一種將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及物理降解技術領域，特別是一種將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法。
【背景技術】
[0002]殼寡糖，也稱幾丁寡糖，是一種以甲殼素經脫乙酰處理后獲得的殼聚糖為原料，通過高科技降解分離手段制取的一種天然高活性動物性纖維素產品，由于其獨特的藥理作用和由此產生的廣闊市場應用前景而日趨受人關注，甚至被譽為“人體第六生命要素”和“軟黃金”的美稱。
[0003]甲殼素是一種純天然的高分子化合物，廣泛在在于蝦、蟹等甲殼類動物及昆蟲、藻類中，其每年的生物合成資源量高達100億噸以上，其中海洋生物的生成量約在10億噸以上，是地球上僅次于植物纖維的第二大用之不竭的自然生物資源。由于甲殼素的化學性質不活潑、水溶性差而應用倍受限制。生物學家們研究發現，對甲殼素進行脫乙酰處理后獲得的殼聚糖可溶解于部分食物中，從而得到局部應用。但由于殼聚糖的分子量通常在幾十萬到幾百萬之間，不能溶于水性溶劑中，因而仍存在較嚴重的應用局限性。近幾年來，生物學家們就對殼聚糖的分子量進行降解方面進行了大量研究、取得了廣泛應用研究成果，掌握了低分子量殼聚糖的活性能得到很大提高、低于一定分子量的殼聚糖能完全溶解于水性溶劑中，并將降解后分子量低于I萬的殼聚糖命名為“殼寡糖”，且目前已在食品、醫藥、日用化工、環保、農業等領域逐漸體現出其廣泛的應用價值。
[0004]將殼聚糖制備成殼寡糖的方法目前主要有化學降解法和酶解法。化學降解法的缺點是容易產生反應副產物，最終影響產品純度，因而產品質量較難控制、穩定性較差；酶解法是以利用某些酶特異地開裂、改變分子結構的方式達到降解目的，由于在整個降解過程中無其他反應副產物生成而成為目前比較多用的方法，其缺點是工序比較復雜、降解效率低，產品成本高，目前僅處于實驗室研究、小批量試生產階段，要達到工業化規模生產尚有一系列工藝技術問題需解決。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是要提供一種工序比較簡單、降解效率高、產品質量穩定，有利于降低產品成本和進行工業化規模生產的將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法。
[0006]本發明的將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法是這樣的:以甲殼素經脫乙酰后獲得的高分子殼聚糖為原料，經漂洗、烘干工藝物理處理后投入由凈水(H2O) 80-90%和食用級雙氧水(H2O2) 10-20%的重量比配制而成的料液中浸泡，獲得殼聚糖與料液的混和物；然后在微波輻射反應器內進行微波頻率輻射，大部分的殼聚糖經降解后成為低分子量、溶解于所述的料液中的殼寡糖和小部分未降解的殼聚糖殘渣，經過濾后得到未降解的殼聚糖殘渣和已降解的殼寡糖溶液；對未降解的殼聚糖殘渣匯集后返入所述的料液中再作處理，對已降解的殼寡糖溶液送入內裝有無水乙醇的醇析容器中醇析、形成固態殼寡糖沉淀物和廢醇；抽濾掉廢醇、將得到的固態殼寡糖作烘干處理，然后過目、分析和分級，得到水溶性殼寡糖成品。此外，對于在醇析和抽濾過程中得到的廢醇經蒸餾后分離出的無水乙醇被返送至醇析容器中繼續使用，其余殘液既可以作進一步工藝處理、提取單糖，也可以用作蒸餾廢醇的燃料。
[0007]此外，所述的殼聚糖在所述的料液中浸泡的時間為半小時以上，以1-2小時為優選；所述的經浸泡后的殼聚糖與料液的混和物在微波輻射反應器內進行微波頻率輻射的時間與輻射的溫度相關，輻射的時間不少于5小時，以5-6小時為佳，溫度不高于80°C，以600C -80°C為佳；所述的微波輻射反應器為普通市售產品。
[0008]基于上述構思的本發明將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法，由于采用了由內含凈水和雙氧水的料液，并配以微波輻射降解處理技術、以物理的方法激射能量，使難水溶性高分子殼聚糖降解為能溶于水、且分子結構穩定、相對分子量低于3000的殼寡糖，在整個降解工藝過程中所需的生產設施少，也無污染物產生和排出，降解過程中也無其他反應副產物生成，因而與現有技術的制備水溶性殼寡糖的方法相比，具有工藝先進、工序簡單、經濟投入少、產品純度高和品質穩，且可以自動化循環連續作業等獨特優點，有利確保產品質量、提高產率、降低生產成本、環保、節能和工業化規模生產，因而本發明為將以甲殼素為原料制成的殼聚糖制備成水溶性殼寡糖開創了一種行之有效的嶄新途徑，有效克服了目前較多使用的化學降解法和酶解法所存在的諸多不足之處，為以甲殼素為原料制成的殼聚糖開辟了廣闊的市場應用前景，因而具有顯著的技術先進性、極強的實用性和可貴的經濟性。
【附圖說明】
[0009]附圖是本發明實施例的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和典型實施例對本發明作進一步描述。
[0011]在附圖中，基于本發明將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法，其工藝流程為:以專用級的殼聚糖為原料，經漂洗、烘干工藝物理處理后投入事先由凈水(H2O) 80-90%和食用級雙氧水(H2O2) 10-20%的重量比配制而成的料液中浸泡1-2小時；然后在微波輻射反應器內進行在溫度低于80°C環境下5-6小時的微波頻率輻射，大部分的殼聚糖便可降解成為低分子量、溶解于所述的料液中的殼寡糖和小部分未降解的殼聚糖殘渣，經過濾后得到未降解的殼聚糖殘渣和已降解的殼寡糖溶液，未降解的殼聚糖殘渣匯集后返入所述的料液中再作處理，已降解的殼寡糖溶液送入無水乙醇中醇析、形成固態殼寡糖的沉淀物和廢醇；抽濾掉廢醇、將得到的固態殼寡糖作烘干處理，然后過目、分析和分級，得到能水溶的、相對分子量低于3000的殼寡糖成品。此外，對于在醇析和抽濾過程中得到的廢醇經蒸餾后分離出的無水乙醇被返送至醇析容器中繼續使用，其余殘液供用作蒸餾廢醇的燃料。
【主權項】
1.一種將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法，其特征在于工藝流程為: a.以甲殼素經脫乙酰后獲得的高分子殼聚糖為原料，經漂洗、烘干工藝物理處理后投入由凈水(H2O)80-90%和食用級雙氧水(H2O2) 10-20%的重量比配制成的料液中浸泡，獲得殼聚糖與料液的混和物； b.將經浸泡后的殼聚糖與料液的混和物在微波輻射反應器內進行微波頻率輻射，大部分的殼聚糖經降解后成為低分子量、溶解于所述的料液中的殼寡糖和小部分未降解的殼聚糖殘渣，經過濾后得到未降解的殼聚糖殘渣和已降解的殼寡糖溶液； c.對未降解的殼聚糖殘渣匯集后返入所述的料液中再作處理，對已降解的殼寡糖溶液送入無水乙醇中醇析、形成固態殼寡糖沉淀物和廢醇； d.抽濾掉廢醇、將得到的固態殼寡糖作烘干處理，然后過目、分析和分級，得到相對分子量低于3000的水溶性殼寡糖成品。
2.根據權利要求1所述的將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法，其特征在于所述的殼聚糖在所述的料液中浸泡的時間為半小時以上，以1-2小時為優選。
3.根據權利要求1所述的將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法，其特征在于所述的經浸泡后的殼聚糖與料液的混和物在微波輻射反應器內進行微波頻率輻射的時間不少于5小時，以5-6小時為佳，微波頻率輻射的溫度不高于80°C，以60°C -80°C為佳。
4.根據權利要求1所述的將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法，其特征在于所述的廢醇經蒸餾后得到無水乙醇和殘液。
5.根據權利要求1或4所述的將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法，其特征在于所述的無水乙醇被送至醇析容器中繼續使用。
6.根據權利要求1或4所述的將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法，其特征在于所述的殘液經進一步處理后提取單糖，或供用作蒸餾廢醇的燃料。
【專利摘要】本發明涉及一種將殼聚糖制備成水溶性殼寡糖的方法，以殼聚糖為原料，經漂洗、烘干工藝處理后入由凈水和食用級雙氧水配制而成的料液中浸泡，然后作微波輻射降解處理，形成低分子、能溶解于所述的料液中的殼寡糖和部分未降解的殼聚糖的混合液，再經過濾得到殼聚糖殘渣和殼寡糖溶液，殼寡糖溶液送入無水乙醇中醇析后抽濾、烘干，得到水溶性殼寡糖成品。由于采用微波輻射降解處理技術、以物理的方法激射能量，將高分子殼聚糖降解為結構穩定的低分子水溶性殼寡糖，在降解過程中無其他反應副產物生成，也無污染物產生，與現有技術的制備方法相比，具有工藝先進、工序簡單、生產設施投入少、且產品純度高、品質穩定等優點，為以甲殼素為原料制成的殼聚糖開辟了廣闊的市場應用前景。
【IPC分類】C08B37-08
【公開號】CN104744608
【申請號】CN201310726242
【發明人】殷國銘, 殷雪江
【申請人】殷國銘, 殷雪江
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月25日