[發明專利]一種利用自振空化制備低聚殼聚糖方法

有效

• 申請號: 201610063601.6
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105524189B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 黃永春;楊鋒;李利軍;許佳麗;任仙娥;黃承都;黃瓊;謝清若;張昆明
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 韋微

本發明涉及一種利用自振空化制備低聚殼聚糖方法，該方法的特點是：采用自振空化降解，即將殼聚糖溶液在自振空化裝置中進行自振空化降解處理；自振空化裝置包括恒溫水浴循環水箱、貯罐、泵、自振空化器和輸送殼聚糖溶液的管道以及壓力表、閥門；自振空化降解的工藝流程是：將殼聚糖溶液放在貯罐中，并通過循環水箱進行恒溫，殼聚糖溶液通過泵輸送到自振空化器進行空化降解，通過閥門調節入口壓力，并通過壓力表監控壓力，經空化降解后的殼聚糖溶液回流到貯罐中。本發明的降解率與現有采用水力空化裝置（文丘里管）制備低聚殼聚糖的降解率相比至少提高40%以上，具有簡便易行、能耗低、效率高等特點；具有大規模工業應用的優勢。

技術領域

本發明涉及一種低聚殼聚糖方法的制備方法，特別涉及一種利用自振空化制備低聚殼聚糖方法。

背景技術

一般由甲殼素脫乙酰化制得的殼聚糖分子量很大，且有緊密的晶體結構，不溶于普通溶劑，只能溶解于某些酸性介質中，這使得殼聚糖的應用受到極大的限制。另外，研究表明：不同相對分子質量的殼聚糖性質差異很大，有時甚至會表現出截然相反的特性，殼聚糖的許多特異性功能只有在相對分子質量降低到一定程度才表現出來。殼聚糖經降解得到的低聚水溶性殼聚糖，有著獨特的、優越的生理活性和物化性質，具有廣泛的應用領域和開發價值，從而倍受關注。

目前，殼聚糖降解方法主要有化學法、酶法和物理法。

（1）化學法是通過化學的方法對殼聚糖進行降解，主要有：酸降解法、NaNO₂降解法、氧化降解法等。化學降解過程反應不好控制，相對分子質量分布寬，容易對環境造成污染，產品顏色較深。

（2）酶法降解是利用專一性或非專一性酶對殼聚糖進行降解的方法。酶降解法降解過程和降解產物的相對分子質量易于被控制，并且是在較溫和的條件下直接進行的，不需要加入其它化學反應試劑，對環境污染少。然而，酶法降解周期長，酶容易失活，生產成本高，目前還難以實現工業化。

（3）物理降解法目前主要是輻射法、微波法和超聲波法。輻射降解法利用放射性射線降解殼聚糖，但輻射降解法對設備要求很高，同時可能產生有毒有害物質。微波法是通過微波輻射對殼聚糖進行降解，但微波降解殼聚糖目前還是停留在間歇操作，難以連續化生產。超聲波降解主要是通過超聲空化效應對殼聚糖進行降解，其降解作用是十分明顯，可得到較為均一的低相對分子質量殼聚糖，并且超聲波降解法用酸量明顯減少，后處理過程大為簡化，對環境的污染也大大降低。但是，由于超聲空化的總耗能中，只有5%-10%用于空化效應，其余的90%-95%以熱能的形式使系統升溫。這種升溫不僅造成能量的浪費，同時不利于對熱敏物質（例如生物、醫藥等行業）的處理；超聲空化的另一個嚴重問題，是它的方向性和局部性。空化效應只發生在超聲發生器附近很小區域內，由于空泡不發生整體遷移運動，空泡的形成、發展和潰滅過程，就被限定在該有限區域內，因而，超聲空化存在能量利用率較低，空化效應區域小等問題，由于超聲波降解法殼聚糖收率太低，導致生產成本過高，難以工業化應用。

本申請的申請人在較早前申請并獲得了專利號為ZL2010101787923的中國發明專利，該專利是利用水力空化裝置（文丘里管）制備低聚殼聚糖，但是在后續的研發過程中，申請人發現：水力空化降解通過空化泡潰滅在其周圍產生局部高溫和高壓，并伴隨出現強烈的沖擊波和微射流，這些物理條件為溶液中殼聚糖降解提供了一個有利的理化環境，實現了通過自由基氧化、高溫熱解和超臨界水氧化使殼聚糖分子發生降解作用。但空化泡潰滅迅速，并不能充分長大后再潰滅，難以實現能量的高效利用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種利用自振空化制備低聚殼聚糖方法，該方法通過殼聚糖溶液本身自振空化效應對殼聚糖進行降解，具有簡便易行、能耗低、效率高等特點；具有大規模工業應用的優勢。

解決上述技術問題的技術方案是：一種利用自振空化制備低聚殼聚糖方法，包括以下步驟：