[发明专利]一种氧化可得然胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化可得然胶的制备方法，属于生物质材料领域。本发明通过将双氧水分批加入，严格控制氧化时间，使可得然胶分子结构中的‑CH₂OH基团全部转换成‑COONa或COOH、无其他副产物产生。本发明的制备方法反应效率高，反应条件温和，操作简单，所用试剂价格低廉且绿色无污染。

技术领域

本发明属于生物质材料领域，具体涉及一种氧化可得然胶的制备方法。

背景技术

可得然胶，又称热凝胶，凝结多糖，是由微生物发酵生产，以β-1,3-糖苷键构成的水不溶性葡聚糖，相对分子量约为50～200万。可得然胶属于天然生物分子，无毒无副作用，来源广泛。与众多天然多糖相比，具备开发的众多潜在优势：1)可得然胶生物降解性非常好，具有生物相容性及生物无毒性；2)在碱水中能够溶解，便于其进行均相化反应；3)其分子结构中含有多个活泼-OH，是结构修饰的理想位点。

近年来，氧化多糖越来越受到很多关注。比如氧化再生纤维素，氧化淀粉，氧化大豆多糖等，可作为绿色抗菌剂。多糖的氧化剂有高碘酸盐、次氯酸钠和过氧化氢。由于可得然胶特定的分子结构，只能采用过氧化氢作为氧化剂对其进行氧化。随着氧化时间增加，不但伯碳上的羟基被氧化成羧基，且五元环上仲碳C上的羟基也有可能被氧化，导致分子的强力降低。另外，由于羧基的吸电性的作用使碳电子云密度降低，这样在碱性水溶液中，易与水分子中的羟基发生亲核取代反应，使糖甙键发生断裂。

现有的文献报道用双氧水水解得到的水溶性可得然胶，例如文献Food Chemistry283(2019)302–304报道用双氧水水解后得到的产物含有醛基；文献Food Chemistry 135(2012)2436–2438报道用双氧水水解后得到的产物含有醛基和羧基。这些方法均无法获得6-位完全羧酸化的氧化可得然胶。目前获得6-位完全羧酸化的氧化可得然胶的方法有以次氯酸钠作为氧化剂，然而次氯酸钠氧化可得然胶过程释放的含氯物质会影响操作者健康。因此，开发一种无毒环保、且氧化得到6-位完全羧酸化的氧化可得然胶是有迫切需求的。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明以过氧化氢作为氧化剂，该氧化剂绿色清洁，；然而一次性加入双氧水氧化，氧化效率不是很高，且需要双氧水的用量很大，所以本发明配合采用特定的加入方式和环境控制，分批加入双氧水，使可得然胶6-位完全实现羧酸化，同时降低双氧水的用量。

本发明通过将双氧水分批加入，严格控制氧化时间，使可得然胶分子结构中的-CH₂OH基团全部转换成-COONa或者-COOH、无其他副产物产生。本发明的制备方法反应效率高，反应条件温和，操作简单，所用试剂价格低廉且绿色无污染。

本发明的目的在于提供一种氧化可得然胶的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)预处理：将可得然胶溶于碱溶液中，形成混合液；其中，碱溶液的pH为11-13；

(2)氧化反应：在步骤(1)所得的混合液中加入30％双氧水，反应0.5-1.5h；再加入30％双氧水，接着反应0.5-1.5h；其中，每次30％双氧水相对可得然胶的添加量为(1-4)mL/g；

或者，在步骤(1)所得的混合液中加入30％双氧水，反应0.5-1.5后，再加入30％双氧水，反应0.5-1.5，然后加入30％双氧水反应0.5-1h；其中，每次30％双氧水相对可得然胶的添加量为(1-4)mL/g；

(3)步骤(2)反应结束后，用酸调节至中性；冷却、固液分离取清液，干燥即得氧化可得然胶粉末产品。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中可得然胶在混合液中的质量浓度为10-25mg/mL。优选20mg/mL。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中碱溶液为2mol/L的NaOH溶液或KOH溶液。