一种微波降粘与酶法降解壳寡糖耦合生产方法技术

本发明专利技术提供了一种微波降粘与酶法降解壳寡糖耦合生产方法，包括如下步骤：步骤1，将虾蟹壳加入盐酸水溶液中，每100g虾蟹壳对应1000～1100ml盐酸水溶液，升温至75～85℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物，反应6～7小时；步骤2，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冰冻2～3小时，然后置于微波环境中进行微波处理；步骤3，加入盐酸水溶液，升温至90～95℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物，反应6～7小时，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冷却，过滤，干燥，即得。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物
，具体涉及一种微波降粘与酶法降解壳寡糖耦合生产方法。
技术介绍
壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物。甲壳素广泛存在于虾、蟹等甲壳动物及昆虫、藻类和细菌中，是世界上仅次于纤维素的第二大天然高分子化合物，年生物合成量达数十亿吨之多。甲壳素因其化学性质不活泼，溶解性能很差，直接应用非常有限；而对甲壳素进行脱乙酰化处理后所得的壳聚糖，却因分子结构中氨基活性基团的存在，其溶解性质、化学性质都大为改变，在食品、医药、日用化工、环保、农业等方面具有广泛的应用价值。壳聚糖大分子的分子量通常在几十万左右，因其分子中内外氢键的相互作用，只能溶于少数的稀酸溶液中，而不能直接溶于水中，若通过适当的方法将其分子量降低，则可得到低壳糖和直接溶于水的壳寡糖。低壳糖和壳寡糖具有许多优于壳聚糖的功能性质，是壳聚糖及其产品开发研究的热点之一。壳寡糖是人类迄今为止发现的天然的唯一带有正电荷阳离子基团的可食性的动物纤维，是糖类中唯一的碱性糖，近年来，壳寡糖开发已成为国际生物
的重要课题和研究热点，生物技术是壳寡糖开发的重要手段。国际上非常重视壳寡糖的研究，欧洲启动了“欧洲糖研究开发网络”，日本也实施了“糖工程前沿计划”。欧美工作者的研究已确认寡糖及其衍生物参与生物体受精、生长、发育、分化、免疫、神经系统的识别与调控过程，因此壳寡糖的开发方兴未艾。目前，低壳糖和壳寡糖的制备方法主要有酸解法、氧化法和酶解法三大类，几种方法各有利弊。酸解法是研究最早的壳聚糖降解法，早在五十年代，文献JournalAmChemistrySociety(1957，79：5046)就进行了报道，最近儿年亦有多种酸解法见诸报道，如过醋酸法、浓硫酸法、氢氟酸法等，但这些方法环境污染较严重，而且不易控制反应终点；氧化法以过氧化氢氧化法为代表，主要有H2O2法，H2O2-HCl法，H2O2-NaOCl2法，ClO2法等(大学化学，1999，Vol.14，2：36)，缺点是易产生副产物。酶解法是应用专一性壳聚糖酶和非专一性的其它酶，如蛋白酶、糖酶、脂肪酶等进行壳聚糖的降解，能用于酶解法的各种酶有30多种(CarbohydrateResearch，1995，268：143)。酶解法通过特异性地开裂壳聚糖的β(1，4)糖苷键来达到降解目的，在整个降解过程中无其他反应试剂加入，无其它反应副产物生成，是壳聚糖降解的最理想方法。专一性壳聚糖酶对壳聚糖可实现专一性降解，但目前研究表明其降解效率不是很高，导致生产成本较高。非专一性酶解已被许多人研究，文献“无锡轻工业大学学报1996年15期”报道了无锡轻工业大学夏文水教授采用麦胚脂肪酶降解壳聚糖得到均分子量为几万的低壳糖，文献“Carbohydr.Res.1992，237：325”报道了Pantaleone等人研究纤维素酶和木瓜蛋白酶、葡聚糖酶在一定条件下对壳聚糖的降解作用，但结果也仅仅获得了均分子量为几万的低壳糖，而不能使壳聚糖降解为更低分子量的壳寡糖。因此提供一种新的低壳糖和壳寡糖的生产方法，是人们所十分期望地。专利号为CN201510028848.X的中国专利公开了一种壳寡糖修饰棉纤维的制备工艺，该专利技术以壳寡糖、棉纤维为原料，先制备出预处理棉纤维；再用环氧氯丙烷与壳寡糖反应，制备出羟丙基壳寡糖；接着，先后用羟丙基壳寡糖和双缩水甘油醚分别对预处理棉纤维进行醚化修饰，制备出接枝羟丙基壳寡糖棉纤维的醚化物；最后经过焙烤处理，制备出壳寡糖修饰的棉纤维产品。专利号为CN201310212908.4的中国专利公开了一种壳寡糖改性可生物降解复合材料的制备方法，该专利技术主要涉及一种壳寡糖改性可生物降解复合材料的制备方法，首先以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，用邻苯二甲酸酐保护壳寡糖的氨基制备N-邻苯二甲酰化壳寡糖反应中间体；其次，在氮气保护下逐滴加入辛酸亚锡的吡啶溶液，引发ε-己内酯单体发生开环聚合，使聚己内酯接枝在N-邻苯二甲酰化壳寡糖的羟基上，生成壳寡糖接枝聚己内酯热塑性材料；最后，将LDPE、壳寡糖接枝聚己内酯和聚己内酯熔融共混制备可生物降解复合材料。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中的不足之处，一种微波降粘与酶法降解壳寡糖耦合生产方法。技术方案：本专利技术提供了一种微波降粘与酶法降解壳寡糖耦合生产方法，包括如下步骤：步骤1，将虾蟹壳加入盐酸水溶液中，每100g虾蟹壳对应1000～1100ml盐酸水溶液，升温至75～85℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物，反应6～7小时；步骤2，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冰冻2～3小时，然后置于微波环境中进行微波处理；步骤3，加入盐酸水溶液，升温至90～95℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物，反应6～7小时，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冷却，过滤，干燥，即得。所述的步骤1中的黑曲霉与木菌酶的混合物的加入量与虾蟹壳的质量比为1:40～50。所述的步骤1中的盐酸水溶液浓度为35～35％；步骤2中的盐酸水溶液浓度为15～18％。所述的步骤1中的黑曲霉与木菌酶的混合物中两者的质量比为1:1～1.3。所述的步骤2中的黑曲霉与木菌酶的混合物中两者的质量比为1:0.7～0.9。所述的微波处理，微波频率500～800MHz，处理时间为2～3小时。利用本专利技术所述的生产方法，所的到的壳寡糖平均分子量为400～2000。有益效果：研究壳聚糖酶、微波场作用对壳聚糖的降解特性，通过物理降粘和酶法降解的耦合，实现高粘底物的高浓转化。解决高浓度底物转化问题是大幅度降低生产成本的技术关键，采用微波设备使壳寡糖主链在微波作用下部分断裂，使物料粘度下降，提高酶法降解的底物浓度，使后续酶反应效率大大增加，减少生物酶用量。从反应动力学角度对酶的添加量、水解温度、反应pH值等反应条件深入研究，优化酶解工艺；从提高质量和转化效率入手，对微波降解和酶法降解两个过程进行综合控制，获得关键点控制参数。具体实施方式：实施例1步骤1，将100g虾蟹壳加入1000ml盐酸水溶液(浓度为35％)中，升温至75℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物2g(两者的质量比为1:1)，反应6小时；步骤2，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冰冻2小时，然后置于微波环境中进行微波处理；微波频率为500MHz，处理时间为2小时；步骤3，加入500ml盐酸水溶液(浓度为15％)，升温至90℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物5g(两者的质量比为1:0.7)，反应6小时，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冷却，过滤，干燥，即得。对所得产品进行检测。结果如下：脱乙酰度：91％水分5.9％灰分0.21％平均分子量1000。实施例2步骤1，将100g虾蟹壳加入1100ml盐酸水溶液(浓度为35％)中，升温至85℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物2.5g(两者的质量比为1:1.3)，反应7小时；步骤2，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冰冻3小时，然后置于微波环境中进行微波处理；微波频率为800MHz，处理时间为3小时；步骤3，加入800ml盐酸水溶液(浓度为18％)，升温至95℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物20g(两者的质量比为1:0.9)，反应7小时，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冷却，过滤，干燥，即得。对所得产品进行检测。结果如下：脱乙酰度：89％水分6.1％灰分0.22％平均分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波降粘与酶法降解壳寡糖耦合生产方法，其特征在于还包括如下步骤：步骤1，将虾蟹壳加入盐酸水溶液中，每100g虾蟹壳对应1000～1100ml盐酸水溶液，升温至75～85℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物，反应6～7小时；步骤2，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冰冻2～3小时，然后置于微波环境中进行微波处理；步骤3，加入盐酸水溶液，升温至90～95℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物，反应6～7小时，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冷却，过滤，干燥，即得。

【技术特征摘要】
1.一种微波降粘与酶法降解壳寡糖耦合生产方法，其特征在于还包括如下步骤：步骤1，将虾蟹壳加入盐酸水溶液中，每100g虾蟹壳对应1000～1100ml盐酸水溶液，升温至75～85℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物，反应6～7小时；步骤2，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冰冻2～3小时，然后置于微波环境中进行微波处理；步骤3，加入盐酸水溶液，升温至90～95℃，加入黑曲霉与木菌酶的混合物，反应6～7小时，加入氢氧化钾，直至pH值大于8，冷却，过滤，干燥，即得。2.根据权利要求1所述的微波降粘与酶法降解壳寡糖耦合生产方法，其特征在于步骤1中的盐酸水溶液浓度为35～35％；步骤2中的盐酸水溶液浓度为15～18％。3.根据权利要求1所述的微波降粘与酶法降解壳寡糖耦合生产方法，其特征在于步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾哲灵，龚劲松，丁振中，李恒，史劲松，柳志强，张超，张和，孙达锋，王文龙，冯小海，朱萌，方祥，张万宏，
申请(专利权)人：扬州日兴生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32