一种鱿鱼软骨β-壳聚糖的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种鱿鱼软骨β‑壳聚糖的制备方法，现有酶法加工β‑壳聚糖存在耗时长、杂质多、提取率及纯度低的问题。其经过以下工艺步骤：1）磷酸酶提取；2）β‑壳聚糖提取；3）β‑壳聚糖精制；4）喷雾干燥；5）脱色。本发明专利技术利用磷酸酶和聚磷酸协同作用，脱除鱿鱼软骨中的有机物和矿物质，剩余的甲壳素被分解为大分子β‑壳聚糖，经反复醇沉并联合超滤和透析，获得精制β‑壳聚糖后干燥，氧化脱色获得本发明专利技术产品。本工艺磷酸酶耦合聚磷酸制备大分子壳聚糖利用了两相试剂互作，酶控反应制备壳聚糖，其工艺温和、环保。本发明专利技术耗时短，效率高，成本低；产物脱乙酰度和纯度高，保留产物大的分子，且水溶性好，提高β‑壳聚糖应用性能。

【技术实现步骤摘要】
一种鱿鱼软骨β-壳聚糖的制备方法
本专利技术涉及壳质多糖的制备，尤其是一种鱿鱼软骨β-壳聚糖的制备方法。
技术介绍
甲壳素(Chitin)是一种由N-乙酰-D-氨基葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成的天然高分子线性多糖，以有序的晶体微纤维形式存在，导致不溶于水。在自然界中甲壳素广泛存在，数量是仅次于纤维素的天然多糖类。鱿鱼生产生成大量鱿鱼软骨，因其不可食性，作为加工废弃物丢弃。鱿鱼软骨中含有平行糖链组成的β-甲壳素，常与胶原蛋白相结合，具有防“三高”，抑制细菌活性，排重金属功效。鱿鱼软骨有效利用，将变废为宝，原料资源充分利用，由于β-甲壳素在水介质无溶解性，限制了其应用，因此需要一种有效、简便的β-壳聚糖的制备方法。现有壳聚糖提取技术中，中国专利CN201510129839.X、CN110452316A公开了β-壳聚糖的制备方法，经过稀酸溶液脱盐、稀碱溶液脱有机物和浓碱去除乙酰基，获得β-壳聚糖，但是采用酸碱法提取甲壳素已不适宜节能发展，此工艺已经被禁用。中国专利CN111171181A公开了酶法加工β-壳聚糖的方法，通过酶解脱除乙酰基，得到含高蛋白质和灰分的β-壳聚糖，利用酶虽然减少了对环境的污染，但耗时长，杂质多，降低了生产的有效性。
技术实现思路
为了克服现有酶法加工β-壳聚糖存在耗时长、杂质多、提取率及纯度低的不足，本专利技术的目的在于提供一种鱿鱼软骨β-壳聚糖的制备方法，本专利技术的制备方法耗时短，效率高，成本低；产物脱乙酰度和纯度高，保留产物大的分子，且水溶性好，显著提高了β-壳聚糖应用性能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种鱿鱼软骨β-壳聚糖的制备方法，其特征在于，其经过以下工艺步骤：1）磷酸酶提取：取缺磷土地中植物根部土壤，粉碎后放入200目的筛网中，用pH4-7的淋洗液淋洗3-5次，静置5-8h，取上清液，冷冻干燥，即得磷酸酶；2）β-壳聚糖提取：将步骤1）中得到的磷酸酶加到聚磷酸和鱿鱼软骨混合物中，充分搅拌均匀，在18-45℃反应5-10h，升温至62-85℃搅拌1.5-3.2h，1500-3000r/min离心，取上清液，即得β-壳聚糖粗提取物；3）β-壳聚糖精制：取步骤2）所得的β-壳聚糖粗提取物，加入乙醇至乙醇质量百分含量为65-85%，离心取沉淀，用去离子水复溶和乙醇沉淀反复操作3-5次，得清洗后的β-壳聚糖；清洗后的β-壳聚糖进行超滤，截留30万Da分子量的壳聚糖，截留液浓缩后，放入15万Da的透析袋中去除杂质，透析袋中溶液，即为精制β-壳聚糖溶液；4）喷雾干燥：将步骤3）所得精制β-壳聚糖溶液喷雾干燥，得到β-壳聚糖；5）脱色：将步骤4）所得β-壳聚糖用超临界二氧化碳装置处理，萃取釜中剩余物料加入氧化剂进行脱色，获得β-壳聚糖成品。作为优选，在步骤1）中，所述的淋洗液由磷酸铵、磷酸、丙酮和水组成。作为优选，在步骤2）中，所述的磷酸酶、聚磷酸和鱿鱼软骨质量比为1:5-15:45-60。作为优选，在步骤4）中，所述的喷雾干燥条件为喷头转速20000-22000r/min、进口温度180-220℃、进料速度100-180ml/min、出料口温度65-80℃、风速1-3m/s。作为优选，在步骤5）中，所述的超临界二氧化碳装置参数设置为二氧化碳流速15-25kg/h、萃取压力25-34MPa、萃取温度30-45℃、时间60-90min。作为优选，在步骤2）中，所述的搅拌的同时还进行超声处理，超声处理条件为：超声频率10-15KHz，超声功率0.5-2W/cm2，超声波施加周期5-8min/h。作为优选，所述的淋洗液各组分质量百分含量为磷酸铵4.2%、磷酸5-8%和丙酮15-30%，余量为水。本专利技术有益效果：(1)本专利技术采用聚磷酸和磷酸酶提取壳聚糖，利用磷酸酶分解鱿鱼软骨中的有机物，释放磷酸，启动聚磷酸的分解和鱿鱼软骨中矿物质释放，进而聚磷酸在磷酸酶作用下进行可控释放并协助进行壳聚糖提取；(2)本专利技术采用醇沉联合超滤和透析进行壳聚糖的纯化，最大限度的去除了有机物、无机盐等杂质，使壳聚糖提取率和纯度较传统方法大为提高，分别为98.98%和97.62%。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细描述，所述的实施案例有助于对本专利技术的理解和实施，并非构成对本专利技术的限制。本专利技术的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。实施例1一种鱿鱼软骨β-壳聚糖的制备方法，其经过以下工艺步骤：1）磷酸酶提取：取缺磷土地中植物根部土壤，粉碎后放入200目的筛网中，用pH5.2的淋洗液淋洗4次，静置7h，取上清液，冷冻干燥，即得磷酸酶；其中，淋洗液由磷酸铵、磷酸、丙酮和水组成，各组分质量百分含量为磷酸铵4.2%、磷酸6.3%和丙酮24%，余量为水；2）β-壳聚糖提取：将步骤1）中得到的磷酸酶加到聚磷酸和鱿鱼软骨混合物中，充分搅拌均匀，在32℃反应8h，升温至80℃搅拌2.8h，2000r/min离心，取上清液，即得β-壳聚糖粗提取物；其中，磷酸酶、聚磷酸和鱿鱼软骨质量比为1:12:50；在搅拌的同时还进行超声处理，超声处理条件：超声频率12KHz，超声功率1.2W/cm2，超声波施加周期6min/h；3）β-壳聚糖精制：取步骤2）所得的β-壳聚糖粗提取物，加入乙醇至乙醇质量百分含量为75%，离心取沉淀，用去离子水复溶和乙醇沉淀反复操作4次，得清洗后的β-壳聚糖；清洗后的β-壳聚糖进行超滤，截留30万Da分子量的壳聚糖，截留液浓缩后，放入15万Da的透析袋中去除杂质，透析袋中溶液，即为精制β-壳聚糖溶液；4）喷雾干燥：将步骤3）所得精制β-壳聚糖溶液喷雾干燥，得到β-壳聚糖；其中，喷雾干燥条件为喷头转速21000r/min、进口温度195℃、进料速度150ml/min、出料口温度70℃、风速2m/s；5）脱色：将步骤4）所得β-壳聚糖用超临界二氧化碳装置处理，参数设置为二氧化碳流速20kg/h、萃取压力29MPa、萃取温度35℃、时间82min，萃取釜中剩余物料加入氧化剂进行脱色，获得β-壳聚糖成品。实施例2一种鱿鱼软骨β-壳聚糖的制备方法，其经过以下工艺步骤：1）磷酸酶提取：取缺磷土地中植物根部土壤，粉碎后放入200目的筛网中，用pH4的淋洗液淋洗3次，静置5h，取上清液，冷冻干燥，即得磷酸酶；其中，淋洗液由磷酸铵、磷酸、丙酮和水组成，各组分质量百分含量为磷酸铵4.2%、磷酸5%和丙酮15%，余量为水；2）β-壳聚糖提取：将步骤1）中得到的磷酸酶加到聚磷酸和鱿鱼软骨混合物中，充分搅拌均匀，在18℃反应5h，升温至62℃搅拌1.5h，1500r/min离心，取上清液，即得β-壳聚糖粗提取物；其中，磷酸酶、聚磷酸和鱿鱼软骨质量比为1:5:45，在搅拌的同时还进行超声处理，超声处理条件：超声频率10KHz，超声功率0.5W/cm2，超声波施加周期5min/h；3）β-壳聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鱿鱼软骨β-壳聚糖的制备方法，其特征在于，其经过以下工艺步骤：/n1）磷酸酶提取：取缺磷土地中植物根部土壤，粉碎后放入200目的筛网中，用pH4-7的淋洗液淋洗3-5次，静置5-8h，取上清液，冷冻干燥，即得磷酸酶；/n2）β-壳聚糖提取：将步骤1）中得到的磷酸酶加到聚磷酸和鱿鱼软骨混合物中，充分搅拌均匀，在18-45℃反应5-10h，升温至62-85℃搅拌1.5-3.2h，1500-3000r/min离心，取上清液，即得β-壳聚糖粗提取物；/n3）β-壳聚糖精制：取步骤2）所得的β-壳聚糖粗提取物，加入乙醇至乙醇质量百分含量为65-85%，离心取沉淀，用去离子水复溶和乙醇沉淀反复操作3-5次，得清洗后的β-壳聚糖；清洗后的β-壳聚糖进行超滤，截留30万Da分子量的壳聚糖，截留液浓缩后，放入15万Da的透析袋中去除杂质，透析袋中溶液，即为精制β-壳聚糖溶液；/n4）喷雾干燥：将步骤3）所得精制β-壳聚糖溶液喷雾干燥，得到β-壳聚糖；/n5）脱色：将步骤4）所得β-壳聚糖用超临界二氧化碳装置处理，萃取釜中剩余物料加入氧化剂进行脱色，获得β-壳聚糖成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种鱿鱼软骨β-壳聚糖的制备方法，其特征在于，其经过以下工艺步骤：
1）磷酸酶提取：取缺磷土地中植物根部土壤，粉碎后放入200目的筛网中，用pH4-7的淋洗液淋洗3-5次，静置5-8h，取上清液，冷冻干燥，即得磷酸酶；
2）β-壳聚糖提取：将步骤1）中得到的磷酸酶加到聚磷酸和鱿鱼软骨混合物中，充分搅拌均匀，在18-45℃反应5-10h，升温至62-85℃搅拌1.5-3.2h，1500-3000r/min离心，取上清液，即得β-壳聚糖粗提取物；
3）β-壳聚糖精制：取步骤2）所得的β-壳聚糖粗提取物，加入乙醇至乙醇质量百分含量为65-85%，离心取沉淀，用去离子水复溶和乙醇沉淀反复操作3-5次，得清洗后的β-壳聚糖；清洗后的β-壳聚糖进行超滤，截留30万Da分子量的壳聚糖，截留液浓缩后，放入15万Da的透析袋中去除杂质，透析袋中溶液，即为精制β-壳聚糖溶液；
4）喷雾干燥：将步骤3）所得精制β-壳聚糖溶液喷雾干燥，得到β-壳聚糖；
5）脱色：将步骤4）所得β-壳聚糖用超临界二氧化碳装置处理，萃取釜中剩余物料加入氧化剂进行脱色，获得β-壳聚糖成品。


2.根据权利要求1所述的一种鱿鱼软骨β-壳聚糖的制备方法，其特征在于，在步骤1）中，所述的淋洗液由磷酸铵、磷酸、丙酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨劲峰，吴文惠，
申请(专利权)人：荣成广润水产食品有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37