專利名稱：瓊膠多糖的降解方法
技術領域：
本發明涉及海藻化學領域，具體為一種瓊膠多糖的降解方法。
背景技術：
瓊膠是一種從石花菜中提取的海藻多糖，目前已經廣泛的應用于醫藥和食品行業，但是由于海藻多糖分子量大，粘度大，溶解度小等特點，而使其應用的范圍受到限制。利用降解的手段對多糖的分子量進行降解，降低粘度，改善其溶解度，可以拓展瓊膠的應用范圍。
瓊膠多糖是主要的海藻多糖，無特殊的生理活性，其功能與纖維素相似是人體不吸收的多糖。已有的研究表明，瓊膠多糖降解后形成由半乳糖和內乳糖組成的瓊二糖以及少量的瓊四糖和瓊六糖。這些降解后的瓊膠寡糖具有明顯的生理活性例如；1.抗腫瘤，可以促使人類的各種癌細胞程序性凋亡，可以抑制前列腺素和腫瘤壞死因子TNF-α的產生從而抑制阿癌細胞的產生。
2.抗氧化作用，可以通過阻止可誘導性NO合成酶iNOS的表達來抑制NO自由基的產生，從而消除此種NO自由基過量造成的損傷，并且這種抑制作用與瓊膠寡糖的量成正比，可以肯定瓊膠寡糖抑制NO自由基產生的能力和Epigallocatechin Gallate(EGCG)(一種在茶葉中發現的具有抗癌作用的化合物)相當。
3.防治一些炎癥疾病，如關節炎和內毒素休克。
瓊膠寡糖具有一些很有價值的生理活性，使它成為目前的研究熱點之一。而瓊膠寡糖的生理活性也是與其結構緊密相關，故而尋找一個最佳的降解方法，高產率的制備寡糖具有重要的實際應用意義。
從化學的角度，對大分子的化合物降解有很多種方法(物理降解法、酶降解法和化學降解法)，但是對瓊膠多糖的降解還是首次進行，沒有合適的方法可以借鑒，試驗和研究表明，在不同溫度和酸度下的鹽酸水解法、雙氧水和醋酸催化水解法不足之處是瓊膠降解比較緩慢、降解效率低。
發明內容
本發明目的是提供一種降解速度快、效率低、工藝簡單、成本低的瓊膠多糖的降解方法。
本發明的技術方案是利用維生素C誘導的Fenton體系產生的羥基自由基氧化還原降解瓊膠，得到瓊膠寡糖，具體步驟如下1)將干燥的瓊膠粉末或條狀瓊膠加入pH＝7的0.1mol/L磷酸氫鈉和磷酸二氫鈉緩沖溶液中潤濕，緩沖溶液加入量為每克瓊膠加入1～2ml，攪拌均勻，再加入上述濃度的緩沖溶液至瓊膠含量為9～10g/L，置于恒溫水浴鍋上攪拌，水浴鍋溫度為95～100℃，直至瓊膠完全溶解；2)恒溫水浴鍋溫度降至45～55℃，加入FeSO4·7H2O，其在步驟1)所得液體中的濃度為0.9～1.1mmol/L，并攪拌均勻；3)按9.5～10.5ml/L加入重量百分濃度為30％的過氧化氫，進行降解反應，待反應溶液顏色變深加入維生素C，進行誘導反應，維生素C加入量為3.5～4g/L；4)恒溫水浴鍋溫度降至20～30℃，加入過氧化氫酶終止反應，其加入量為0.01～0.5mg/L；5)將降解產物高速離心10～15分鐘，然后加入重量百分濃度為95％的乙醇，至乙醇的體積百分濃度為60～65％，再將上清液高速離心10-15分鐘，取上清液旋轉蒸發后冷凍干燥獲得瓊膠的寡糖降解產物。
所述步驟2)FeSO4·7H2O加入前采用步驟1)所述濃度的緩沖溶液溶解；所述步驟5)高速離心采用高速離心機，離心速度為10000～12000r/min。
本發明的有益效果是1.降解產率高，瓊膠粘度降解比較快。本發明根據市場發展的需要，在大量實驗室研究的基礎上確立了海藻多糖-瓊膠的氧化還原降解法，利用Vc誘導的Fenton體系產生的羥基自由基氧化還原降解瓊膠，得到低分子量瓊膠寡糖，降解后獲得的瓊膠寡糖的分子量在3000左右，產率在85％以上，有明顯的α-葡萄糖甘酶抑制劑的作用以及其它功能性的作用，適用于有條件的中小企業生產和大專院校實驗課用。
2.本發明降解工藝簡單，成本低廉。
具體實施例方式
實施例1取100克瓊膠粉末，加入100ml、pH＝7的0.1mol/L磷酸氫鈉和磷酸二氫鈉緩沖溶液置于攪拌器上混合，直至瓊膠粉末徹底濕潤后再加入上述濃度的緩沖溶液至總體積為10L，攪拌均勻，置于100℃恒溫水浴鍋上攪拌至瓊膠粉末完全溶解后轉移至50℃水浴鍋上并加入2700mg硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)，硫酸亞鐵晶體事先用上述緩沖溶液溶解，其最終濃度為1mmol/L，攪拌均勻后再加入100ml 30％(重量百分濃度)的H2O2，待反應溶液顏色加深后加入35g的Vc(H2O2最終濃度約0.1mol/L，Vc最終濃度約0.02mol/L)進行反應，反應過程中注意觀察粘度的變化，當反應物的濃度變化不大時，降溫至25℃并加入2-3mg的過氧化氫酶終止反應，降解產物進行高速離心10分鐘，離心速度為10000r/min，上清液加入重量百分濃度為95％的乙醇，使乙醇的體積百分濃度(V/V)達到60％，乙醇加入量為15L左右，上清液再次高速離心10分鐘，離心速度為10000r/min，除去分子量比較大的降解產物和磷酸鹽后旋轉蒸發、冷凍干燥獲得降解的瓊膠寡糖。
本發明利用Vc誘導的Fenton體系產生的羥基自由基氧化還原降解瓊膠得到低分子量的瓊膠。降解產物經過超速離心、乙醇沉淀，除去分子量比較大的降解產物和磷酸鹽，得到分子量在3000左右的降解產物瓊膠寡糖，所獲得的低分子量的降解產物的產率可以達到85％以上，特別說明的是經過60％乙醇的純化沉淀后，經硝酸鹽溶液檢測證明大部分磷酸鹽都隨著分子量比較大的降解產物沉淀，并經高速離心后除去。
降解過程中所需要的儀器、藥品及配制方法1)pH＝7.0的0.1mol/L磷酸氫鈉和磷酸二氫鈉緩沖溶液購買上海雷磁分析儀器廠，化學試劑分廠生產的定型產品。
2)瓊膠粉原料青島海洋漁業公司水產品加工廠生產過氧化氫酶(來自牛的肝臟)，Sigma化學試劑公司。
3)粘度測定儀，上海分析儀器廠4)恒溫水浴鍋；5)高速離心機(1000～12000r/min)。
實施例2與實施例1不同之處是取100克條狀瓊膠，加200ml pH＝7的0.1mol/L磷酸氫鈉和磷酸二氫鈉緩沖溶液置于攪拌器上混合，直至條狀瓊膠濕潤變軟后再加入上述濃度的緩沖溶液至總體積為10L，置于100℃恒溫水浴鍋上攪拌，直至條狀瓊膠完全溶解成透明漿糊狀，降低水浴鍋的溫度到50℃，加入2750mg事先用緩沖溶液溶解的FeSO4·7H2O，攪拌5分鐘后加入105ml 30％(重量百分濃度)的H2O2，待反應溶液的顏色加深后再加入35g的Vc，當反應液粘度變化趨于穩定時，水浴鍋溫度降為20℃，并加入5mg的過氧化氫酶完全終止反應。降解產物進行高速離心15分鐘，離心速度為12000r/min，上清液加入重量百分濃度為95％的乙醇，使乙醇的體積百分濃度(V/V)達到62％，乙醇加入量為16L左右，上清液再次高速離心15分鐘，離心速度為12000r/min，除去分子量比較大的降解產物和磷酸鹽后旋轉蒸發、冷凍干燥獲得降解的瓊膠寡糖。
結果表明氧化還原降解反應中瓊膠的粘度降解比較快，效果比較好有一定的代表性，因此氧化還原降解法可以作為瓊膠多糖的降解方法。
權利要求
1.一種瓊膠多糖的降解方法，其特征是利用維生素C誘導的Fenton體系產生的羥基自由基氧化還原降解瓊膠，得到瓊膠寡糖，具體步驟如下1)將干燥的瓊膠粉末或條狀瓊膠加入pH＝7的0.1mol/L磷酸氫鈉和磷酸二氫鈉緩沖溶液中潤濕，緩沖溶液加入量為每克瓊膠加入1～2ml，攪拌均勻，再加入上述濃度的緩沖溶液至瓊膠含量為9～10g/L，置于恒溫水浴鍋上攪拌，水浴鍋溫度為95～100℃，直至瓊膠完全溶解；2)恒溫水浴鍋溫度降至45～55℃，加入FeSO4·7H2O，其在步驟1)所得液體中的濃度為0.9～1.1mmol/L，并攪拌均勻；3)按9.5～10.5ml/L加入重量百分濃度為30％的過氧化氫，進行降解反應，待反應溶液顏色變深加入維生素C，進行誘導反應；維生素C加入量為3.5～4g/L；4)恒溫水浴鍋溫度降至20～30℃，加入過氧化氫酶終止反應，其加入量為0.01～0.5mg/L；5)將降解產物高速離心10～15分鐘，然后加入重量百分濃度為95％的乙醇，至乙醇的體積百分濃度為60～65％，再將上清液高速離心10～15分鐘，取上清液旋轉蒸發后冷凍干燥獲得瓊膠的寡糖降解產物。
2.按照權利要求1所述瓊膠多糖的降解方法，其特征是所述步驟2)FeSO4·7H2O加入前采用步驟1)所述濃度的緩沖溶液溶解。
3.按照權利要求1所述瓊膠多糖的降解方法，其特征是所述步驟5)高速離心采用高速離心機，離心速度為1000～12000r/min。
全文摘要
本發明涉及海藻化學領域，具體為一種瓊膠多糖的降解方法。它是以成品的瓊膠粉或條狀瓊膠為原料，用pH＝7的0.1mol/L磷酸氫鈉和磷酸二氫鈉緩沖溶液進行瓊膠的溶解，在Fe
文檔編號C08B37/04GK1467226SQ0213257
公開日2004年1月14日 申請日期2002年7月11日 優先權日2002年7月11日
發明者韓麗君, 范曉, 李憲璀, 房國明, 牛榮麗, 婁清香, 袁毅 申請人:中國科學院海洋研究所