[發(fā)明專利]一種聚合度及脫乙酰度可調(diào)控復(fù)雜結(jié)構(gòu)殼寡糖的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710838924.2
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN109517090A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙巖;程功;張文昌;張勁松;杜昱光
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所;中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08;C07H1/00;C07H5/06
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明涉及精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚合度及脫乙酰度可調(diào)控復(fù)雜結(jié)構(gòu)殼寡糖的制備方法。首先使甲殼素在一定溶劑中溶解或充分溶脹，并在酸催化下勻相降解得到小分子甲殼素或幾丁寡糖。小分子甲殼素或幾丁寡糖使用幾丁質(zhì)酶、殼聚糖酶、幾丁質(zhì)脫乙酰酶或者含有上述酶解活性的非特異性商品酶進(jìn)一步調(diào)控其聚合度及脫乙酰度，經(jīng)噴霧干燥即得到聚合度在20以下，脫乙酰度在20～80％間可調(diào)控的復(fù)雜結(jié)構(gòu)殼寡糖。本發(fā)明制備方法能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)雜殼寡糖的聚合度及脫乙酰度等糖鏈分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，產(chǎn)品收率高，副產(chǎn)物少，成本低，易于批量化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚合度及脫乙酰度可調(diào)控復(fù)雜結(jié)構(gòu)殼寡糖的制備方法。

背景技術(shù)

甲殼素(Chitin)又稱幾丁質(zhì)，由數(shù)目不等的N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)通過β-1,4-糖苷鍵連接而成的高分子聚合物，與纖維素的結(jié)構(gòu)相近，廣泛存在于海洋甲殼動物外殼、昆蟲翅膀、菌類及藻類細(xì)胞壁內(nèi)，是地球上的蘊(yùn)藏量僅次于纖維素的天然多糖和第二大可再生資源。據(jù)推算，自然界的生物每年能生產(chǎn)1000億噸甲殼素，其中被現(xiàn)代化工業(yè)利用的僅達(dá)2百萬噸。隨著化石資源的枯竭和成本的不斷提高，以甲殼素等生物質(zhì)資源為原料開發(fā)的精細(xì)化學(xué)品具有重要的研究和應(yīng)用價值。

殼聚糖為甲殼素脫乙酰化產(chǎn)物，是惟一大量存在的帶正電荷的堿性氨基多糖，生物相容性好，具有許多特殊的物理、化學(xué)和生理活性。殼聚糖的相對分子質(zhì)量通常在幾十萬至上百萬，且分子結(jié)構(gòu)緊密，不能溶于水等一些普通溶劑，在體內(nèi)不易降解吸收，從而影響它的應(yīng)用范圍。

殼寡糖是由2～20個氨基葡萄糖、N-乙酰氨基葡萄糖或者二者的組合以β-1,4糖苷鍵連接而成的低聚物。同殼聚糖相比，殼寡糖水溶性好、易被人體吸收，并有許多重要的生物活性，具有殼聚糖不可比擬的優(yōu)越性。殼寡糖可通過動物腸道上皮細(xì)胞直接被吸收，人體吸收率可達(dá)到99.88％，表現(xiàn)出抑菌、抗腫瘤、調(diào)血脂、調(diào)節(jié)免疫及活化腸道雙歧桿菌等多種生理功能。殼寡糖能夠刺激植物的免疫系統(tǒng)反應(yīng)，激活防御反應(yīng)，產(chǎn)生具有抗病害的活性物質(zhì)，抑制病害的形成，誘導(dǎo)植物的抗病性，對多種真菌、細(xì)菌和病毒產(chǎn)生免疫和殺滅作用。作為一種天然植物誘抗劑，殼寡糖能增強(qiáng)植物對病蟲害的防御能力。處理農(nóng)作物或其種子后，可激發(fā)種子提早萌芽，促進(jìn)作物生長，增加植物的抗性，提高產(chǎn)量。殼寡糖可以廣泛應(yīng)用于植物生長調(diào)節(jié)、飼料添加劑、種子處理、農(nóng)產(chǎn)品保鮮、抗病蟲害等諸多方面，并且具有無毒、無害、無污染可安全降解等特點(diǎn)。目前殼寡糖產(chǎn)品已經(jīng)在化學(xué)、醫(yī)藥、食品、化妝品、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、畜禽業(yè)等諸多方面得到應(yīng)用。

現(xiàn)在市場中的殼寡糖主要是由氨基葡萄糖經(jīng)β-1,4糖苷鍵連接而成的完全脫乙酰產(chǎn)品。大量研究發(fā)現(xiàn)，殼寡糖的氨基被完全乙酰化(幾丁寡糖)或部分乙酰化后的殼寡糖(復(fù)雜結(jié)構(gòu)殼寡糖)往往具有更強(qiáng)的生物學(xué)活性，且不同聚合度及脫乙酰度的殼寡糖活性差異較大，甚至其一些活性功能作用相反。如：已發(fā)現(xiàn)殼寡糖抗菌活性，對腫瘤細(xì)胞的生長抑制作用等與聚合度及脫乙酰度等緊密相關(guān)。聚合度為2～8的全脫乙酰殼寡糖具有抑制腫瘤血管形成的能力，而當(dāng)其脫乙酰度降低至70％時則顯示出最佳抑制活性。系統(tǒng)研究這種結(jié)構(gòu)差異化的殼寡糖構(gòu)效關(guān)系及其分子作用機(jī)制是開發(fā)新型殼寡糖產(chǎn)品的核心所在。目前復(fù)雜結(jié)構(gòu)殼寡糖產(chǎn)品已成為國際上甲殼素產(chǎn)業(yè)研究及市場開發(fā)的新趨勢。