[发明专利]一种降解壳聚糖的方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋化学工程技术，具体涉及一种微波控温辅助过氧化氢降解壳聚糖的方法。

背景技术

壳聚糖是一个天然的线性多糖，由氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖通过β-1，4糖苷键连接而成。由于壳聚糖来源丰富，且安全无毒具有良好的生物兼容性，与人体细胞有良好的相容性，在食品医药，农业，材料科学领域具有很大的应用潜力。低分子量壳聚糖和壳寡糖是壳聚糖的降解产物。与壳聚糖相比，低分子量的壳聚糖和壳寡糖水溶性大大提高，这有利于生物体吸收和利用。低分子量的壳聚糖和壳寡被发现具有多种生理活性，如抗肿瘤，抗菌，抗炎，抗氧化，调节血糖血脂，增强免疫力，活化肠道菌群等。

目前，低分子量壳聚糖的制备方法主要有酸解、酶解、氧化降解等。酸解中使用大量挥发性的强酸，其需要使用强耐腐蚀性设备，造成环境污染，且降解产物不均匀。酶解条件温和但成本很高。氧化降解方法是一种低成本而又环保的方法，然而单独使用过氧化氢降解壳聚糖其降解速率慢，且高浓度过氧化氢的使用可能会带来壳聚糖结构的破坏。因此通过其它手段提高过氧化氢的降解速率，缓和降解条件从而避免降解过程对壳聚糖结构的破坏是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的是提供一种微波控温辅助过氧化氢降解壳聚糖的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种降解壳聚糖的方法，将高分子量壳聚糖经稀酸溶解得壳聚糖溶液，壳聚糖溶液中加入双氧水在微波下反应，微波下加热控制反应温度，根据不同的降解时间得不同分子量的壳聚糖。

所述壳聚糖溶液中加入双氧水在微波下反应，反应后溶液用碱液中和至中性后，醇沉，离心后收集沉淀，冷冻干燥即得到不同分子量的壳聚糖和壳寡糖。

所述高分子量壳聚糖经稀酸溶解，是将高分子量壳聚糖溶解在稀的无机酸或有机酸中，所得壳聚糖溶液浓度为1％-3％(质量分数)，所用的酸为盐酸，甲酸，乙酸，乙二酸，乳酸。

所述双氧水的加入量为壳聚糖溶液的0.01％-1％(体积分数)。所述壳聚糖溶液中加入双氧水在微波下，40-90℃加热控制反应温度降解5-180min，得分子量为500-100000Da的壳聚糖和壳寡糖。

反应原理：过氧化氢可以解离出羟自由基和超氧自由基，这些自由基能够攻击糖苷键是糖链降解，然而在高温和高双氧水浓度下降解会伴随一些氧化等一些副反应破坏糖环结构。在微波条件下，微波可以降低反应活化能从而大大促进降解速率。物理波长辐射可以促进双氧水的解离，进而提高双氧水的利用率，大大降低双氧水的使用浓度。另外，通过微波内部加热方式来控制反应温度，亦能够减少副反应的发生。所以，采用微波控温辅助过氧化氢方式，能够快速降解壳聚糖并缓和降解条件从而保护糖链的基本结构。

本发明的优点

1.本发明采用微波辅助过氧化氢降解壳聚糖，反应速率大大提高，反应快速，所需时间短，有效的改善反应条件。

2.采用微波反应工作站，与传统加热相比，温度相同的情况下所用双氧水浓度低，作用时间短就能得到低分子量壳聚糖，使得壳聚糖的氧化降解在缓和的条件下进行，所得到的低分子量壳聚糖和壳寡糖化学结构基本没有被破坏。

附图说明

图1为本发明实例提供的过氧化氢浓度对微波辅助(■)和传统加热(●)两种模式下壳聚糖降解的影响。

图2为本发明实施例提供的微波辅助过氧化氢壳聚糖降解制备的低分子量壳聚糖的凝胶排阻色谱图谱，其中，图2A 658kDa谱图为使用壳聚糖原料的凝胶排阻色谱图，图2B、C和D 41.2kDa，9.0kDa，5.5kDa谱图分别为实施例2-4中得到的低分子量壳聚糖的凝胶排阻图谱。

图3为本发明实施例提供的微波辅助过氧化氢壳聚糖降解制备的低分子量壳聚糖的红外光谱图，658kDa标记谱图为使用壳聚糖原料的红外光谱图，41.2kDa，9.0kDa，5.5kDa标记谱图分别为实施例2-4中得到的低分子量壳聚糖的红外光谱图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明，并且本发明的保护范围不仅局限于以下实施例。

实施例1