取多糖、三萜和蛋白后剩余的残渣；

壳聚糖：指几丁质经超声辅助去乙酰化后的产物。

该方法包括如下步骤：

(1)取干燥的灵芝孢子粉按料液比1：15-30(g:ml)向灵芝孢子粉中加入去离子水，在45-65℃下水浴超声提取1-6次后再离心去除上清液得一次沉淀物；按料液比1:15-30(g:ml)向一次沉淀物加入95v/v％的乙醇、在室温下超声处理1-3h，再离心得二次沉淀物；按料液比1：30-50(g:ml)向二次沉淀物加入去离子水，25-45℃下浸泡1-3h，离心，得到三次沉淀物，烘干，得到粗料几丁质；

(2)将粗料几丁质置于30wt％H₂O₂水溶液中，以料液比1:10-20(g:ml)混合，再置于50-70℃下水浴维持1-3h，使粗料几丁质完成脱色，用1wt％NaOH溶液调节脱色后的几丁质溶液的pH值至中性，然后离心得沉淀物；