[发明专利]一种海洋壳多糖的电子束辐照改性方法

说明书

本发明提供了一种针对海洋壳多糖的电子束辐照改性方法，步骤包括：以高浓度臭氧水溶液为辐射敏化剂，将高脱乙酰度的壳多糖进行浸润，装入聚乙烯袋中，充入氮气或二氧化碳气体，并封口；在25‑35℃条件下，电子束辐照进行改性，辐照剂量为10～200kGy，将辐照改性后壳多糖，减压干燥，即得电子束辐照改性的海洋壳多糖。本发明通过降解壳多糖分子聚合度，将壳多糖水中溶解度由小于1g/100g，提升至约10g/100g，提高壳多糖的生物利用度。

技术领域

本发明提供一种海洋壳多糖的电子束辐照改性方法，具体涉及以电子加速器产生的高能电子束，照射高浓度臭氧水溶液浸润的高脱乙酰度海洋壳多糖，将壳多糖进行以提高水中溶解度，该方法可在较低的辐射剂量下制备高水溶性的高脱乙酰度海洋壳多糖，以提高其生物利用度。

背景技术

海洋壳多糖是由自然界蕴含量十分丰富的有机再生资源甲壳素，在碱性条件下脱乙酰基的产物，它是一种天然高分子聚合物，并且是目前自然界存在并发现的唯一碱性多糖。

壳多糖的脱乙酰度是壳多糖分子中脱除乙酰基的糖残基数占壳多糖分子中的糖残基数的百分数，是壳多糖的重要理化指标，根据对不同脱乙酰度的溶解度研究，而且只有50%左右脱乙酰度的壳多糖才溶于水，大于60%或小于40%的壳多糖只能溶胀, 甚至不溶于水，而根据GB29941-2013要求，食用壳多糖要求脱乙酰度＞85%，其水溶性差，仅在酸性条件下进行溶胀，导致其生物利用度不高，血药浓度低，制约了壳多糖的进一步应用。

研究结果表明海洋壳多糖在很多方面显示出良好的应用前景，但食用壳多糖因脱乙酰度较高，导致其溶解性较低，应用受限。

高脱乙酰度的海洋壳多糖其分子中大量氨基和羟基的存在，易形成分子间和分子内氢键，且壳多糖具有一定的结晶度，导致它的水溶性差，不溶于水和一般有机溶剂，仅溶于部分稀酸。目前提高食用壳多糖水溶性主要有2种方法：①壳多糖酰化改性法，利用甲壳质、壳多糖分子结构中的羟基和胺基的反应活性，在其分子主链上引入亲水基团，得到水溶性的衍生物；②壳多糖降解法，将壳多糖经化学方法降解到低分子质量的水溶性产物，可分为酸降解法、氧化降解法和酶降解法3类。上述两种方法均为采用化工处理，得率较低、损耗大、过程难控制，同时需消耗大量有机试剂，造成环境污染，某些处理方法还会产生有毒有害物质。

本发明提供一种海洋壳多糖的电子束辐照改性方法，以臭氧水溶液为辐射敏化剂，壳多糖中糖苷键的成键电子被电子束激发, 与O3经辐射分解出的•OH相结合引起壳多糖的自由基降解，同时，•OH的强氧化作用又引发壳多糖氧化降解，两种作用的综合结果，使壳多糖的降解速度大大加快。另一方面，壳多糖经电子束辐照后，结晶度发生变化，使得部分晶态结构转化为自由能更高的亚稳态非晶态结构，提高壳多糖的水中溶解度。因此，本发明提供的海洋壳多糖的电子束辐照改性方法，具有简单、高效、安全的特点,十分具有经济、社会价值。

发明内容

本发明主要提供一种海洋壳多糖的电子束辐照改性方法，具有简单、高效、安全的特点，适合企业的大生产过程。本发明方法包含如下步骤：

a.用臭氧发生器制备高浓度臭氧气体，经气液高效涡旋混合泵与水循环混合溶解臭氧，制备得辐射敏化剂，其臭氧浓度为50mg/L～200mg/L。

b.取脱乙酰度大于80%的海洋壳多糖，用高浓度的臭氧水溶液使其浸润，海洋壳多糖与臭氧水溶液的比例为1:0.5～2。

c.将浸润臭氧水溶液后的壳多糖装入聚乙烯袋中，控制厚度为2～8厘米，充入氮气或二氧化碳气体，并封口。

d. 在25-35℃条件下，使用电子加速器产生的高能电子束进行辐照改性，剂量率为2～10kGy/s，累计辐照剂量为10～200 kGy。

e. 将辐照改性后壳多糖，采用10^5～10^2pa真空度条件下进行减压干燥生产工艺，生产得改性的海洋壳多糖。

与现有技术相比，本发明有如下优势：