一种提高壳寡糖聚合度3-6糖含量的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法。其包括，分散：将原料壳聚糖放入水中分散均匀；预溶解：加入酸预溶解；分段酶解：调控体系pH为4.7～5.0，40～44℃条件下反应2～3h，43～47℃条件下反应3～5h，48～52℃反应4～6h；中和：分段酶解后，高温灭酶，中和；过滤：先微滤，再纳滤，得到聚合度3～6的壳寡糖。本发明专利技术采用分段酶解法，由于壳聚糖的成盐pH较低，而壳聚糖水解酶不耐酸和高温，因此将pH和反应温度优化组合，提高了酶的利用率。本发明专利技术制备出的壳寡糖聚合度集中，壳三糖‑壳六糖的含量在95％以上。且水解效率提高，产率得率高。

A preparation method to increase the content of chitosan oligosaccharide by 3-6 sugar

The invention discloses a preparation method for improving the content of chitosan oligosaccharide 3~6 sugar. It includes: dispersing: putting raw material chitosan into water to disperse evenly; pre-dissolving: adding acid to pre-dissolve; enzymatic hydrolysis: adjusting system pH 4.7-5.0, reaction 2-3 hours at 40-44 C, reaction 3-5 hours at 43-47 C, reaction 4-6 hours at 48-52 C; neutralizing: enzymatic hydrolysis in stages, high temperature deactivation, neutralization; filtering: first The chitosan oligosaccharide with a polymerization degree of 3~6 was obtained by microfiltration and then nanofiltration. The invention adopts the sectional enzymatic hydrolysis method. Because the pH of salt formation of chitosan is low and the chitosan hydrolase is not acid-resistant and high-temperature, the pH and the reaction temperature are optimized to improve the utilization ratio of the enzyme. The chitosan oligosaccharide prepared by the invention is highly polymerized, and the content of the shell three sugar shell six sugar is over 95%. The hydrolysis efficiency is increased and the yield is high.

【技术实现步骤摘要】
一种提高壳寡糖聚合度3-6糖含量的制备方法
本专利技术属于壳寡糖制备
，具体涉及一种提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法。
技术介绍
壳寡糖是由2～10个氨基(或部分乙酰氨基)葡萄糖单元以β-1,4糖苷键连接而成的低聚糖，壳寡糖在自然界的动植物与微生物中含量少，但具有优越的生理功能和生物活性，据研究报道，壳寡糖具有免疫调节功能，能防癌、抗癌、抑制癌细胞转移，可以调节血糖、血压、血脂，强化肝脏功能，增强胃肠功能，具有抗衰老和抗疲劳、清除自由基、，排除重金属离子等功能与活性，其中尤以壳五糖和壳六糖的抗肿瘤效果最优；壳六糖是免疫系统的天然佐剂，是Ⅰ型糖尿病的天然克星，壳四糖是Ⅱ型糖尿病的天然克星。同时壳寡糖为小分子，水溶性好、易于吸收，已开始在医药、食品、农业、化工、生物等领域被应用于发挥独特作用。因此，获得高含量聚合度3～6糖的壳寡糖是科技与产业界备受重视和关注的研究课题。目前壳寡糖的最重要的来源都是由壳聚糖经过特定的方法降解获得，已报道的壳寡糖的制备方法包括化学法、酶解法、物理法等，其中化学法降解快、成本较低、操作简便，易于实现产业化，但得到的壳寡糖产物其分子量分布难以控制、分子结构容易被破坏，产品安全性受质疑。物理法包括超声波法，微波法，辐射法，光波法，物理法的优点是污染小，操作较为简单，但是降解受限，通常产物聚合度较大，分子量分布也较宽，单独使用效果不佳，而且设备投资较大。酶法降解是用壳聚糖水解酶对壳聚糖进行降解而得到壳寡糖的方法，具有反应条件温和、水解可控、产物安全性高等优点，是目前公认的比较理想的绿色制备方法。已经发现对壳聚糖具有水解作用的酶有专一性酶和非专一性酶，如壳聚糖酶，纤维素酶、木瓜蛋白酶、脂肪酶等，这些酶都具有不同程度和不同方式对壳聚糖的糖苷键发生催化水解作用而制备得到壳寡糖。如专利CN102492664A，利用复合酶结合膜分离制备出壳寡糖，得到了产品分子量为500～5000D；专利CN101280330A，利用里氏木霉纤维素酶制备壳寡糖，采用丙酮-水分级沉淀法，得到不同分布范围的壳寡糖，但酶解产物中高活性范围的含量低的问题仍没有解决，且该方法可能存在试剂残留，环境污染等问题；CN101240305A，用壳聚糖酶水解得到平均分子量为1500D的壳寡糖，没有关注聚合度分布；CN1746193A，采用固定化酶的方式酶解壳聚糖，得到低分子量的壳寡糖，并未提及分子量分布情况；专利CN1544479A酶法得到聚合度为8～200的水溶性低聚糖，分布范围广，高活性成分含量低。专利CN106755207A，一种壳聚糖高固含量酶解生成壳寡糖，聚合度主要为5～10，收率仅为30％～80％，存在质量不稳定，有效成分含量低的问题。总之，现有上述壳寡糖的酶解制备方法存在生产成本较高、产物质量不稳定、分子量分布指数宽的缺点。这主要是因为原料壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物，是大分子聚集体，其分子量较大，通常在几十万到上百万左右，而且脱乙酰基反应是在非均相下进行的，致使壳聚糖的脱乙酰化程度会产生不均匀，造成壳聚糖的酸溶解不充分或不均匀，从而会对以壳聚糖作为酶解底物的酶水解带来困难。一般的酶解反应中，反应底物大多为溶胀或呈胶体与混浊液，如果溶解不彻底或呈紧密的分子形态就会大大影响水解效果，这样就会最终导致酶水解的效率不高，存在有大量未被降解的大分子，产品品质差，生产成本高。致使壳寡糖的应用受到限制。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述的技术缺陷，提出了本专利技术。因此，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供一种提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法，其包括，分散：将原料壳聚糖放入水中分散均匀；预溶解：加入酸预溶解；分段酶解：调控体系pH为4.7～5.0，40～44℃条件下反应2～3h，43～47℃条件下反应3～5h，48～52℃反应4～6h；中和：分段酶解后，高温灭酶，中和；过滤：先微滤，再纳滤，得到聚合度3～6的壳寡糖。作为本专利技术所述提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法的一种优选方案，其中：所述分散，为将原料壳聚糖与水按质量体积比为1：20的比例混合，搅拌下使壳聚糖被水分散润湿，直至混匀无结块。作为本专利技术所述提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法的一种优选方案，其中：所述预溶解，为每100g壳聚糖加入0.5mol冰醋酸，在100rpm～300rpm条件下搅拌1～2h，控制温度在45℃，使溶解后溶液pH≤5。作为本专利技术所述提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法的一种优选方案，其中：所述分段酶解，为按照酶底比9U/g，加入壳聚糖水解酶，第一阶段调控体系pH在4.7～5.0，反应温度在40～44℃条件下反应2～3h；第二阶段pH在5.0～5.2，在43～47℃条件下反应3～5h；第三阶段pH＞5.2，在48～52℃条件下反应4～6h。作为本专利技术所述提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法的一种优选方案，其中：所述中和，为酶解结束后，升高温度灭酶，随后降温至室温，在搅拌下用NaOH溶液喷洒中和，调节pH至6.2～7。作为本专利技术所述提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法的一种优选方案，其中：所述微滤，为将中和后的反应液经离心分离，取上清液，用0.45μm微滤膜过滤。作为本专利技术所述提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法的一种优选方案，其中：所述纳滤，为用500Da膜进行纳滤纯化，除去盐和部分单糖,用水洗滤至透过液电导率不再随加水量变化剧烈波动，收集纯化后的纳滤截留液，最终纳滤浓缩至10％，得到聚合度为3～6壳寡糖产物溶液。作为本专利技术所述提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法的一种优选方案，其还包括，浓缩：将纯化后的反应液进行减压真空浓缩至粘稠状。作为本专利技术所述提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法的一种优选方案，其还包括，干燥：经过所述浓缩后，进行真空干燥，得到聚合度3～6的壳寡糖。本专利技术的有益效果：本专利技术对壳聚糖醋酸溶液进行预处理，使壳聚糖溶液充分溶胀分散，扩大了酶与底物的接触范围，得到分布较为集中的壳寡糖产品，大大降低了单糖的生成。本专利技术采用分段酶解法，由于壳聚糖的成盐pH较低，而壳聚糖水解酶不耐酸和高温，因此将pH和反应温度优化组合，提高了酶的利用率。本专利技术通过调整醋酸的添加量，使反应体系一直维持在最适pH范围内。本专利技术控制低温低pH反应，pH提高后提高温度提高反应速率。本专利技术制备出的壳寡糖聚合度集中，壳三糖-壳六糖的含量在95％以上。且水解效率提高，产率得率高。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法，其特征在于：包括，分散：将原料壳聚糖放入水中分散均匀；预溶解：加入酸预溶解；分段酶解：调控体系pH为4.7～5.0，40～44℃条件下反应2～3h，43～47℃条件下反应3～5h，48～52℃反应4～6h；中和：分段酶解后，高温灭酶，中和；过滤：先微滤，再纳滤，得到聚合度3～6的壳寡糖。

【技术特征摘要】
1.一种提高壳寡糖聚合度3～6糖含量的制备方法，其特征在于：包括，分散：将原料壳聚糖放入水中分散均匀；预溶解：加入酸预溶解；分段酶解：调控体系pH为4.7～5.0，40～44℃条件下反应2～3h，43～47℃条件下反应3～5h，48～52℃反应4～6h；中和：分段酶解后，高温灭酶，中和；过滤：先微滤，再纳滤，得到聚合度3～6的壳寡糖。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述分散，为将原料壳聚糖与水按质量体积比为1：20的比例混合，搅拌下使壳聚糖被水分散润湿，直至混匀无结块。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述预溶解，为每100g壳聚糖加入0.5mol冰醋酸，在100rpm～300rpm条件下搅拌1～2h，控制温度在45℃，使溶解后溶液pH≤5。4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述分段酶解，为按照酶底比9U/g，加入壳聚糖水解酶，第一阶段调控体系pH在4.7～5.0，反应温度在40～44℃条件下反应2～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏文水，范蕊庆，杨方，王斌，姜启兴，仲伟伟，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32