[發(fā)明專利]光催化超聲輔助降解海藻制備功能性寡糖的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811277880.1
• 申請(qǐng)日: 2018-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN109651527A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁占輝;張明昕;戴麗婷;蔡萬泉;周為明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號(hào): C08B37/04
• 分類號(hào): C08B37/04;C07H1/08;C07H3/06
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35222
• 代理人: 楊玉芳

本發(fā)明提供了一種光催化超聲輔助降解海藻制備功能性寡糖的方法，包括以下步驟：S1，提供海藻粉末以及摻雜鐵元素的二氧化鈦光催化劑備用；S2，將海藻粉溶解于水中，并通過超聲波輔助浸提并離心，收集上層海藻多糖上清液；S3，將所述上層海藻多糖上清液進(jìn)行溶氧處理，得到海藻多糖預(yù)處理液；S4，將所述海藻多糖預(yù)處理液中加入催化劑量的所述二氧化鈦光催化劑，攪拌過程中充分光照并輔助超聲波降解，獲得海藻多糖降解液；S5，將所述海藻多糖降解液離心分離得到降解上清液，并過濾，最后冷凍干燥制得功能性寡糖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光催化超聲輔助降解海藻制備功能性寡糖的方法。

背景技術(shù)

目前，世界上海藻的人工養(yǎng)殖十分普及，且產(chǎn)量大。在中國，海藻產(chǎn)業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，海藻總產(chǎn)量占據(jù)世界近一半，同時(shí)由其衍生出的加工副產(chǎn)品種類也日益繁多。近年來，海藻中多糖的綜合開發(fā)與利用受到越來越多的研究及關(guān)注。其中，由海藻多糖制備得到的寡糖具有多種生物活性，如低能量、降血脂、抗氧化、抗腫瘤、調(diào)節(jié)菌群等，在農(nóng)業(yè)、保健食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。另外，海藻廉價(jià)易得，海藻多糖聚合度相對(duì)較低、易降解，使海藻在寡糖的制備方面展現(xiàn)出巨大潛力。

海藻多糖中含有褐藻膠、褐藻糖膠、海藻淀粉等多糖，并以褐藻膠、褐藻糖膠為主要成分。褐藻膠是一種陰離子酸性多糖，由α-L-古羅糖醛酸(G)和β-D-甘露糖醛酸(M)通過1-4糖苷鍵無序連接的線性多糖，主要存在于馬尾藻、巨藻等褐藻中，一些細(xì)菌也能夠分泌褐藻膠。褐藻膠寡糖是褐藻膠的低聚物，其相對(duì)分子量低，具有水溶性好、穩(wěn)定性高、安全無毒的理化特性。褐藻糖膠是一種以巖藻糖為主要組成成分的復(fù)合硫酸化多糖。它是一種特殊的多糖，在它的分子鏈末端含有硫酸基團(tuán)。正是由于天然硫酸基的存在，褐藻糖膠才能表現(xiàn)出優(yōu)良、明顯的生理活性。研究證明，褐藻糖膠并非一種單一結(jié)構(gòu)的化合物，而是具有不同化學(xué)組分的一族化合物。褐藻糖膠寡糖具有更加豐富的生物活性功能，如清除自由基、抗血栓、抗病毒、抗凝血，降血壓等。

傳統(tǒng)降解海藻多糖方法主要是化學(xué)降解法和酶解法。此外，物理法作為一種簡(jiǎn)單快速的制備方法受到人們的關(guān)注。值得注意的是，不同方法制備的寡糖結(jié)構(gòu)有所不同。對(duì)于褐藻膠來說，由酶解法得到的是不飽和糖醛酸寡糖，而化學(xué)降解法得到的是飽和糖醛酸寡糖，同時(shí)其相對(duì)分子質(zhì)量和G/M比率也決定了它的理化性質(zhì)及生物活性。化學(xué)降解法以酸降解為主，其生產(chǎn)成本低、技術(shù)成熟，但生產(chǎn)過程需要刺激性化學(xué)試劑，存在易腐蝕設(shè)備、試劑回收困難污染環(huán)境、且寡糖產(chǎn)率較低，分子量不易控制等問題。酶解法反應(yīng)溫和、綠色高效，但生產(chǎn)成本較高。物理法以水熱法為主，通過高溫高壓降解海藻多糖，簡(jiǎn)單快速，但生產(chǎn)過程耗能大、對(duì)設(shè)備要求高。

多糖尤其是海藻多糖的光催降解報(bào)道相對(duì)較少，其原理與所有光催降解有機(jī)物的過程類似，是由光催化產(chǎn)生羥基自由基、超氧陰離子自由基等攻擊斷裂海藻多糖的糖苷鍵，從而獲得低分子量寡糖。超聲波輔助手段由于其空化作用對(duì)海藻組織、細(xì)胞產(chǎn)生一定破壞作用，能夠進(jìn)一步溶出細(xì)胞內(nèi)多糖，同時(shí)加速溶解細(xì)胞間多糖。

目前，國內(nèi)外已有少量用光催化和超聲輔助降解海藻多糖的科研文獻(xiàn)，其工藝只能夠?qū)⒑Ｔ宥嗵墙到庵凛^高分子量，即20000道爾頓左右。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種光催化超聲輔助降解海藻制備功能性寡糖的方法，可以有效解決上述問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種光催化超聲輔助降解海藻制備功能性寡糖的方法，包括以下步驟：

S1，提供海藻粉末以及摻雜鐵元素的二氧化鈦光催化劑備用；

S2，將海藻粉溶解于水中，并通過超聲波輔助浸提并離心，收集上層海藻多糖上清液；

S3，將所述上層海藻多糖上清液進(jìn)行溶氧處理，得到海藻多糖預(yù)處理液；

S4，將所述海藻多糖預(yù)處理液中加入催化劑量的所述二氧化鈦光催化劑，攪拌過程中充分光照并輔助超聲波降解，獲得海藻多糖降解液；