低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法技术

本发明专利技术公开了一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：步骤一、将水加入反应釜中，再向反应釜中加入琥珀酸和乙酰丙酸，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.0～4.2，得到复合溶剂；步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到复合降解酶；步骤三、将复合降解酶加入反应釜中，在温度为42～47℃下，搅拌5～10min，之后将脱乙酰基80～90％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，在42～47℃下，保温100～150min后，加入双氧水，搅拌下反应20h后，升温至60℃，再搅拌60～80min，然后加入亚硫酸钠，搅拌反应10～15min，再升温煮沸5～8min，经多级离心过滤，即得产品。本发明专利技术使用成本低，能耗少，所得产品质量好，能简化制备液体肥料、农药的操作环节，更易复配。

【技术实现步骤摘要】
低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法
本专利技术涉及农业化工领域。更具体地说，本专利技术涉及一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法。
技术介绍
中国是一个人多地少的农业大国，提高单位面积产量、减少污染、提高品质是解决我国农产品的科学之路。壳聚糖是一种来源于动物表皮特别是蟹壳、虾壳的一种天然物质，被誉为动物纤维素，是存在于地球上的唯一发现的含氮多聚糖，由于分子量大，仅溶于稀酸而不溶于水和碱性溶液，使其应用受到很大限制，必须经过改性变成酸溶性、水溶性才可以用于叶面喷施和土壤、根部浇灌施用。经过降解改性的分子量低于4500高于1000的低聚壳聚糖又称壳寡糖，不但保留了高分子量时的免疫性能、保湿性能、抑菌性能、抑制线虫等优良性能，还因为其溶解速度快、易于吸收转化和利用，生理活性更高，作用更快，在农业方面具有更广阔的应用前景，壳寡糖可以用于土壤调理、防治根结线虫、病毒病、提高作物抗逆能力、水果蔬菜保鲜等方面。壳聚糖降解方法琳琅满目。包括物理降解法、无机降解法、酶解法。无机降解方法，反应剧烈，伴随副反应较多，三废排放较为严重，投资大成本高。酶解法处理壳聚糖，具有降解条件温和、制备成本低、生理活性高，已经引起人们的广泛关注。但目前对壳聚糖降解性能较好的专一性酶还没有工业化生产，且成本过高；各种非专一性酶酶解反应时间长，降解产物分子量大，很难达到1500～4500，且分布很宽。壳聚糖用稀酸溶解，然后进入下一步酶法降解，因壳聚糖粘度大，溶解后缠绕到搅拌桨上，导致搅拌困难，为避免高温烧损电动机，必须匹配较大的功率，导致能耗大，成本过高，也不安全。并且常用醋酸做溶剂，刺激味道大，也有腐蚀作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，该方法使用成本低，能耗少，所得产品质量好，能简化制备液体肥料、农药的操作环节，更易复配。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，包括以下步骤：步骤一、将610～630重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入13～26重量份的琥珀酸和6.5～13重量份的乙酰丙酸，琥珀酸与乙酰丙酸的质量比为2:1，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.0～4.2，得到复合溶剂，备用；步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到木瓜蛋白酶的质量分数为8～10％的复合降解酶，备用；步骤三、将质量为所述复合溶剂质量0.3～0.8％的复合降解酶加入反应釜中，在温度为42～47℃下，搅拌5～10min，之后将质量为所述复合溶剂质量3～8％的脱乙酰基80～90％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，壳聚糖与复合降解酶的质量比为10:1，在42～47℃下，保温100～150min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水，搅拌下反应20h后，升温至60℃，再搅拌60～80min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应10～15min，再升温煮沸5～8min，经多级离心过滤，即得液体壳寡糖。优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述木瓜蛋白酶与粗酶液混合前的酶活力为1000万U/g。优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述复合降解酶中木瓜蛋白酶的酶活力为80万U/g。优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述反应釜包括：壳体，其为内部中空的圆柱体形，所述壳体的顶部设置有进料口，所述壳体的底部设置有进水口，所述壳体的侧壁上设置有出水口；第一隔板，其为圆筒体形，所述第一隔板的外径小于所述壳体的内径，所述第一隔板设置在所述壳体内，所述第一隔板的顶部与所述壳体的顶部固定连接；第二隔板，其为内部中空，且底部敞开的圆柱体形，所述第二隔板的外径小于所述第一隔板的内径，所述第二隔板设置在所述第一隔板内，且与所述第一隔板同轴设置，所述第二隔板的底部与所述第一隔板的底部齐平，所述第二隔板的顶部与所述壳体的顶部不接触，所述进料口位于所述第一隔板和所述第二隔板围成的区域的上方；底板，其为圆环形，且沿水平方向设置，所述底板的外径等于所述第一隔板的外径，所述底板的内径等于所述第二隔板的内径，所述底板与所述第一隔板和所述第二隔板的底部固定连接，所述底板封住所述第一隔板的底部和所述第二隔板的底部间的缝隙；旋转轴，其沿竖直方向，且与所述第二隔板同轴设置，所述旋转轴的底部穿过所述壳体的顶部，并与所述第二隔板的顶部不接触，所述旋转轴的顶部位于所述壳体外；至少一根连接杆，其环所述旋转轴设置，所述连接杆为倒L形，所述连接杆由水平设置的第一杆体和竖直设置的第二杆体组成，所述第一杆体上远离所述第二杆体的一端与所述旋转轴固定连接，所述第二杆体位于所述第一隔板和所述第二隔板之间；至少一根横杆，其与所述连接杆的数量相等，且一一对应，所述横杆沿水平方向设置在所述第一隔板和所述第二隔板之间，且与所述底板相贴合；至少一对刷杆，一根横杆对应一对刷杆，所述刷杆沿竖直方向设置，一对刷杆分别设置在所述横杆的两端，一对刷杆的底部分别与横杆的两端固定连接，一对刷杆分别与所述第一隔板的内侧壁和所述第二隔板的外侧壁相贴合；多根固定杆，每对刷杆和与其相对应的第二杆体间均设置有多根固定杆；出料管，其一端与所述底板固定，且与所述第一隔板和所述第二隔板围成的区域连通，另一端穿过所述壳体的底部，并与所述壳体的底部固定连接。优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述固定杆的一端与第二杆体固定连接，所述固定杆的另一端朝下，并与刷杆固定连接。优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述步骤三中在42～47℃下，保温100～110min后，加入双氧水，搅拌下反应20h后，升温至60℃，再搅拌60～65min。优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，还包括：电机，其与所述旋转轴的顶部连接；控制器，其与所述电机连接。优选的是，所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法中，所述连接杆的数量为两根，所述第二杆体设置在所述第一隔板和所述第二隔板的中间。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术一改过去的传统工艺，即溶剂—壳聚糖分散溶解—加酶酶解，而是采取复合溶剂—复合降解酶—壳聚糖的工艺，即后添加壳聚糖的方式，使壳聚糖易于溶解，酶解效率更高，不粘搅拌桨体系，不上浮，易于操作，无需要配备大功率电动机，能耗少，成本低，产率高，无污染，不会造成资源的浪费，设备投资少，原料易得，适于大规模化生产。本专利技术制备的壳寡糖为液体，与琥珀酸、乙酰丙酸等活性成分成为一体，能产生协同效应，壳寡糖成为一种增效壳寡糖。本专利技术制备的壳寡糖分子量小，分布范围窄，生理活性更高，全水溶，更易于与农药、肥料复配。本专利技术将淡紫拟青霉发酵液中的几丁质酶与非专一性木瓜蛋白酶科学组合，使壳聚糖降解进程缩短，产物的产率高，分子量分布更集中，大大提高了壳寡糖的生理活性。本专利技术提供的反应釜能使搅拌更均匀，也能减小反应物各处的温度差异，从而能提高产品的品质，以及缩短反应时间。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将610～630重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入13～26重量份的琥珀酸和6.5～13重量份的乙酰丙酸，琥珀酸与乙酰丙酸的质量比为2:1，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.0～4.2，得到复合溶剂，备用；步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到木瓜蛋白酶的质量分数为8～10％的复合降解酶，备用；步骤三、将质量为所述复合溶剂质量0.3～0.8％的复合降解酶加入反应釜中，在温度为42～47℃下，搅拌5～10min，之后将质量为所述复合溶剂质量3～8％的脱乙酰基80～90％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，壳聚糖与复合降解酶的质量比为10:1，在42～47℃下，保温100～150min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水，搅拌下反应20h后，升温至60℃，再搅拌60～80min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应10～15min，再升温煮沸5～8min，经多级离心过滤，即得液体壳寡糖。

【技术特征摘要】
1.一种低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将610～630重量份的水加入反应釜中，再向反应釜中加入13～26重量份的琥珀酸和6.5～13重量份的乙酰丙酸，琥珀酸与乙酰丙酸的质量比为2:1，之后搅拌均匀，并调节pH值至4.0～4.2，得到复合溶剂，备用；步骤二、向淡紫拟青霉的粗酶液中加入木瓜蛋白酶，得到木瓜蛋白酶的质量分数为8～10％的复合降解酶，备用；步骤三、将质量为所述复合溶剂质量0.3～0.8％的复合降解酶加入反应釜中，在温度为42～47℃下，搅拌5～10min，之后将质量为所述复合溶剂质量3～8％的脱乙酰基80～90％的壳聚糖缓慢加入反应釜中，壳聚糖与复合降解酶的质量比为10:1，在42～47℃下，保温100～150min后，加入质量为所述复合溶剂质量4％，且质量分数为30％的双氧水，搅拌下反应20h后，升温至60℃，再搅拌60～80min，然后加入质量为反应釜中液体总质量1％的亚硫酸钠，搅拌反应10～15min，再升温煮沸5～8min，经多级离心过滤，即得液体壳寡糖。2.如权利要求1所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述步骤一中用氢氧化钾或氢氧化钠调节pH值。3.如权利要求1所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述木瓜蛋白酶与粗酶液混合前的酶活力为1000万U/g。4.如权利要求1所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述复合降解酶中木瓜蛋白酶的酶活力为80万U/g。5.如权利要求1所述的低能耗酶解壳聚糖制备液体壳寡糖的方法，其特征在于，所述反应釜包括：壳体，其为内部中空的圆柱体形，所述壳体的顶部设置有进料口，所述壳体的底部设置有进水口，所述壳体的侧壁上设置有出水口；第一隔板，其为圆筒体形，所述第一隔板的外径小于所述壳体的内径，所述第一隔板设置在所述壳体内，所述第一隔板的顶部与所述壳体的顶部固定连接；第二隔板，其为内部中空，且底部敞开的圆柱体形，所述第二隔板的外径小于所述第一隔板的内径，所述第二隔板设置在所述第一隔板内，且与所述第一隔板同轴设置，所述第二隔板的底部与所述第一隔板的底部齐平，所述第二隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：班宜民，韩国涛，沈宏，何萍，
申请(专利权)人：山东智顺进出口有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37