[發明專利]分批補料-氧化預處理輔助酶水解殼聚糖制備殼寡糖方法

在審

• 申請號: 201810388841.2
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108588150A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 劉健;李蒙;龍敏南;甘禮惠
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C12P19/26
• 分類號: C12P19/26;C12P19/14
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

分批補料?氧化預處理輔助酶水解殼聚糖制備殼寡糖方法，涉及低分子量殼聚糖的制備方法。殼聚糖的分批補料?氧化降解預處理，得降解液；雙氧水脫除；殼聚糖的酶法水解與副反應抑制；產物分離與干燥，得殼寡糖。在氧化預處理過程中通過分批補料方式提高殼聚糖降解體系中底物濃度，實現初步水解，最終通過酶的作用使殼聚糖進一步水解。與前期開發的殼聚糖高濃水解法比較而言，預處理方法具有設備簡單、適應性強，易于與酶膜反應器、固定化酶等技術相結合，在制備窄分子量分布的殼寡糖方面有較大的應用前景。

技術領域

本發明涉及低分子量殼聚糖的制備方法，尤其是涉及分批補料-氧化預處理輔助酶水解殼聚糖制備殼寡糖的方法。

背景技術

殼聚糖是由氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖通過β-1，4糖苷鍵連接而成線性大分子，分子量從幾十萬到幾百萬不等，是自然界中唯一天然存在的帶正電荷的聚糖，在中性和堿性溶液中不溶，也不能溶解在有機溶劑中，雖然在酸性水溶液中可溶，但是溶解度有限，而且粘度極高，嚴重影響殼聚糖的應用。低分子量殼聚糖是殼聚糖的不完全水解產物，保留有殼聚糖的吸附特性、正電荷特性、還原性以及堿性等基本特性，同時又具有溶解性好、粘度低、生物活性高等優點，尤其是殼寡糖在抗腫瘤藥物和提高免疫力方面的潛在應用引起國內外研究者的廣泛關注。低分子量殼聚糖作為一種功能性糖，在農業、醫藥、功能性食品、材料等領域均有廣闊的應用前景。

殼聚糖的降解方法主要有物理法、化學法、酶法和各種聯合水解法。物理法如常用的γ輻射法在降解過程容易發生殼聚糖交聯和歧化副反應，影響進一步降解，而且大型輻射設備增加了生產成本。化學法是利用強酸或者氧化劑破壞β-1，4糖苷鍵實現水解，該法價格低廉，尤其是以雙氧水為氧化劑的氧化降解工藝具有無殘毒、清潔、高效等優勢。但是通過化學法制備殼寡糖也存在很大的弊端。如酸水解法水解過程難以控制，產物主要是單糖和二糖等生物活性較低的產物，而且大量的酸對后期產物的純化和廢液處理不利；雙氧水氧化降解殼聚糖對于制備分子量高于10000的低分子量殼聚糖較為有利，而進一步降解存在產物“過氧化”問題，即產物結構發生明顯變化，因此僅僅通過化學法很難獲得低聚殼聚糖。酶法是一種溫和的方法，尤其是專一性的殼聚糖酶能夠生產幾乎不含單糖的寡糖產品。但是專一性酶制劑成本高，熱穩定性差，難以大規模應用；另外，殼聚糖溶液的高粘度極大阻礙了酶分子與殼聚糖大分子的碰撞，不利于酶的有效剪切。實驗證實，當殼聚糖濃度高于5％(質量體積比)時，殼聚糖溶解緩慢，難以形成均一體系，而且粘度極高，分散性極差。殼聚糖的低濃度水解導致能耗、水耗高，設備利用率低，后處理麻煩等。因此，殼聚糖降解體系的低濃度、高粘度仍然是阻礙低分子量殼聚糖高效生產的最大瓶頸。中國專利201010172203.0公開一種快速溶解殼聚糖、以高底物濃度酶法制備殼寡糖的方法，采用高速剪切分散機輔助溶解殼聚糖，通過逐步添加殼聚糖、醋酸和水解酶的方式使殼聚糖降解體系中底物終濃度達到10％～20％。但這種方法需要使用高速分散設備可能影響酶的活性，另外，降解過程持續的高粘度體系不利于酶分子構象的轉換以及分子擴散，因此該工藝對酶活性和用量要求較高(20～80U/g)，生產成本較高。

發明內容

本發明的目的在于可克服現有殼寡糖生產技術中存在粘度高、底物濃度低、生產效率低等不足，提供分批補料-氧化預處理輔助酶水解殼聚糖制備殼寡糖的方法。

本發明包括以下步驟：

1)殼聚糖的分批補料-氧化降解預處理，得降解液；