一种低聚壳聚糖的生产方法技术

本发明专利技术属于精细化工技术领域,具体涉及一种低聚壳聚糖的生产方法。针对现有技术降解壳聚糖收率低、产品溶解性不够好的问题，本发明专利技术提供一种用过氧化氢氧化壳聚糖生产低聚壳聚糖的方法。本发明专利技术方法的具体操作为：将壳聚糖与过氧化氢在50℃～90℃下反应，过滤、烘干，制得白色的低聚壳聚糖。本发明专利技术方法生产得到的低聚壳聚糖分子量低，溶解度高达80g/100g水；降解在中性介质中进行，产品不含无机盐类；反应液中添加还原物质，可完全消除残存的过氧化物；生产无三废，产品收率高，生物活性高，色泽改善，经毒理学试验属无毒物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于精细化工
，具体涉及一种低聚壳聚糖的生产方法。
技术介绍
低聚壳聚糖的制备方法主要有降解法、合成法和发酵法。目前合成法与发酵法由于存在诸多技术难题，未能实现工业化。降解又分酸解法、氧化降解和酶降解。酸解法反应往往较剧烈，不易控制，选择性差，且所得产品聚合度较低，甚至被降解为单糖；同时，酸解产物分离纯化困难，低聚壳聚糖含量不高，得率一般低于20%，故酸解法一般不能在工业上使用。酶法成本过高，也很难实现工业化。现有技术有用氧化性物质协同降解壳聚糖的研究，所得的低聚壳聚糖水溶性较好，本专利技术拟提供一种低聚壳聚糖的生产方法，该方法得率高，产品溶解性更好，溶解度更高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是现有技术中降解壳聚糖收率低、产品溶解性不够好的问题。本专利技术解决技术问题的技术方案为：提供一种低聚壳聚糖的生产方法。该方法包括以下步骤：a、向带有搅拌、夹套及测温装置的搪瓷反应釜中，加入不超过总容积一半的去离子水，边搅拌边加入总量三分之二的壳聚糖，加完继续搅拌10min；然后向反应釜中一次性加入四分之一量的过氧化氢，搅拌10min；夹套送汽升温，反应釜内升温至50℃开始计时，让反应液在50℃～90℃范围内反应2h；然后向其中流加四分之一量的过氧化氢，使反应液在50℃～90℃之间反应；然后交替加入剩下的两份六分之一量的壳聚糖和四分之一量的过氧化氢；过氧化氢为流加，过氧化氢加入速度控制在0.1kg～0.5kg/min，反应温度在50℃～90℃之间且不能有冒锅现象；加完过氧化氢继续保温，反应以壳聚糖全溶且反应液澄清为终点；达到终点后反应液温度降至60℃,加入还原性物质,并保持2h；夹套通冷却水，使反应釜内温度降到40℃以下,边过滤边将反应液放入储罐中；b、将95vol%乙醇置于另一冷冻槽中降温；取冷冻好反应液，按比例边搅拌边缓慢的加入冷冻好的乙醇中；当加完反应液后轻轻搅拌1～10min；放置15～60min，过滤，滤饼用低温99vol%的乙醇洗涤，抽干，再用循环热风烘箱烘干，粉碎过筛得白色低聚壳聚糖。其中，上述低聚壳聚糖的生产方法中，步骤a中所述加入的壳聚糖为质量分数为5～35%的壳聚糖。其中，上述低聚壳聚糖的生产方法中，步骤a中所述的达到反应终点时，过氧化氢与壳聚糖加入的摩尔比为1.3～5.5:1。其中，上述低聚壳聚糖的生产方法中，步骤a中所述的还原物质为抗坏血酸。其中，上述低聚壳聚糖的生产方法中，步骤b中所述的冷冻好的反应液温度为0～10℃。其中，上述低聚壳聚糖的生产方法中，步骤b中所述的95vol%乙醇至降温－30～0℃。其中，上述低聚壳聚糖的生产方法中，步骤b中所述的95vol%乙醇与反应液的重量比为1～4：1。其中，上述低聚壳聚糖的生产方法中，步骤b中所述的洗涤滤饼的乙醇温度为－30℃～10℃。其中，上述低聚壳聚糖的生产方法中，步骤b中所述的滤饼用99vol%的乙醇洗涤1～5次。其中，上述低聚壳聚糖的生产方法中，步骤b中所述的烘干温度为40～60℃。其中，上述低聚壳聚糖的生产方法中，步骤b中所述的烘干时间为2～8h。本专利技术的有益效果为：本专利技术方法生产的低聚壳聚糖分子量低，完全水溶，溶解度高达80g/100g水；本专利技术的氧化降解在中性介质中进行，产品不含无机盐类，并且反应液中添加了还原物质，可完全消除残存的过氧化物，保证产品中无过氧化物残存，产品易分离，无污染物排放；本专利技术方法生产过程无危害环境的废气、废液及废固体物产生，产品经毒理学试验属无毒物。另外，本专利技术采用首创的低温下醇析来生产低聚壳聚糖，生产得到白色的壳聚糖产品，较以往的淡黄色或黄色壳聚糖外观大大改善，且具有更高的生物活性，用其制备了低聚壳聚糖种衣剂，用于种子处理，显示该低聚壳聚糖的生物活性更高，并具有良好的抑菌、杀菌、促进种子发芽的功能。具体实施方式本专利技术提供一种低聚壳聚糖的生产方法，具体操作过程如下：a、向带有搅拌、夹套及测温装置的搪瓷反应釜中，加入不超过总容积一半的去离子水，边搅拌边加入总量三分之二的壳聚糖，加完继续搅拌10min；然后向反应釜中一次性加入四分之一量的过氧化氢，搅拌10min；夹套送汽升温，反应釜内升温至50℃开始计时，让反应液在60℃～80℃范围内反应2h；然后向其中流加四分之一量的过氧化氢，使反应液在60℃～80℃之间反应；然后交替加入剩下的两份六分之一量的壳聚糖和四分之一量的过氧化氢；过氧化氢为流加，过氧化氢加入速度控制在0.1kg～0.5kg/min,，确保反应温度在60℃～80℃之间且不能有冒锅现象；加完过氧化氢继续保温，其壳聚糖质量分数为5%～35%，达到反应终点时，n(过氧化氢):n(壳聚糖)=1.3～5.5，反应以壳聚糖全溶且反应液澄清为终点；达到终点后反应液温度降至60℃,加入还原性物质,以消除残存的过氧化物,并保持2h；然后夹套通冷却水，使反应釜内温度降到40℃以下,然后边过滤边将反应液放入冷冻槽中降温，反应液降温至0℃～10℃。b、将体积分数为95%乙醇置于另一冷冻槽中降温至－30℃～0℃，取冷冻好的一定量的反应液，按m(乙醇)：m(反应液)=1～4比例边搅拌边缓慢的加入冷冻好的乙醇中；当加完反应液后轻轻搅拌1～10min；放置15～60min，大部分析出的物料将沉到底部，过滤，滤饼用低温体积分数为99%的乙醇洗涤1～5次，抽干，滤饼用循环热风烘箱40℃～60℃烘干2h～8h。粉碎过筛得白色低聚壳聚糖。下面通过实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步的解释说明，但不将其保护范围限制在实施例所述范围内。实施例1向500L带搅拌、夹套及测温装置的搪瓷反应釜中，加入200kg去离子水，开动搅拌，边搅拌边加入20kg100目壳聚糖，加完继续搅拌10min。然后向其中一次性加入质量分数为27.5%的过氧化氢20kg，搅拌10min。本反应所加过氧化氢的质量分数均为27.5%。夹套送汽升温，反应釜内升温至60℃开始计时，让反应液在60℃～70℃范围内保温2h。然后向其中流加20kg过氧化氢，使反应液在60℃～70℃之间反应。过氧化氢加完后加入5kg壳聚糖。继续流加20kg过氧化氢，加完后再加入5kg壳聚糖。流加余下的20kg过氧化氢，过氧化氢加入速度控制在0.1kg～0.5kg/min，确保反应温度在60℃～70℃之间且不能有冒锅现象。加完过氧化氢1h后使反应液温度降至60℃并加入1kg抗坏血酸，并保持3h。然后夹套通冷却水，使反应釜内温度降到40℃,然后边过滤边将反应液放入冷冻槽降温5℃。将体积分数为95%乙醇置于另一冷冻槽中降温-5℃。将冷冻好的体积分数为95%乙醇120kg移入沉析槽中，取冷冻好的反应液60kg，边搅拌边缓慢的加入冷冻好的乙醇中。当加完反应液后轻轻搅拌1min。放置15min，大部分析出的物料将沉到底部，过滤，滤饼用－10℃的体积分数为99%的乙醇洗涤两次，抽干，滤饼用循环热风烘箱在60℃烘干6h，粉碎过筛得80目白色低聚壳聚糖（壳寡糖）17.472kg。实施例2向500L带搅拌、夹套及测温装置的搪瓷反应釜中，加入250kg去离子水，开动搅拌，边搅拌边加入25kg100目壳聚糖，加完继续搅拌10min。然后向其中一次性加入25kg过氧化氢，搅拌10min。本反应所加过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低聚壳聚糖的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：a、向带有搅拌、夹套及测温装置的搪瓷反应釜中，加入不超过总容积一半的去离子水，边搅拌边加入总量三分之二的壳聚糖，加完继续搅拌10min；然后向反应釜中一次性加入四分之一量的过氧化氢，搅拌10min；夹套送汽升温，反应釜内升温至50℃开始计时，让反应液在50℃～90℃范围内反应2h；然后向其中流加四分之一量的过氧化氢，使反应液在50℃～90℃之间反应；然后交替加入剩下的两份六分之一量的壳聚糖和四分之一量的过氧化氢；过氧化氢为流加，过氧化氢加入速度控制在0.1kg～0.5kg/min，反应温度在50℃～90℃之间且不能有冒锅现象；加完过氧化氢继续保温，反应以壳聚糖全溶且反应液澄清为终点；达到终点后反应液温度降至60℃,加入还原性物质,并保持2h；夹套通冷却水，使反应釜内温度降到40℃以下,边过滤边将反应液放入储罐中；b、将95vol%乙醇置于另一冷冻槽中降温；取冷冻好反应液，按比例边搅拌边缓慢的加入冷冻好的乙醇中；当加完反应液后轻轻搅拌1～10min；放置15～60min，过滤，滤饼用低温99vol%的乙醇洗涤，抽干，再用循环热风烘箱烘干，粉碎过筛得白色低聚壳聚糖。...

【技术特征摘要】
1.一种低聚壳聚糖的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：a、向带有搅拌、夹套及测温装置的搪瓷反应釜中，加入不超过总容积一半的去离子水，边搅拌边加入总量三分之二的壳聚糖，加完继续搅拌10min；然后向反应釜中一次性加入四分之一量的过氧化氢，搅拌10min；夹套送汽升温，反应釜内升温至50℃开始计时，让反应液在50℃～90℃范围内反应2h；然后向其中流加四分之一量的过氧化氢，使反应液在50℃～90℃之间反应；然后交替加入剩下的两份六分之一量的壳聚糖和四分之一量的过氧化氢；过氧化氢为流加，过氧化氢加入速度控制在0.1kg～0.5kg/min，反应温度在50℃～90℃之间且不能有冒锅现象；加完过氧化氢继续保温，反应以壳聚糖全溶且反应液澄清为终点；达到终点后反应液温度降至60℃,加入还原性物质,并保持2h；夹套通冷却水，使反应釜内温度降到40℃以下,边过滤边将反应液放入储罐中；b、将95vol%乙醇置于另一冷冻槽中降温；取冷冻好反应液，按比例边搅拌边缓慢的加入冷冻好的乙醇中；当加完反应液后轻轻搅拌1～10min；放置15～60min，过滤，滤饼用低温99vol%的乙醇洗涤，抽干，再用循环热风烘箱烘干，粉碎过筛得白色...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄仕研，
申请(专利权)人：大连皮米海洋生物研究院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21