[發明專利]一種酸酶復合法制備的低聚甲殼素及制備方法

有效

• 申請號: 201810987411.2
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN108912247B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 王寶群;劉京玲;王威;王勇
• 申請（專利權）人: 鄭州中科新興產業技術研究院;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 孫詩雨;王紅培

本發明提供了一種酸酶復合法制備的低聚甲殼素及制備方法，制備方法為將原料甲殼素粉碎，用小于60目的篩子進行篩分，得到粒徑小于250μm的甲殼素粉末，首先采用濃酸在20~50℃下通過控制反應時間對甲殼素粉末進行降解，然后再采用單酶或混酶對酸處理后的甲殼素進行二次降解，獲得聚合度為2~20的低聚甲殼素。本方法將化學法降解甲殼素與生物法降解甲殼素相結合，克服了單一方法降解甲殼素的缺點，提高了甲殼素降解的反應效率。低聚甲殼素及其衍生物在農業和醫藥領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及甲殼素降解領域，具體涉及一種酸酶復合法制備低聚甲殼素及制備方法。

背景技術

甲殼素廣泛存在于甲殼綱動物外殼、昆蟲及真菌的細胞壁中，在自然界中每年生成量約100億噸，是地球上僅次于纖維素的第二大可再生資源。甲殼素及其衍生物在農業、醫藥、環保、保健品、新材料等領域展現出廣闊的應用前景。甲殼素的化學結構是由乙酰氨基葡萄糖通過β-(1,4)糖苷鍵聚合而成的大分子多糖。甲殼素具有穩定的晶體結構，分子間存在較強的氫鍵，這種結構使得甲殼素難于被利用。目前甲殼素主要的利用途徑是將甲殼素轉變為殼聚糖或殼寡糖。

低聚甲殼素在農業和醫藥領域具有很好的應用前景。低聚甲殼素通常由甲殼素降解獲得，降解方法有酸降解、酶降解、氧化降解等。目前甲殼素降解主要以酸降解為主。酸降解反應速度快，原料成本低。但是酸降解反應劇烈，不易控制反應進行的程度，降解后得到的甲殼素分子量分布較寬，而且，采用酸降解對設備腐蝕大，酸液回收困難。酶降解甲殼素是利用對甲殼素具有水解作用的酶進行的一種生物降解。酶降解反應條件溫和，副產物少，易控制反應條件以獲得分子量分布范圍較窄的低聚甲殼素，且能滿足制備食品級和醫藥級甲殼素衍生物的要求。目前用酶降解大分子量甲殼素制備低聚甲殼素的技術還不能實現規模化，主要原因是降解甲殼素的專一性酶成本較高，而從微生物獲得的菌種產甲殼素酶的酶活低，酶活不穩定，反應速率低。因此，如何將大分子甲殼素高效降解為低聚甲殼素是甲殼素利用的一個關鍵技術。

發明內容

本發明提出了一種酸酶復合法制備低聚甲殼素及制備方法，該方法結合了化學降解與生物降解技術的優勢，為高效降解甲殼素制備低聚甲殼素提供了一種途徑。

實現本發明的技術方案是：一種酸酶復合法制備的低聚甲殼素，結構式如下：

，其中n=2~20。

所述的酸酶復合法制備低聚甲殼素的方法，步驟如下：

（1）稱取一定量的甲殼素粉末，加入濃酸進行降解，降解結束后，將反應液體倒入去離子水中，不斷攪拌得到白色沉淀，離心分離得到的白色沉淀物繼續加去離子水離心，反復操作，直到白色沉淀物洗至中性，然后將沉淀物凍干，得到酸降解甲殼素；

（2）稱取一定量的酸降解甲殼素加入到緩沖液中，再加入酶進行甲殼素降解，得到低聚甲殼素。

所述步驟（1）中將甲殼素用粉碎機粉碎、用60目~100目的篩子進行篩分，篩分后得到甲殼素粉末的粒徑為150μm~250μm。

所述步驟（1）中濃酸為濃鹽酸、濃硫酸、濃磷酸或濃硝酸的一種或幾種。

所述步驟（1）中濃酸體積是甲殼素質量的5~20倍，反應溫度為20~80℃，反應時間為20~120min。

所述步驟（2）中緩沖液為磷酸鹽緩沖液和醋酸鹽緩沖液，酸降解甲殼素與緩沖液的質量比為1:（20~100）。

所述步驟（2）中酶為幾丁質酶、甲殼素酶、殼聚糖酶、溶菌酶、纖維素酶、脂肪酶、菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶和膠酶中的至少一種。

所述酶降解的溫度20~50℃，pH為5.0~9.0，降解時間為10~36h，酶相對于甲殼素的用量為0.5%～5%重量。

所述甲殼素包括來自于蝦殼、蟹殼中的天然甲殼素及再生甲殼素。