[发明专利]壳聚糖的水解方法

说明书

技术领域

本发明属于壳聚糖水解技术领域，特别涉及用纤维素酶水解壳聚糖的方法。

背景技术

壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，具有很多优异的性能，在医药、食品、环保、农业、化妆品等领域应用广泛。小分子量的壳聚糖有很好的生物活性而且能溶于水，尤其是分子量低于1万的低聚壳聚糖具有独特的应用功能与生理活性，比如：良好的水溶性、抑菌抗菌作用、沉淀重金属、抗肿瘤及免疫促进作用等，使其在生物医药、保健食品、医疗诊断、农业和生物生理等方面具有独特的应用价值。壳聚糖的分子量高达几百万，不溶于水等溶剂，严重影响到壳聚糖的应用，而降解后壳聚糖具有水溶性增强、保湿性好、抗菌能力强等特性，从而能更广泛应用于人类的生产生活中，因此，如何有效降解壳聚糖成为众多学者研究的热点。

目前，降解壳聚糖的方法有物理法、酸降解法、酶解法。酶法制备水溶性壳聚糖容易得到需要的分子量范围，生成各种低分子量产物。由于酶具有较强的专一性，不会破坏壳聚糖原有的结构，酶具有高效性，因此，酶解的反应条件比较温和，所需酶用量少，不会形成其他副产物，对环境污染较少，产品所得率高。纤维素酶、果胶酶、蚓激酶、脂肪酶、木瓜蛋白酶等可以将壳聚糖水解。其次，这些酶混合使用都可降解壳聚糖。降解壳聚糖的专一性酶有壳聚糖酶，主要存在于细菌中。制备水溶性壳聚糖的方法很多，除了上述列举的方法以外还有氧化法等，但是这些方法均有大量的副产物，产物的分子量范围比较大。

发明内容

本发明的目的之一是在于解决水解壳聚糖的现有方法中存在大量的副产物且效率低的问题，进而提供了一种壳聚糖的水解方法，本发明方法用纤维素酶水解壳聚糖产品呈乳白色，并且水溶性好，生产过程中对环境不会造成污染。

为解决上述技术问题，实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种壳聚糖的水解方法，以壳聚糖为原料，用二元混合离子液体作为壳聚糖的溶剂，用纤维素酶作为水解的催化剂，恒温振荡反应条件下进行水解反应。

上述壳聚糖的水解方法，包括如下步骤：

一种壳聚糖的水解方法，以壳聚糖为原料，用二元混合离子液体作为壳聚糖的溶剂，用纤维素酶作为水解的催化剂，恒温振荡反应条件下进行水解反应。

进一步的，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：壳聚糖的溶解：

将壳聚糖溶解在二元混合离子液体中，搅拌下加热至80～130℃保持一段时间直至溶液透明，壳聚糖在二元混合离子液体中的浓度为0.5～17wt％，冷至室温后加入为壳聚糖摩尔量的0.1～10倍的水、重量为壳聚糖重量的0.05～10％的纤维素酶，调节溶液pH，常温搅拌0.5～1h，得到壳聚糖的溶解液；

步骤二：壳聚糖的水解：

将所述壳聚糖的溶解液置于恒温振荡器中，温度控制在45～58℃，反应时间为3～10h，反应结束后，于95～100℃对壳聚糖的溶解液进行灭活反应，过滤除去酶，溶液加入无水乙醇沉淀得到产物。

进一步的，二元混合离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐与1-氢-3-甲基咪唑氯盐按质量比7～11∶1混合，或者1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐与1-氢-3-甲基咪唑氯盐按质量比7～11∶1混合。

进一步的，调节pH的试剂为醋酸或醋酸钠溶液。

进一步的，反应pH值为3.6～5.0。

进一步的，纤维素酶与壳聚糖的比例0.05～10％。

本发明的有益效果为：

本发明具有高效、绿色、产率高的特点，具有产业化的前景；本发明所采用的离子液体溶剂是一种绿色溶剂，不挥发，可以回收；水溶性壳聚糖脱乙酰度平均值为56.15％，沉淀壳聚糖脱乙酰度平均值为86.52％，抗氧化值平均值75.45％，还原糖含量平均值为4.73％，低聚壳聚糖分子量为1.98×10⁴，低聚壳聚糖产率平均值为36.50％，利用纤维素酶水解壳聚糖，产品呈乳白色，并且水溶性好，生产过程中对环境不会造成污染。

附图说明

图1是本发明原料壳聚糖红外图；

图2是本发明水溶性壳聚糖红外图；

图3是本发明酶解后沉淀壳聚糖红外图；

图4是本发明原料壳聚糖的η_sp/C-C图；

图5是本发明上清液壳聚糖的η_sp/C-C图；

图6是本发明沉淀壳聚糖的η_sp/C-C图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明，而不是限制本发明的范围。