[发明专利]寡聚氨基糖酸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种寡聚氨基糖酸及其制备方法。

背景技术

甲壳素广泛存在与自然界的甲壳类动物，昆虫和真菌细胞壁中，其低聚物-氨基寡糖素广泛应用于农业生产中，其主要作用是调节植物生长，诱导植物抗病性，抗逆性，提高作物产量和品质。氨基寡糖素在农业生产中已经得到了广泛应用，尤其对病毒病、枯萎病及黄萎病等化学杀菌剂难以控制的病害表现出了良好的预防效果，同时，在刺激植物营养生长和生殖生长方面，表现出非特异性调节植物生长的作用，充分体现了药肥双效的生物学功能因子的价值，具有广泛的理论研究价值及广阔的市场应用前景。

目前，氨基寡糖素的生产原料为壳聚糖(脱乙酰几丁质)，脱乙酰度大于70％，每吨原料9-11万元。原料成本上高是制约其在农业生产中广泛应用的主要因素之一。氨基寡糖素工业化的生产工艺主要有：酶工程降解工艺、氧化降解工艺、微波降解工艺。由于生产工艺的不同，原料来源不同及原料的脱乙酰度不同，氨基寡糖素的分子量、细微分子结构、产品纯度以及生物学功能表现出极大的差异性，在农业生产中则表现性能的不稳定性，而目前并没有较好的统一方法；在生产效率方面，由于壳聚糖的高粘度特点，微酸条件下的溶解度一般低于6％，所以降解效率较低，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优异的螯合稳定的寡聚氨基糖酸及其制备方法。

本发明所提供的寡聚氨基糖酸，分子结构式为式I所示，

式I

其中，n为2～9。

本发明所提供的寡聚氨基糖酸的制备方法，包括如下步骤：

甲壳素中加入氧化剂溶液，80～120℃反应，冷却至室温，加入还原剂，板框过滤，纳滤，浓缩得到寡聚氨基糖酸。

本发明的寡聚氨基糖酸的制备方法，其中：所述氧化剂选自次氯酸盐、高锰酸钾、高碘酸、过氧化氢和过碳酸钠中的任一种或几种。

本发明的寡聚氨基糖酸的制备方法，其中：所述氧化剂为次氯酸盐、高锰酸钾、高碘酸、过氧化氢和过碳酸钠按照质量比10∶5∶20∶20∶0.5混合制成。

本发明的寡聚氨基糖酸的制备方法，其中：所述氧化剂为高猛酸钾、高碘酸和过碳酸钠按照质量比15∶20∶5混合制成。

本发明的寡聚氨基糖酸的制备方法，其中：所述氧化剂为高碘酸和过氧化氢按照质量比20∶30混合制成。

本发明的寡聚氨基糖酸的制备方法，其中：所述氧化剂为高猛酸钾、高碘酸和过氧化氢按照质量比15∶20∶10混合制成。

本发明的寡聚氨基糖酸的制备方法，其中：所述氧化剂为高碘酸。

本发明的寡聚氨基糖酸的制备方法，其中：所述氧化剂溶液的质量浓度为23％～46％。

本发明的寡聚氨基糖酸的制备方法，其中：所述甲壳素为80～200目的粉末；所述还原剂为亚硫酸氢钠或维生素C。

本发明的寡聚氨基糖酸第二位是被乙酰化的氨基，第六位形成羧基，与氨基寡糖素结构基本相似，但属于带负电荷的寡聚物分子，比氨基寡糖素具有更优异的螯合稳定，具有明显的生物功能优势。

本发明的寡聚氨基糖酸的制备方法，生产原料为甲壳素，生产成本降低60％以上；甲壳素羧化裂解一步生产寡聚氨基糖酸，生产效率可提高70％以上。

具体实施方式

实施例1

(一)制备寡聚氨基糖酸

来自于小龙虾壳的甲壳素粉碎至80目，取5kg，加入200L反应釜中，向反应釜中加入氧化剂100kg，加热至120℃，反应5小时，冷却至室温，加入还原剂亚硫酸氢钠除去剩余的氧化物，板框过滤除去不溶物，纳滤除去盐类和小分子有机物，浓缩得到寡聚氨基糖酸，冷冻或喷雾干燥，获得黄色或淡黄色粉末。氧化剂为次氯酸钠、高锰酸钾、高碘酸、过氧化氢、过碳酸钠和H₂O按照质量比为10∶5∶20∶20∶0.5∶80混合制成。

核磁和红外分析黄色或淡黄色粉末的结构为：

其中，n为2～9，分子量为448～1927。

黄色或淡黄色粉末即为寡聚氨基糖酸。

寡聚氨基糖酸粉末易溶于水，微溶于乙醇；pH值≤2.0(3％水溶液)。

以甲壳素计，寡聚氨基糖酸收率为70％。

(二)制备寡聚氨基糖酸