[发明专利]一种低分子壳聚糖的制备方法

说明书

一种低分子壳聚糖的制备方法，是先用稀盐酸超声处理蟹壳，再加入去离子水稀释稀盐酸，再加入苯甲酸持续超声处理，低浓度氢氧化钠脱蛋白，洗涤后再用高浓度氢氧化钠热处理脱乙酰的湿品壳聚糖，然后将湿品壳聚糖溶于稀盐酸水溶液中，加入以石墨板作为阳极、泡沫钛作为阴极、银/氯化银电极作为参比电极的三电极体系中，阳极与阴极保持很定的间距为3~5cm，恒点电位为‑1.2~‑1.5V，电解0.5~1h。本发明简化了脱乙酰过程氢氧化钠反复脱乙酰的过程，并减少了氢氧化钠的使用量，通过一步氢氧化钠脱乙酰结合电解制备的低分子壳聚糖脱乙酰度高达94.8%，分子量低，达到0.25万左右，分子量分布窄，分子量分布系数为1.13，低分子壳聚糖中蛋白质杂质含量低至0.072%。

技术领域

本发明涉及壳聚糖降解技术领域，具体涉及一种低分子壳聚糖的制备方法。

背景技术

壳聚糖是一种天然高分子聚合物，属于氨基多糖，是至今为止发现的唯一带阳离子电荷的碱性多糖，具有独特的生物活性，同时具有无毒、生物相容性好以及易于降解等优点。壳聚糖是由甲壳素通过脱乙酰化处理制得，一般而言，N-乙酰基脱去55％以上的甲壳素可称之为壳聚糖，制备的壳聚糖分子内外的氢键相互作用，形成有序的大分子结构，由于其分子量通常在几十万上百万，使其只溶于稀盐酸、硝酸等无机酸和大多数有机酸，而不溶于水和碱性溶液，致使壳聚糖的应用受到很大的限制。壳聚糖的脱乙酰度和分子量对其物理，化学和生物性质均有很大影响，若能够制备高的脱乙酰度壳聚糖，并通过适当的方法将高分子量壳聚糖降低为低分子量壳聚糖，特别是分子量小于7000的低分子量聚壳聚糖，不仅溶于水，还能展现出独特优越的生理活性和物理化学性质，例如在医药、食品、化妆品、水处理等方面的应用。

目前，国内提出的降解方法有化学降解法(酸降解法、氧化降解法)、物理降解法(微波、超声波或者γ射线等)和生物降解法(酶降解)。酸降解法是制备单糖和一系列相应低分子量壳聚糖主要途径之一，但是酸降解法不好控制，选择性差、分离纯化比较困难，产率较低，在制备低分子量壳聚糖时主要得到的单糖，其次是双糖，很难得到所需活性的低分子量壳聚糖；双氧水氧化降解法是目前研究较多的方法，但是存在的最大问题是反应过程不易控制，容易发生褐变，在降解过程中引入了各种反应试剂，增加了控制降解副反应及降解产物分离纯化的难度；酶降解法的降解过程及产物分子质量分布较易控制，缺点是所使用的酶较为特殊，成本高，生产周期长，且产物中含有极少量的糖和酶蛋白的复合物，复合物产物会导致热原反应使其无法应用于食品、医药等领域。物理降解法主要是利用微波、超声波、γ射线等物理方式处理降解壳聚糖，但是物理降解法也存在一定的局限性，目前也不容易实现产业化。现有技术中有采用电化学降解壳聚糖制备小分子壳聚糖，但是壳聚糖的脱乙酰度高，使得其结晶度高，高结晶度的壳聚糖使得电化学降解程度不受控，电解的壳聚糖分子量分布宽。

此外，现有技术中制备高脱乙酰度的壳聚糖，是采用高浓度氢氧化钠等强碱通过多次重复热处理，以达到高度脱乙酰的目的，该方法虽然可以制备高脱乙酰度的壳聚糖，但是重复使用强碱，使得高浓度碱的用量大，对环境不友好，且多次重复耗时，并且多次强碱处理会过度破坏壳聚糖的分子结构，还大大提高了后续降解过程中壳聚糖的结晶度、导致壳聚糖中分子量发生不可控变化，分子量分布宽，从而降低了壳聚糖的性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种低分子壳聚糖的制备方法，最终制备的壳聚糖脱乙酰度高、分子量小且分布窄，蛋白质杂质低。

本发明目的通过如下技术方案实现：