[發明專利]一種可直接溶于堿液的中性甲殼素及其制備方法

有效

• 申請號: 202011318331.1
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112321749B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 劉廷國;魏美佳;趙緣
• 申請（專利權）人: 池州學院
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 北京鑫瑞森知識產權代理有限公司 11961
• 代理人: 劉晶

本發明涉及一種可直接溶于堿液的中性甲殼素及其制備方法，屬于甲殼素制備技術領域。其方法是將脫乙酰度低于15%的甲殼素與3?8倍甲殼素質量，質量濃度為30?50wt%的強堿水溶液混合，進行冷凍?解凍?加熱處理，循環處理多次，加水溶解后得到堿性水溶膠，再在4?40℃進行均相脫乙酰處理，控制產物脫乙酰度為19?48%，溶膠經乙醇沉淀、鹽酸中和后，用去離子水洗滌至無氯離子殘留，經低溫真空干燥后即可得到能直接溶于堿液的中性甲殼素，本發明得到的甲殼素不需添加任何輔助試劑，亦不需施加冷凍等輔助處理手段就可直接溶于堿溶液中，方法簡單易行，有望在工業上得到廣泛應用，尤其是可能潛在應用于強堿性場合。

技術領域

本發明涉及甲殼素制備技術領域，尤其涉及一種可直接溶于堿液的中性甲殼素及其制備方法。

背景技術

甲殼素是自然界中產量極其豐富的一種生物質資源，具有廣闊的應用前景，但甲殼素含有大量分子間和分子內氫鍵，導致結構比較規整而很難溶解和加工。目前只有少數幾種溶劑如N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）/氯化鋰（LiC1)、無水氯化鈣/甲醇、離子液體等可以用來溶解甲殼素，但這些溶劑體系存在價格昂貴、難以回收、強揮發性、有毒性、對甲殼素具有降解性等缺點。

近年，武漢大學開發出一種綠色的甲殼素溶劑——堿/尿素體系，通過冷凍/解凍法可以成功溶解甲殼素和殼聚糖；該溶劑雖然相比之前的溶劑更加經濟環保，但操作仍然比較繁瑣，需要冷凍-解凍處理，無法直接溶解甲殼素。且利用該溶劑制備的堿性甲殼素溶液在加酸調整pH值至酸性范圍時會重新析出甲殼素。

日本學者T.?Sannan?等發現脫乙酰度為50%的殼聚糖能直接溶解于水中；張永勤等人采用強制滲透法制備了脫乙酰度約為50%的水溶性殼聚糖（張永勤，強制滲透法制備水溶性殼聚糖及其固定化酶解方法與產物研究[博士論文]，中國海洋大學，2005）；劉廷國等人利用凍融循環結合均相處理同樣制備了脫乙酰度約為50%的水溶性殼聚糖（劉廷國，凍融循環制備天然水溶性甲殼素及其特性，華中科技大學學報（自然科學版），2011，1：70-74）；這些水溶性殼聚糖具有一個共同點，不能溶于堿性溶液中，溶于水中后同樣會隨著體系pH值向堿性方向變化而逐漸析出沉淀，不能滿足甲殼素在一些特定場合（如強堿）下的應用。

發明內容

針對現有技術中缺陷與不足的問題，本發明提出了一種可直接溶于堿液的中性甲殼素及其制備方法，制備的甲殼素不需添加任何輔助試劑，亦不需施加冷凍等輔助處理手段就可直接溶于一定濃度堿溶液中，方法簡單易行，有望在工業上得到廣泛應用，尤其是可能潛在應用于強堿性場合。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種可直接溶于堿液的中性甲殼素，所述甲殼素為中性，其脫乙酰度為19-45.54%，在不需添加任何輔助試劑，亦不借助任何輔助手段的條件下，可直接溶解于質量濃度不小于20wt%的堿液，且溶解后可稀釋到任意濃度使用，其pH值重新調整至中性或酸性也不會有甲殼素沉淀析出。

一種可直接溶于堿液的中性甲殼素及其制備方法，包括如下步驟：

步驟一：將脫乙酰度低于15%的商品甲殼素或其超聲處理產物與3-8倍甲殼素質量、質量濃度為30-50wt%的強堿性水溶液混合；

步驟二：將上述混合物經過至少兩次淺凍、融化和非均相脫乙酰循環處理以破壞甲殼素致密的晶體結構；

步驟三：向上述處理好的混合物中加入純水，充分攪拌后得到堿性水溶膠；

步驟四：將得到的水溶膠進行均相脫乙酰處理，控制產物脫乙酰度為19-45.54%；

步驟五：將上述處理好的水溶膠用乙醇沉淀，經鹽酸中和至中性，用純水洗滌至無氯離子殘留；

步驟六：將上述處理好的產物經脫水、干燥處理得到可直接溶于堿液的中性甲殼素。