一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法技术

本发明专利技术提供一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法，属于海洋技术领域，包括：提供高分子量的海洋多糖；提供电子流，上述电子流对上述多糖进行电离辐射降解；提供分离纯化工序，得到水溶性优良的低聚多糖；上述低聚多糖的分子量为1×10

A preparation method of water soluble marine oligosaccharides

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法
本专利技术属于海洋
，具体涉及一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法。
技术介绍
近年来人们对海洋多糖给予了极大关注。海洋多糖来源可分为三类：海藻多糖、海洋动物多糖和海洋微生物多糖。海藻多糖又分为褐藻多糖、红藻多糖、绿藻多糖及螺旋藻多糖等。海洋微生物多糖主要来源于细菌和真菌，按结构分为肽聚糖、葡聚糖和脂多糖等。海洋动物多糖如甲壳质、糖胺聚糖及酸性黏多糖等。壳聚糖，学名为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D葡聚糖。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化衍生物，通常由螃蟹、虾壳和细胞壁真菌、昆虫和酵母中制得，壳聚糖分子里面含有3种游离的官能团：羟基(OH)、酰胺基(NHCOCH3)、氨基(NH2)，因此壳聚糖作为功能性生物聚合物受到了很多关注，同时也是唯一天然来源多糖。由于其可再生性、可生物降解性、生物相容性和无毒性等独特特性，应用于农业、医药、食品、化妆品、可再生材料等方面。这些功能的应用不仅依赖于其化学结构还依赖有分子量的大小。特别在医药和食品工业中的应用，天然多糖受其高分子量(Mw)导致其在溶液中的溶解度低，不溶于普通溶剂，只能在某些酸性介质中溶解，这使壳聚糖的应用受到极大限制。低分子量壳聚糖具有溶解性好、抗氧化性和抑菌效果好等特点，是理想的防腐剂和保鲜剂。因此，选择适当的方法对壳聚糖进行降解，制备低分子量壳聚糖具有十分重要的意义。目前多糖的降解方法包括化学法如酸水解、氧化降解等，但酸水解及氧化降解的产物均一性差、得率低，易产生废物，且容易破坏多糖中活性基团，对环境造成污染；生物法如酶解法，但酶解法适用性差，不易控制，且成本昂贵，难以大规模生产；物理法如超声法、微波法等，能减少有机溶剂使用，但制备时间长、效率低、能耗和噪音较大。现有技术如CN102585023B提供了海参多糖的电离辐射降解法，依次包括以下步骤：1)、将海参多糖完全溶于蒸馏水中，得到海参多糖的水溶液；2)、于常温下采用60Co进行电离辐射降解海参多糖水溶液，吸收剂量为2kGy-200kGy；3)、将步骤2)的所得物经静置沉降或离心除去非降解沉淀得到清液；将清液干燥，得到低分子量的寡糖；采用上述方法处理后所得的产物，分子量均匀、集中，分子量分布指数接近于1，产品的均一性较好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用电子流辐照而不引入无机盐以简化工序，重现性和可控性好，无环境污染，降解效率和速率高，降解效果和产品均一性好，能在较低的吸收剂量下得到分子量低的水溶性多糖，能降低产物结晶度，增加水溶解性能，能降低能耗和生产成本的水溶性海洋低聚多糖的制备方法。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法，包括：提供高分子量的海洋多糖；提供电子流，上述电子流对上述多糖进行电离辐射降解；提供分离纯化工序，得到水溶性优良的低聚多糖；上述低聚多糖的分子量为1×103-5×104Da。该方法采用电子流辐照降解高分子量多糖，体系中产生自由基进攻糖苷键使其断裂，从而实现高分子多糖的碎片化，达到降低分子量的目的，制得具有优良生物活性的低分子量多糖，方法重现性和可控性高，无环境污染，降解所得低聚多糖主链结构无明显变化，不存在活性链断裂或活性基团脱落现象，水溶性增大，结晶度降低，生物相容性不受影响，具有广阔的发展前景。对本专利技术而言，电子流为β射线，上述β射线的吸收剂量为5-200kGy，辐射剂量率为5-50kGy/min。优选地，β射线的吸收剂量为20-200kGy，辐射剂量率为10kGy/min。射线辐照在不引入无机盐的情况下，可直接断开多糖分子结构中的糖苷键，也无需后续中和、脱盐等步骤，简化了工序，避免了大量试剂的使用和损耗，减少了后续工序对产物的损耗，且反应在常温下进行，属冷加工技术，在较低的剂量下即可达到降解的目的，节约了能耗，降低了成本。对本专利技术而言，海洋多糖为海藻多糖或壳聚糖，上述多糖的分子量至少为5×105Da。海藻多糖包括但不限于岩藻多糖、褐藻多糖、红藻多糖、绿藻多糖及螺旋藻多糖等。对本专利技术而言，分离纯化工序采用凝胶渗透色谱法(GPC)进行分子量表征后，离心收集分散体系中的上清液，并于30-60℃烘箱中烘干，所得即为低分子量的低聚多糖，凝胶渗透色法用流动相为：0.12molCH3COOH/0.06molCH3COONa的水溶液，柱温为33-38℃，流速为0.3-0.5mL/min。凝胶渗透色谱用于分离测定聚合物的相对分子质量和相对分子质量分布，同时由于凝胶色谱不能分辨分子量大小相近的聚合物，因此也能初步判断产物分子量的均一性。对本专利技术而言，电离辐射操作环境为：温度为20-35℃的水分散体系，上述水分散体系中多糖质量浓度为1-40％。优选地，水分散体系中多糖质量浓度为5-40％。在水分散体系中，射线能促使羟基自由基产生，由羟基自由基进攻糖苷键，造成多糖分子链断裂，提高多糖降解速率。更进一步的，多糖分散于水分散体系后，将体系静置10-12h，然后封口密闭，再进行电离辐射操作。对本专利技术而言，低聚多糖的分子量分布指数范围为1.10-1.30。分子量分布指数接近于1，说明低聚多糖中分子量分布均匀、集中，高分子量多糖的降解效果好，产品均一性好。本专利技术还提供了一种上述水溶性海洋低聚多糖的制备方法在低分子量的海洋多糖制备
的用途。上述制备方法工艺简单，可控性好，能耗低，可实现多糖分子量的连续均匀下降，通过控制辐照剂量及多糖浓度即可获得不同分子量的降解产物，且降解产物分子量分布指数接近于1，可用于高分子量的海洋多糖降解制备低聚多糖，包括但不限于海藻多糖、肽聚糖、葡聚糖、脂多糖、甲壳质、糖胺聚糖及酸性黏多糖等。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术采用电子流辐照降解高分子量多糖，所得低聚多糖分子量显著降低，其主链结构无明显变化，不存在活性链断裂或活性基团脱落现象，水溶性增大，结晶度降低，生物相容性不受影响；2)本专利技术中采用电子流辐照而不引入无机盐，避免了大量试剂的使用和损耗，减少了后续工序对产物的损耗，且反应在常温下进行，属冷加工技术，在较低的剂量下即可达到降解的目的，简化了工序，节约了能耗，降低了成本；3)本专利技术制备方法工艺简单，重现性和可控性好，能耗和生产成本低，无环境污染，降解效果好，降解效率高，产品均一性和溶解性得到提高，具有广阔的市场前景，利于推广。本专利技术采用了上述技术方案提供一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。附图说明图1为不同辐照条件下壳聚糖在固态和液态环境中降解后的重均分子量变化示意图；图2为不同辐照条件下壳聚糖在固态和液态环境中降解后的分子量分布指数变化示意图；图3为辅助剂对不同辐照条件下降解所得壳聚糖产品的结晶度变化影响示意图。具体实施方式以下结合具体实施方式和附图对本专利技术的技术方案作进一步详细描述：一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法，包括：提供高分子量的海洋多糖；提供电子流，上述电子流对上述多糖进行电离辐射降解；提供分离纯化工序，得到水溶性优良的低聚多糖；上述低聚多糖的分子量为1×103-5×104Da。该方法采用电子流辐照降解高分子量多糖，体系中产生自由基进攻糖苷键使其断裂，从而实现高分子多糖的碎片化，达到降低分子量的目的，制得具有优良生物活性的低分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法，包括：提供高分子量的海洋多糖；提供电子流，所述电子流对所述多糖进行电离辐射降解；提供分离纯化工序，得到水溶性优良的低聚多糖；所述低聚多糖的分子量为1×10

【技术特征摘要】
1.一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法，包括：提供高分子量的海洋多糖；提供电子流，所述电子流对所述多糖进行电离辐射降解；提供分离纯化工序，得到水溶性优良的低聚多糖；所述低聚多糖的分子量为1×104-1×105Da。2.根据权利要求1所述的一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法，其特征在于：所述电子流为β射线；所述β射线的吸收剂量为5-200kGy，辐射剂量率为5-50kGy/min。3.根据权利要求1所述的一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法，其特征在于：所述β射线的吸收剂量为20-200kGy，辐射剂量率为10kGy/min。4.根据权利要求1所述的一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法，其特征在于：所述海洋多糖为海藻多糖或壳聚糖；所述多糖的分子量至少为5×105Da。5.根据权利要求1所述的一种水溶性海洋低聚多糖的制备方法，其特征在于：所述分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：闻正顺，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33