[发明专利]一种不同分子量β-壳聚糖的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋化学工程技术，具体涉及一种不同分子量β-壳聚糖的制备方法。

背景技术

β-壳聚糖多存在于软体动物软骨中，有异于α-壳聚糖的螺旋结构，为空间平行结构，具有很好的生物活性、生物安全性、化学可修饰性等。因此，继α-壳聚糖以后，近年来β-壳聚糖的开发与应用受到了广泛关注，有效应用于医药、食品、工业絮凝等多个方面。然而，天然制备的β-壳聚糖分子量通常较高，多在2000KDa以上，溶解性困难，且粘度较大。这与其原料所具备的高分子量有极大关系，在食品、农业、保健品的应用、开发方面造成阻碍，且不同分子量的β-壳聚糖所表现出的化学、生物活性也有极大不同。因此为了更好研究β-壳聚糖分子量对其吸附性、降解性、亲和性、抑菌性等各项生物活性的影响及相关关系，我们迫切需要一种简单有效的方法制备不同分子量的β-壳聚糖。由于结构的不同，β-壳聚糖与α-壳聚糖在制备和降解方面也存在着一定差异，初期β-壳聚糖分子量表现出较快的下降趋势，但在制备小分子量β-壳聚糖时却面临较大困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种不同分子量β-壳聚糖的制备方法。

为实现上述目的本发明采用的技术方案为：

一种不同分子量β-壳聚糖的制备方法,以乙酸溶解β-壳聚糖，在过氧化氢的作用下，采用微波辅助方法降解高分子量、高粘度的β-壳聚糖，得不同分子量的β-壳聚糖。

进一步的说，将分子量为2000-6000KDa的β-壳聚糖溶于乙酸中，获得浓度为1-3％(wt)的β-壳聚糖，而后加入的过氧化氢，在400-800w的微波作用下，反应温度为70-90℃，即可获得不同分子量的β-壳聚糖。

再进一步说，以乙酸溶解2000-6000KDa的β-壳聚糖，在加入浓度0.5-3％过氧化氢，经过氧化氢催化作用下，于70-90℃，500-800r/min的搅拌转速下，采用微波方法降解溶解并催化后的高分子量、高粘度的β-壳聚糖，降解10-40min即可得分子量低至10KDa左右的β-壳聚糖，微波降解时间延长至60-180min，可获得分子量8-3KDa的β-壳聚糖。

更进一步的说，以乙酸溶解2000-6000KDa的β-壳聚糖，在加入浓度达10-20％的过氧化氢，经过氧化氢催化作用下，于70-90℃，500-800r/min的搅拌转速下，采用微波方法降解溶解并催化后的高分子量、高粘度的β-壳聚糖，降解10min时即可获得5KDa左右的β-壳聚糖，降解30min时即可获得分子量可达到2KDa左右的β-壳聚糖,降解时间延长至60min即可获得1KDa左右的β-壳寡糖。

本发明的优点

1.本发明采用微波辅助条件下制备不同分子量β-壳聚糖的方法，同时在较高的过氧化氢浓度和较长的反应时间下，均未对β-壳聚糖的构型造成任何的影响。其采用微波辅助反应条件有利于β-壳聚糖分子量的降解，使得高分子量的β-壳聚糖能够快速简单的制备成不同目标分子量的β-壳聚糖，使其在实际应用中更加方便灵活，为今后研究分子量对β-壳聚糖的吸附、抑菌、免疫等多项活性的影响奠定基础，进一步扩大其在医疗、食品、化学修饰等方面的应用。

2.本发明制备不同分子量β-壳聚糖的方法相比于酶法等其他方法，具有所需试剂较少、操作简单、耗时低，环境污染小等特点。

3.本发明制备不同分子量β-壳聚糖的方法重复性好、条件可控，通过对微波时间、反应温度和过氧化氢浓度的控制，可有效制备不同目标分子量的β-壳聚糖。

4.本发明制备不同分子量β-壳聚糖的方法在微波辅助条件下，控制反应温度和过氧化氢浓度，可在较短的时间内制备得到分子量1KDa左右的β-壳寡糖，由于其高粘度、难溶解的特性，这是其他方法所不可比拟的。

5.本发明全面探讨了不同浓度过氧化氢对微波辅助降解β-壳聚糖的影响，发现在0.5-3％的过氧化氢浓度下，β-壳聚糖分子量可快速有效的降解至10KDa左右，延长时间可显著降低β-壳聚糖的分子量到3KDa左右。将过氧化氢浓度提高到6-20％，则能快速有效的降解分子量至1-5KDa左右。但与α-壳聚糖不同的是，对于α-壳聚糖的降解延长反应时间和增加过氧化氢浓度，对分子量影响相对较小。

附图说明

图1A为本发明实施例提供的β-壳聚糖原料高效液相谱图，β-壳聚糖原料分子量为4717KDa；

图1B为本发明实施例提供的获得分子量为5743Da的低分子量β-壳聚糖高效液相谱图；