[發(fā)明專利]天然多糖類物質(zhì)作為吸水劑的用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310212060.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN103266142A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚天偉;淳于媛;陳必強(qiáng);崔彩霞;陶一峰;沈華清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P7/64
• 分類號(hào): C12P7/64;C02F1/28
• 代理公司: 北京五月天專利商標(biāo)代理有限公司 11294
• 代理人: 涂蕭愷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然多糖類物質(zhì)作為生物基吸水劑的應(yīng)用，并將此類吸水劑用于脂肪酶催化酯化反應(yīng)、轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)以及其他用途中。

背景技術(shù)

目前市場(chǎng)上的吸水劑雖然種類繁多，但吸水效果都不甚理想。其生產(chǎn)成本高，達(dá)到使用壽命后需要廢棄，無法再進(jìn)行廢物利用，因此會(huì)帶來固體廢棄物污染。本發(fā)明的吸水劑具有卓越的吸水性能以及保存水分的能力。本發(fā)明的吸水劑不溶于水和有機(jī)溶劑，具有價(jià)格低、來源廣泛、再生容易以及綠色可降解等優(yōu)點(diǎn)。

雖然木耳和海帶現(xiàn)有技術(shù)中已知的具有吸水性的物質(zhì)，但尚未公開直接將其作為吸水劑的報(bào)道，更未見將其作為化學(xué)反應(yīng)中的吸水劑的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種吸水效果好的、并且回收方便，不會(huì)造成固體廢棄物污染的吸水劑。并可以用于酶催化的酯化反應(yīng)，另外還可以用作分離介質(zhì)，也可以用于水溶液的濃縮以及新穎水循環(huán)等。

本發(fā)明的吸水劑吸水倍數(shù)大，可吸水6-9倍（即吸水率為600%-900%），對(duì)親水溶劑有強(qiáng)選擇性，水溶脹后有一定的強(qiáng)度和彈性，包型性較好。與文獻(xiàn)報(bào)道的分子篩（3A）吸水率約14%、硅膠吸水率8%-20%等相比，優(yōu)勢(shì)明顯，而且有比重輕、硬度低和易懸浮等特點(diǎn)，更顯出特色和作為新穎吸水劑的成長(zhǎng)性。

本發(fā)明的吸水劑再生條件溫和，只需要在室溫風(fēng)干即可。而其他一些吸水劑再生困難，如硅膠需要100-120℃的溫度進(jìn)行熱脫附，分子篩需要200℃熱氣吹掃或者降壓利用惰性氣體反吹才可以實(shí)現(xiàn)再生，條件苛刻能耗大。從再生難易程度來看，木耳和海帶具有明顯的優(yōu)勢(shì)，基本沒有再生費(fèi)用。

在酶催化的酯化、轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)中，結(jié)合水是影響酶的催化活力、底物專一性、操作穩(wěn)定性的決定因素。在酯化體系中，水量非常重要：一方面酶需要少量水來維持其活性，另一方面大量水的存在也與許多酶的失活有關(guān)，并且水作為酯化反應(yīng)的產(chǎn)物會(huì)影響反應(yīng)平衡，水的累積會(huì)使反應(yīng)平衡向著水解方向進(jìn)行。目前，硅膠、分子篩、無水氯化鈣、氧化鋁等物質(zhì)均可用作酯化反應(yīng)的吸水劑，其中最常用的是分子篩；但是其再生困難，脫水太強(qiáng)烈會(huì)奪取酶分子的必需水。

通過脂肪酶催化酯化反應(yīng)，可以制得維生素A棕櫚酸異辛酯、多不飽和脂肪酸甘油酯、植物甾醇酯等酯類物質(zhì)，這些化合物用于食品、保健品以及化妝品等產(chǎn)品質(zhì)量要求高的領(lǐng)域，在制備過程中通過使用天然多糖類物質(zhì)作為吸水劑，可以避免在制備過程中引入了對(duì)人體有害的物質(zhì)，提高產(chǎn)品的安全性。通過脂肪酶催化轉(zhuǎn)酯化酯化反應(yīng)，可以制備生物柴油。

多糖類物質(zhì)吸水劑在使用多次使用廢棄后，可以提取其中的多糖，海帶主要為海藻糖，可以用作微囊材料，成膜的材料等。木耳中提取的多糖具有降血脂和降低膽固醇等醫(yī)療功效，可以用于醫(yī)藥行業(yè)。因此此種吸水劑使用后無固體廢棄物產(chǎn)生，符合綠色化學(xué)的理念。

可以將此類吸水劑制備成微球，代替硅膠和分子篩等作為吸水劑使用，可以填充在固定化床的反應(yīng)器中。

此類吸水劑因?yàn)閷?duì)有機(jī)溶劑的吸收率較低，可以用于水和可與水混溶的溶劑的分離，是溶劑富集和純化的新穎功能材料。此吸水劑還可以用于水溶液的濃縮，包括發(fā)酵液等的濃縮，對(duì)水中溶解和懸浮的污染物的濃縮，如有機(jī)酸、金屬鹽、重金屬鹽、苯環(huán)和雜環(huán)化合物、聚合物、顆粒等中的水脫除和區(qū)分，可用于回收化學(xué)品，改善水質(zhì)，用于污水處理等與水相關(guān)領(lǐng)域中。

此類吸水劑可以用于水的回收和水的凈化劑，可以從含水材料中吸水，再以水蒸氣放出水并回收，可用于新穎水循環(huán)。

具體實(shí)施方法

根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。

實(shí)施例1：

比較了不同的吸水劑硅膠、分子篩4A、木耳、海帶在不同溶劑水、正己烷、異辛烷、正辛酸、乙醇、異辛醇、棕櫚酸異辛酯中的吸收性。分別稱取木耳、海帶、硅膠、分子篩0.500g，浸泡于水、正己烷、異辛烷、正辛酸、乙醇、異辛醇、棕櫚酸異辛酯中，浸泡兩小時(shí)后取出，用濾紙吸干表面液體，然后分別稱重，比較吸水劑吸收液體前后的質(zhì)量變化。

其中m₀代表吸水劑初始重量，m₁代表吸水劑吸水后重量。

可以看出，木耳海帶等多糖類物質(zhì)具有較高的吸水倍率，對(duì)底物溶劑的吸收性也很低。

實(shí)施例2：

一種合成棕櫚酸異辛酯的方法，具體方法步驟如下：