一种酶法制备低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的方法技术

技术编号:22631260 阅读:45 留言:0更新日期:2019-11-26 13:41
本发明专利技术涉及脱乙酰壳多糖衍生物的制备技术领域,具体涉及一种低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的制备方法。采用芽孢杆菌(Bacillus sp.)10066所产生的壳聚糖酶制备低分子量脱乙酰壳多糖,再对低分子量脱乙酰壳多糖衍生化制备低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖。本发明专利技术提供了低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的制备方法。

An enzymatic method for the preparation of low molecular weight carboxymethyl deacetylated chitosan

The invention relates to the technical field of preparation of deacetylated chitosan derivatives, in particular to a preparation method of low molecular weight carboxymethyl deacetylated chitosan. Chitosan enzyme produced by Bacillus sp. 10066 was used to prepare low-molecular-weight deacetylated chitosan, and then low-molecular-weight carboxymethyl deacetylated chitosan was prepared by derivatization of low-molecular-weight deacetylated chitosan. The invention provides a preparation method of low molecular weight carboxymethyl deacetylated chitosan polysaccharide.

【技术实现步骤摘要】
一种酶法制备低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的方法
本专利技术涉及脱乙酰壳多糖衍生物的制备
,具体涉及一种低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的制备方法。
技术介绍
脱乙酰壳多糖,又名壳聚糖,是壳多糖脱乙酰基的产物,是天然的阳离子碱性多糖,具有良好的生物相容性、保湿性和成膜性,具有很好的抗菌和抑菌性,理论上讲具有广阔的应用前景,但由于其只能溶于稀酸中,限制了它的应用。羧甲基脱乙酰壳多糖是脱乙酰壳多糖改性产物,不仅大大增加了脱乙酰壳多糖的水溶性,还保持了原有的良好性能。作为非激素类生物活性添加剂,其安全性高,具有调节免疫力、抗炎、促进伤口愈合、保湿吸湿、抑菌等功效,目前已广泛应用于医疗、化妆品等领域。目前市场上的羧甲基脱乙酰壳多糖多为高分子量的羧甲基脱乙酰壳多糖(分子量通常大于100KDa),其溶解速度慢,溶解度低,溶解后有少量不溶物(水不溶物通常0.5~1%之间),影响溶液的澄清度(透光率通常低于80%)。另外,产品在使用过程中对终端产品的pH要求比较高,适用范围窄。因此,影响了它在很多终端产品中的应用。而低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖(分子量通常小于10000Da)具有溶解度高、溶解速度快的优点,且抑菌和保湿效果更好。文献报道的制备低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的方法通常为双氧水氧化降解高分子量羧甲基脱乙酰壳多糖,但是该法为自由基降解,具有反应进程过快不易控制,氧化副产物多等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的制备方法,所得低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖分子量小于10000Da,溶解速度快,溶解性好且溶液澄清度高。并且该方法成本低、产率高、反应条件温和可控,利于工业化生产。芽孢杆菌10066(Bacillussp.)是申请人提出的关于一种产壳聚糖酶的微生物菌株,申请号为201510279689.0。其中记载了芽孢杆菌10066可用于制备壳聚糖酶。申请人惊奇的发现,芽孢杆菌10066所产生的壳聚糖酶在制备低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖方面亦有着优异的用途。本专利技术的技术方案是:微生物菌株芽孢杆菌10066所产壳聚糖酶在制备低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖方面的应用。本专利技术的另一个技术方案是:一种低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的制备方法,采用芽孢杆菌(Bacillussp.)10066所产生的壳聚糖酶制备低分子量脱乙酰壳多糖,再对低分子量脱乙酰壳多糖衍生化制备低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖。具体的说包括如下步骤:步骤1:将脱乙酰壳多糖粉末与纯化水按质量比为1:12-20进行混合搅拌,然后加入等摩尔数的酸进行溶解,完全溶解后加入适量壳聚糖酶在40~50℃下进行酶解;本步骤中,所述壳聚糖酶为申请号为201510279689.0的专利申请中说明书第0017段所记载的酶的制备方法制备。本步骤中,所述酸选自盐酸、乙酸和乳酸。本步骤中,壳聚糖酶的加入量为以脱乙酰壳多糖5-20U/g计算。本步骤中,优选的酶解温度为45℃。步骤2:酶解结束后,用截留分子量为10kDa~20kDa的超滤膜过滤,滤过液再用200Da~300Da的纳滤膜浓缩分离,加入体积为所得浓缩液体积2~3倍的95%乙醇,沉淀,抽滤,保留固体。步骤3:步骤2所得固体产物用浓度大于90%的乙醇浸泡2小时,按步骤2所得固体产物:氢氧化钠的质量比为1:1.2-1.5加入氢氧化钠;按步骤2所得固体产物:氯乙酸的质量比为1:1-3加入氯乙酸,在40~65℃下进行衍生化改性;反应结束后,抽滤,保留固体。本步骤中,所添加浓度大于90%的乙醇的质量,为步骤2所得固体产物质量的6-10倍,优选8倍。步骤4:对步骤3所得固体,用纯化水搅拌溶解,产物完全溶解后,过滤去除不溶物,向滤液中加入无水乙醇进行醇沉,抽滤,所得固体用80%-90%的乙醇进行洗涤至无氯离子,再用无水乙醇进行脱水两遍,干燥后得分子量小于10000Da的低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖。本步骤中,搅拌溶解时,用纯化水的质量不超过步骤3所得固体质量的4.6-5.2倍。本步骤中,醇沉时,添加无水乙醇的体积为溶液体积的3.7-4.2倍。有益效果:为解决羧甲基脱乙酰壳多糖分子量过高、溶解速度慢、溶液澄清度低的问题,本专利技术提供了一种酶法制备分子量小于10000Da的低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的方法,所得低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖,溶解速度快,溶解性好且溶液澄清度高,并且该方法成本低、产率高、反应条件温和可控,利于工业化生产。具体如下:(1)反应条件温和、成本低、产率高,质量收率可达110%-130%,利于工业化生产。(2)产品分子量小于10000Da,溶解快速,低分子量的羧甲基脱乙酰壳多糖具有更好的抗菌抑菌和吸湿保湿等功能,使得羧甲基脱乙酰壳多糖更好的推广应用。(3)杂质少,纯度高,溶液澄清度高(透光率>99%),适用于更多产品要求。具体实施方式为了使本领域技术人员更好理解本专利技术,下面结合实例对本专利技术进一步阐述。以下实施例使用市售壳聚糖粉末。实施例1取100g脱乙酰壳多糖粉末加入1200ml纯化水搅拌,加入52ml浓盐酸进行搅拌溶解,壳聚糖完全溶解后,加入1000U的壳聚糖酶,40℃下酶解2小时;酶解结束后,溶液用20K超滤膜过滤,滤液用200D的纳滤膜浓缩至约600ml;浓缩液加入3倍体积95%乙醇沉淀,抽滤,得固体。对所得固体用1000ml浓度为90%乙醇进行搅拌溶胀2小时,加入240g50%氢氧化钠溶液,缓慢加入180g的氯乙酸在60℃反应2小时;反应结束后,抽滤,得固体。将所得固体用500mL纯化水进行溶解搅拌,产物完全溶解后,过滤除去不溶物,用2L无水乙醇进行醇沉,抽滤,固体用300mL的85%乙醇对醇沉后的产品洗涤,重复3次,硝酸银检测滤液无氯离子,再用少量无水乙醇脱水两次,60℃干燥,得羧甲基脱乙酰壳多糖110.7g,质量收率为110.7%,测定分子量4640Da。实施例2取100g脱乙酰壳多糖粉末加入2000ml纯化水搅拌,加入38ml冰醋酸进行搅拌溶解,壳聚糖完全溶解后加入2000U的壳聚糖酶,45℃下酶解2小时;酶解结束后,溶液用10K超滤膜过滤,滤液用500D的纳滤膜浓缩至约600ml;浓缩液加入3倍体积95%乙醇沉淀,抽滤,得固体。对所得产物用800ml无水乙醇进行搅拌溶胀2小时,加入300g50%氢氧化钠溶液,缓慢加入300g的氯乙酸在40℃反应10小时;反应结束后,抽滤,得固体。将所得固体用500mL纯化水进行溶解搅拌,产物完全溶解后,过滤除去不溶物,用2L无水乙醇进行醇沉,抽滤,固体用300mL的85%乙醇对醇沉后的产品洗涤,重复3次,硝酸银检测滤液无氯离子,再用少量无水乙醇脱水两次,60℃干燥,得羧甲基脱乙酰壳多糖130.4g,质量收率为130.4%,测定分子量2813Da。实施例3取100g脱乙酰壳多糖粉末加入1500ml纯化水搅拌,加入46ml乳酸)进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微生物菌株芽孢杆菌 10066所产壳聚糖酶在制备低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖方面的应用。/n

【技术特征摘要】
1.微生物菌株芽孢杆菌10066所产壳聚糖酶在制备低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖方面的应用。


2.一种低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的制备方法,其特征在于,采用芽孢杆菌(Bacillussp.)10066所产生的壳聚糖酶制备低分子量脱乙酰壳多糖,再对低分子量脱乙酰壳多糖衍生化制备低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖。


3.根据权利要求2所述低分子量羧甲基脱乙酰壳多糖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:将脱乙酰壳多糖粉末与纯化水按质量比为1:12-20进行混合搅拌,然后加入等摩尔数的酸进行溶解,完全溶解后加入适量采用芽孢杆菌(Bacillussp.)10066所产生的壳聚糖酶在40~50℃下进行酶解;
步骤2:酶解结束后,用截留分子量为10kDa~20kDa的超滤膜过滤,滤过液再用200Da~300Da的纳滤膜浓缩分离,加入体积为所得浓缩液体积2~3倍的95%乙醇,沉淀,抽滤,保留固体;
步骤3:步骤2所得固体产物用浓度大于90%的乙醇浸泡2小时,按步骤2所得固体产物:氢氧化钠的质量比为1:1.2-1.5加入氢氧化钠;按步骤2所得固体产物:氯乙酸的质量比为1:1-3加入氯乙酸,在40~65℃下进行衍生化改性;反应结束后,抽滤,保留固体;
步骤4:对步骤3所得固体,用纯化水搅拌溶解,产物完全溶解后,过滤去除不溶物,向滤液中加入无水乙醇进行醇沉,抽滤,所得固体用80%-9...

【专利技术属性】
技术研发人员:邵先祥李广生翟天龙王国蕊曲欣欣门晋名
申请(专利权)人:威海迪素制药有限公司迪沙药业集团有限公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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