几丁质去乙酰化的方法技术

本发明专利技术公开了一种几丁质去乙酰化的方法。此方法包括在高温高压环境下瞬间释压，使几丁质微粒结构中的水分快速蒸发而形成强大的蒸气压，进而造成几丁质乙酰基和氮原子间的键结断裂。本发明专利技术具有可大量处理、反应快速、反应变量少、操作简单、成本低廉且可兼顾环保的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤涉及一种以瞬间释压使。
技术介绍
几丁质(chitin)及几丁聚醣(chitosan)是一种多功能、对环境友善、具有生物兼容性的现代材料，可应用的范围十分广泛，如农业、食品/营养、生物医药、材料科学、化妆品、废水处理、制纸、纺织等领域，故全世界无论是发达或发展中的国家均对此等物质积极进行研究。请参阅图1，其为几丁质的化学结构式示意图。几丁质是以N-乙酰葡萄胺糖为单体，且以β_1，4键结而成的高分子聚合物，存在于节肢动物的外骨骼、鱿鱼软骨及真菌的细胞壁中。虽然几丁质在自然界中含量丰富，且具有物理、化学性质稳定等优点，但其乙酰基易形成分子内/分子间氢键而形成紧密的结晶区域结构，使得几丁质在一般溶剂中的溶解度都很低，不利于产业利用。因此，如何有效打断几丁质上乙酰基和氮原子间的键结为产业上一个重要的课题。几丁质经去乙酰作用而制得的衍生物称为几丁聚醣，去乙酰化单体(葡萄胺糖)与非去乙酰化单体(N-乙酰葡萄胺糖)的比值越高，则该几丁聚醣分子越容易溶解于弱酸，而能显著提升其在产业上的应用性。目前有微生物法、酵素法及热碱法等。微生物法和酵素法分别利用微生物和几丁质去乙酰酵素(Chitin deacetylase)对几丁质进行去乙酰化反应。这两种生物方法不会有几丁质分子链键结被打断之虞，也不会有严重的化学废液污染问题，但作用时间长，且产率及反应条件受限于微生物或酵素的耐受性，量产难度较高，因而甚少作为大量生产几丁聚醣的方法。 热碱法为目前制备几丁聚醣的主要商业方法，其是利用高温强碱对几丁质进行去乙酰化反应。其中，高浓度碱液(一般为30 60% NaOH)在溶剂中解离出大量带负电荷的氢氧根离子(0H_)，该离子取代几丁质乙酰基上的氧原子而成为质子接收者，进而破坏几丁质分子内/分子间氢键及结晶区域结构，使乙酰基及胺基间的键结更容易与大量的氢氧根离子接触，而在高温下(一般为100 130°C )进行电子攻击及断裂的反应。此外，有文献指出适当的压力(约I 20PSIG)可促使更多的氢氧根离子及水分子进入几丁质结晶区域中，益于破坏氢键及促进乙酰胺基内的电子攻击反应，因而能进一步提升几丁质去乙酰化的程度。相较于微生物法及酵素法，热碱法虽然具有反应快速、反应变量少、去乙酰化程度高等优点，然而，此法会产生大量的废液，包括高浓度废碱液和水洗产物至中性的水洗废液，另外，热碱法除了使用大量氢氧化钠、纯水及处理废液造成的巨大成本外，还易于产生污染环境的不利后果。因此，有必要发展一种几丁质去乙酰化的新方法，具有反应快速、反应变量少，且不会产生大量废液而污染环境从而造成环保问题，并能兼顾操作简单、设备费低、降低成本的目的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种可以在中性环境下使几丁质快速去乙酰化的方法。本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种兼具环保及成本低廉等优点的。本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种反应变量少且操作简单的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种，该方法至少包括下列步骤:(a)调整几丁质的水分至一预定含水量；(b)置入该几丁质至一密闭容器中；(C)加热该密闭容器至一预定温度，而使该密闭容器中的压力至一第一压力值；以及(d)释放该密闭容器中的压力，而使该密闭容器中的压力降至一第二压力值；其中，于该密闭容器中的压力自该第一压力值降至该第二压力值的过程中，将使该几丁质中的水分快速蒸发而打断该几丁质乙酰基和氮原子间的共价键。较佳地，该步骤(a)至少包括下列步骤:(al)浸泡几丁质于一溶液中；(a2)滤除该溶液，而保留该几丁质；以及(a3)调降该几丁质的水分至该预定含水量。较佳地，该步骤(a3)中，是在50°C条件下烘干而调降该几丁质的水分至该预定含水量。较佳地，该密闭容器为一压力容器，且该第一压力值大于表压lkg/cm2。较佳地，该压力容器为膨发枪，且该第一压力值介于表压I 20kg/cm2。较佳地，该预定温度至少为100°C。较佳地，该几丁质的该预定含水量介于10 90%。较佳地,该步骤(al)中，该溶液为水溶液。较佳地，该水溶液的pH值至少为6。较佳地,该水 溶液的pH值介于6 8。较佳地，该几丁质为α几丁质、β几丁质以及Y几丁质中的至少任一者。本专利技术还提供一种，该方法至少包括下列步骤:(a)置入几丁质至一密闭容器中；(b)调控该密闭容器中的压力至一第一压力值；以及(c)释放该密闭容器中的压力，而使该密闭容器中的压力降至一第二压力值；其中，于该密闭容器中的压力自该第一压力值降至该第二压力值的过程中，将使该几丁质中的水分快速蒸发而打断该几丁质乙酰基和氮原子间的共价键。较佳地,该密闭容器为一压力容器,且该第一压力值大于表压lkg/cm2。较佳地，该压力容器为膨发枪，且该第一压力值介于表压I 20kg/cm2。较佳地，于该步骤(b)中，是以加热至一预定温度的方式而调控该密闭容器的压力至该第一压力值。较佳地，该预定温度至少为100°C。较佳地，该步骤(a)之前更包括步骤:(al)浸泡该几丁质于一溶液中。较佳地，该步骤(al)与该步骤(a)之间，更包括步骤:(a2)滤除该溶液，而保留该几丁质。较佳地，该步骤(a2)与该步骤(a)之间，更包括步骤:(a3)调降该几丁质的水分至一预定含水量。较佳地，于该步骤(a3)中，该几丁质的该预定含水量介于10 90%。较佳地，于该步骤(al)中，该溶液的pH值至少为6。较佳地,于该步骤(al)中，该溶液的pH值介于6 8。较佳地，该几丁质为α几丁质、β几丁质以及Y几丁质中的至少任一者。本专利技术利用在高压下瞬间释压所产生的强大蒸气压，可达到去乙酰化的效果，且作用时不必使用大量的碱液，从而大量节省处理废碱液及水洗废液的成本，并避免废液对环境造成的污染，故本发 明具有可大量处理、反应快速、反应变量少、操作简单、成本低廉且可兼顾环保的优点。附图说明图1是几丁质的化学结构式示意图。图2是本专利技术第一较佳实施例的方块流程示例图。图3是本专利技术第二较佳实施例的方块流程示例图。图4是本专利技术第一较佳实施方法与第二较佳实施方法中所示的密闭容器的一具体实施概念示例图。具体实施例方式鉴于现有技术的缺陷，本专利技术提供一种几丁质去乙酰化的新方法，是利用高压急速恢复至常压时，几丁质微粒结构内的水分全部在一瞬间蒸发，造成微粒结构内产生强大的蒸气压而向四面八方快速膨胀，在这个过程中，微粒结构内较弱的键结(例如氢键、乙酰基和氮原子间的共价键)会被打断，蒸气压则藉由这些断裂的孔隙宣泄。申言之，在实验中可观察到经高压急速恢复至常压的几丁质，其去乙酰化程度显著高于未经急速释压的几丁质(P < 0.05)。以电子显微镜观察后发现，在高压急速恢复至常压后，几丁质发生颗粒变小的情形，且每个小颗粒上都呈现多孔隙的现象，证明在释压的瞬间确实发生急剧的膨胀现象，使得维系微粒结构的作用力被破坏，造成微粒结构被胀破成许多更小的颗粒并密布无数小孔隙的结果。请参阅图2，其为本专利技术一种于第一较佳实施例中的方块流程图。本专利技术一种几丁质去乙酰化的较佳实施方法至少包括:步骤S1:调整几丁质的水分至预定含水量；步骤S2:置入几丁质至密闭容器I中；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种几丁质去乙酰化的方法，其特征在于，该方法至少包括下列步骤：(a)调整几丁质的水分至一预定含水量；(b)置入该几丁质至一密闭容器中；(c)加热该密闭容器至一预定温度，而使该密闭容器中的压力至一第一压力值；以及(d)释放该密闭容器中的压力，而使该密闭容器中的压力降至一第二压力值；其中，于该密闭容器中的压力白该第一压力值降至该第二压力值的过程中，将使该几丁质中的水分快速蒸发而打断该几丁质乙酰基和氮原子间的共价键；并且，该几丁质为α几丁质、β几丁质以及γ几丁质中的至少任一者。

【技术特征摘要】
1.一种几丁质去乙酰化的方法，其特征在于，该方法至少包括下列步骤: (a)调整几丁质的水分至一预定含水量； (b)置入该几丁质至一密闭容器中； (c)加热该密闭容器至一预定温度，而使该密闭容器中的压力至一第一压力值；以及 (d)释放该密闭容器中的压力，而使该密闭容器中的压力降至一第二压力值； 其中，于该密闭容器中的压力白该第一压力值降至该第二压力值的过程中，将使该几丁质中的水分快速蒸发而打断该几丁质乙酰基和氮原子间的共价键；并且，该几丁质为α几丁质、β几丁质以及Y几丁质中的至少任一者。2.如权利要求1所述的几丁质去乙酰化的方法，其特征在于，该密闭容器为一压力容器，且该第一压力值大于表压lkg/cm2 ;抑或,该密闭容器为一膨发枪,且该第一压力值介于表压I 20kg/cm2 ;抑或，该预定温度至少为100°C。3.如权利要求1所述的几丁质去乙酰化的方法，其特征在于，该步骤(a)至少包括下列步骤: (al)浸泡几丁质于一溶液中； (a2)滤除该溶液，而保留该几丁质；以及 (a3)调降该几丁质的水分至该预定含水量。4.如权利要求3所述的几丁质去乙酰化的方法，其特征在于，该步骤(a3)中，是在50°C条件下烘干而调降该几丁质的水分至该预定含水量；抑或，该预定含水量介于10 90%。5.如权利要求3所述的几丁质去乙酰化的方法，其特征在于，该步骤(al)中，该溶液为水溶液；抑或，该溶液为pH值至少为6的水溶液；抑或,该溶液为pH值介于6 8的水溶液。6.一种几丁质去乙酰化的方法，其特征在于，该方法至少包括下列步骤: (a...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡敏郎，陈荣辉，江懿展，陈健恒，
申请(专利权)人：蔡敏郎，
类型：发明
国别省市：