一种低聚壳聚糖的生产方法技术

一种低聚壳聚糖的生产方法，属于精细化工技术领域。其特征是涉及到用过氧化氢作为氧化剂氧化壳聚糖生产低聚壳聚糖(壳寡糖)的方法。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，反应温度为50℃～90℃。反应液降温至0℃～10℃，用-30℃～0℃体积分数为95％乙醇析出，w(乙醇)∶w(反应液)＝1～4。滤饼用-30℃～10℃体积分数为99％乙醇洗涤1～5次，然后40℃～60℃烘干2h～8h。本发明专利技术的效果和益处是低聚壳聚糖分子量低，且溶解度高达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
，涉及到一种化学法氧化壳聚糖生产低聚壳聚糖及提取的方法，特别涉及到用过氧化氢作为氧化剂氧化壳聚糖生产低聚壳聚糖的方法。
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，未能工业化。而降解又分酸解法、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。所得产品聚合度较低，甚至被降解为单糖。同时，分离纯化困难，其产物含量不高，得率一般低于20 %，故该类方法的使用受到一定限制。酶法成本过高，很难实现工业化。吴根等用醋酸和过氧化氢协同降解壳聚糖，其结论为水溶性好，可溶成分在90% 以上[吴根，HAC/H202协同氧化制备水溶性壳聚糖的实验研究[J].化学世界2003(3) 143-146.]。而本工艺产品水溶性壳聚糖水溶解性相当好，经分析，水不溶物为0. 01 %。且溶解度高达80g，未见国内外报道如此高溶解度的产品。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产低聚壳聚糖的方法。本专利技术的技术方案如下1)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IOmin ；然后向反应釜中一次性加入四分之一量的过氧化氢，搅拌IOmin ；夹套送汽升温，反应釜内升温至50°C开始计时， 让反应液在50°C 90°C范围内反应池；然后向其中流加四分之一量的过氧化氢，使反应液在50°C 90°C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. Ikg 0. 5kg/min,反应温度在 50°C 90°C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°C，加入还原性物质，以消除残存的过氧化物， 并保持；然后夹套通冷却水，使反应釜内温度降到40°C以下，然后边过滤边将反应液放入储罐中；2)将体积分数为95%乙醇置于另一冷冻槽中降温；取冷冻好的一定量的反应液， 按一定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 IOmin ；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，抽干，滤饼用循环热风烘箱烘干，粉碎过筛得白色低聚壳聚糖。上述生产方法，优选步骤1)中最终壳聚糖的加料质量分数为5% 35%。上述生产方法，优选步骤1)中达到反应终点时，η(过氧化氢)η(壳聚糖)= 1 · 3 “ 5 · 5 ο上述生产方法，优选步骤1)中反应温度为50°C 90°C。上述生产方法，优选步骤1)中所加的还原物质为抗坏血酸。上述生产方法，优选步骤2)中反应液降温至0°C 10°C。上述生产方法，优选步骤2)中将体积分数为95%乙醇置于另一冷冻槽中降温-30°C 0°C。上述生产方法，优选步骤2)中乙醇与反应液的重量之比即m(体积分数95%乙醇)m(反应液)=1 4。上述生产方法，优选步骤2)中洗涤滤饼的乙醇温度为-30°C 10°C。上述生产方法，优选步骤幻中滤饼用体积分数为99%的乙醇洗涤1 5次。上述生产方法，优选步骤2)中烘干温度为40°C 60°C。上述生产方法，优选步骤2)中烘干时间为池 他。本专利技术的最优选的技术方案如下向带有搅拌、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IOmin ；然后向反应釜中一次性加入四分之一量的过氧化氢，搅拌IOmin ；夹套送汽升温，反应釜内升温至50°C开始计时，让反应液在60°C 80°C范围内反应池；然后向其中流加四分之一量的过氧化氢，使反应液在 60°C 80°C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. Ikg 0. ^g/min，，确保反应温度在 60°C 80°C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，η (过氧化氢)η (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°C，加入还原性物质，以消除残存的过氧化物，并保持池；然后夹套通冷却水，使反应釜内温度降到40°C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°C 10°C。将体积分数为95%乙醇置于另一冷冻槽中降温至-30°C 0°C，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 IOmin ；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°C 60°C烘干池 他。粉碎过筛得白色低聚壳聚糖。本产品经辽宁省疾病预防控制中心检测，各项指标均合格。另外做了毒理试验， 其结果本专利技术方法所生产的低聚壳聚糖对两种性别的大、小鼠经口急性毒性(LD5tl)均大于 10. 00g/kg · bw，急性试验蓄积系数k > 5，属弱蓄积，三项遗传毒性试验结果均为阴性。本专利技术方法所生产的低聚壳聚糖通过下述方法测定，溶解度均大于80g。应用本专利技术方法所生产的低聚壳聚糖制备了低聚壳聚糖种衣剂，用于种子处理。结果显示，本专利技术方法所生产的低聚壳聚糖具有极高的生物活性。利用本专利技术方法所生产的低聚壳聚糖制备的种衣剂具有良好的抑菌、杀菌、促进种子发芽作用，与空白对照组相比，提高玉米种子发芽率21% ；另外，该种衣剂可有效防病治虫、保苗壮苗，从而促进种苗健康生长，提高作物产量。使用本专利技术方法所生产的低聚壳聚糖制备的种衣剂处理棉花种子，与常规拌种相比，每 IOOm2产量可增加4. 8kg。本专利技术的效果和益处是采用本法生产的低聚壳聚糖的分子量低，完全水溶，且溶解度高达80g/100g水。氧化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，保证产品中无过氧化物残存。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，目前报道的产品颜色皆为淡黄色或黄色，而专利技术人在低温下醇析，此法属首创。不仅使产品的外观大大改善，可生产出白色产品，而且极高的保持了产品的生物活性， 其工艺和产品质量已达到国际先进水平。具体实施例方式以下结合技术方案详细叙述本专利技术的具体实施方式。实施例一向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20kg 100目壳聚糖，加完继续搅拌lOmin。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lOmin。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°C开始计时，让反应液在60°C 70°C范围内保温池。然后向其中流加20kg过氧化氢，使反应液在60°C 70°C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. Ikg 0. ^g/min，确本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种低聚壳聚糖的生产方法，其特征是包含如下步骤：１）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，确保反应温度在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，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储罐中；２）将体积分数为９５％乙醇置于另一冷冻槽中降温；取冷冻好的反应液，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，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，抽干，滤饼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，其特征是包含如下步骤1)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IOmin ；然后向反应釜中一次性加入四分之一量的过氧化氢，搅拌IOmin ；夹套送汽升温，反应釜内升温至50°C开始计时，让反应液在50°C 90°C范围内反应池；然后向其中流加四分之一量的过氧化氢，使反应液在 50°C 90°C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. Ikg 0. ^g/min，确保反应温度在 50°C 90°C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°C，加入还原性物质，以消除残存的过氧化物， 并保持；然后夹套通冷却水，使反应釜内温度降到40°C以下，然后边过滤边将反应液放入储罐中；2)将体积分数为95%乙醇置于另一冷冻槽中降温；取冷冻好的反应液，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 IOmin ；放置15 60min，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，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，
申请(专利权)人：大连鑫蝶泓祥甲壳素有限公司，
类型：发明
国别省市：91