[發明專利]一種殼寡糖接枝共聚物G3.0及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810034263.2
• 申請日: 2018-01-14
• 公開（公告）號: CN108276535B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 熊春華;曹彥美;閻亞利;王小青;韓曉祥;修麗麗;婁燕
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: C08F285/00
• 分類號: C08F285/00;C08F220/14;C08F251/00;C08F8/32;A23L3/3562
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 冉國政

本發明公開了一種殼寡糖接枝共聚物G3.0及其制備方法和應用。本發明采用自由基引發接枝法，采用物理、化學、酶解三種作用因素相結合的方法降解殼聚糖制備殼寡糖，然后以殼寡糖為原料，先由硝酸鈰銨引發殼寡糖分子的活性基團發生自由基反應接枝丙烯酸甲酯，進行支化改性，再利用發散法對所制備的殼寡糖進行Michael加成反應，交替接枝乙二胺和丙烯酸甲酯，制備接枝共聚物G3.0。本發明提供了一種水溶性好、抑菌能力更強的殼寡糖接枝共聚物。本發明提供了一種本發明殼寡糖接枝共聚物的制備方法。本發明的殼聚糖接枝共聚物具有水溶性好，抑菌能力強，可作為食品防腐抑菌劑的優點。

技術領域

本發明屬于食品化學領域，涉及一種食品化學中的抑菌劑，具體涉及一種殼 寡糖接枝共聚物及其制備方法和應用。

背景技術

殼聚糖(Chitosan)是甲殼素(Chitin)脫乙酰度達到55％以上的多糖產物， 是由β-(1，4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖組成的自然界少數存在的天然堿性多糖。 甲殼素是自然界內每年生物合成量(高達1010噸/年)維素的第二大天然多糖資 源，其化學結構單元是由β-(1，4)糖苷鍵連接的N-乙酰基-2-氨基-2-脫氧-D- 葡萄糖二元線性大分子聚合物，主要存在于海洋無脊椎動物如蝦、蟹及甲殼類動 物的外殼和內角質層、真菌(酵母、霉菌、香菇等)、藻類及高等植物的細胞壁 中。雖然甲殼素來源廣泛用之不竭，但由于分子內或分子間相鄰兩個糖單元結構 之間，其中一個糖環基上的氧原子和另一個糖環羥基中的氫原子容易彼此結合形 成氫鍵，而且分子內也存在數目眾多的CO-NH緊密連接的氫鍵，大量氫鍵的作 用阻礙了糖苷鍵的自由旋轉，使得甲殼素分子形成高度有序排列的結晶區。自然 界中甲殼素的存在形式有α、β、γ三種晶型，其中以β型最為常見。規則的晶 體結構增大了甲殼素分子的剛性，使它的溶解性很差，不溶于水、烯酸、稀堿和 一般有機試劑，極大地限制了其應用和發展。與甲殼素相比，殼聚糖在溶解性方 面有所改善，但分子中仍存在較多的氫鍵，其pK值約為6.5，只能溶解在稀酸溶 液中，不溶于水和普通有機溶劑，這一弱點一定程度上也限制了殼聚糖的應用。 雖然甲殼素脫乙酰基生成殼聚糖后的溶解性差強人意，但由于殼聚糖的結構單元 中除了C-3和C-6上存在活潑的羥基基團外，C-2還存在著活性氨基基團，當它 被分散到10wt％以下的烯酸溶液中時，C-2上的-NH₂會和H⁺發生質子化反應，形成帶正電的-NH³⁺的陽離子電解質，使其呈現正電性。這一重大改變使殼聚糖擁 有很多獨特的化學性質：良好的生物相容性、可降解性、無毒副作用以及防腐、 抑菌、促進傷口愈合、抗癌等生物活性。

殼聚糖及其衍生物在抑菌方面的研究與應用已成為當今的熱點，但是由于殼 聚糖水溶性差、抑菌能力有限，極大地限制了其在實際生產過程中的應用。

殼聚糖是目前僅次于纖維素的第二大天然多糖資源，也是自然界僅存在的一 種天然堿性多糖。因其儲量豐富、來源廣泛、價格低廉，而且具有良好的生物相 容性、可降解性、無毒副作用以及抑菌性等生化活性，被廣泛應用在醫藥、食品、 環保、農業等眾多領域。自殼聚糖的抑菌性被發現以來，殼聚糖在抑菌方面的開 發與應用已逐漸成為現今研究熱點。但殼聚糖作為抑菌材料仍存在以下幾方面問 題：1、由于殼聚糖只能溶解在偏酸環境中，所以極大地限制了其抑菌性能在中 性和堿性條件下的應用范圍；2、殼聚糖的分子量和脫乙酰度對其抑菌性能有很 大的影響，降低分子量在一定程度上可增強其抑菌效果；3、殼聚糖雖然具有一 定的殺菌活性，但與常見的抑菌材料相比，殼聚糖的抑菌活性較低，用量大，成 本高，難以滿足實際生產要求。

發明內容

針對背景技術中存在的問題，本發明提供了一種水溶性好、抑菌能力更強的 殼寡糖接枝共聚物。

本發明的另一個目的是提供一種本發明殼寡糖接枝共聚物的制備方法。

本發明的還有一個目的是將本發明的殼寡糖接枝共聚物作為食品防腐抑菌 劑的應用。

本發明采用的技術方案如下：一種殼寡糖接枝共聚物G3.0，其分子式如下：