[发明专利]一种水溶性壳寡糖提纯和浓缩的方法

说明书

本发明的一种水溶性壳寡糖提纯和浓缩的方法，具有以下步骤：(1)将壳寡糖降解液通过陶瓷膜进行预处理，去除降解液中的壳寡糖和其它不溶杂质，得到陶瓷膜透过液；(2)采用超滤膜将陶瓷膜透过液进一步提纯，去除大分子多糖和其它杂质，得到超滤透过液；(3)采用纳滤膜对超滤透过液进行浓缩‑加水四级分离浓缩，去除无机盐和单糖，得到壳寡糖纳滤浓缩液；(4)对最终浓缩的壳寡糖浓缩液进行喷雾干燥，得到高纯度的壳寡糖粉末。本发明工艺简单，过程无相变，能耗较低，易于工业化生产。该方法可提高壳寡糖的得率，得到高纯度的平均分子量小于1000的壳二糖‑壳六糖，得到的壳寡糖高纯度、分子量分布窄，适用于制备符合医药级的壳寡糖产品。

技术领域

本发明涉及壳寡糖提纯和浓缩技术领域，具体地说是涉及一种水溶性壳寡糖提纯和浓缩的方法。

技术背景

壳寡糖又叫壳聚寡糖、低聚壳聚糖，是由虾、蟹壳的脱乙酰化产物经特殊的生物酶技术(也有使用化学降解、微波降解技术的报道)降解得到的一种聚合度在2～20之间寡糖产品，分子量≤3200Da，是水溶性较好、功能作用大、生物活性高的低分子量产品。它具有壳聚糖所没有的较高溶解度，全溶于水，容易被生物体吸收利用等诸多独特的功能，其作用为壳聚糖的14倍。

壳寡糖是自然界中唯一带正电荷阳离子碱性氨基低聚糖，是动物性纤维素。壳寡糖是由来源于虾蟹壳的壳聚糖降解成的带有氨基的小分子寡糖，是聚合度2-20的糖链。

把高分子壳聚糖通过微波物理法加工成水溶性低分子的壳寡糖，是继基因工程、蛋白质工程后又一个崭新的生物技术，被称为是第三代生物技术，可广泛地应用于农业、食品、化工、能源、环保、医药等领域。下面是壳寡糖的结构式：

降解壳聚糖的主要方法有酸解法和酶解法等。酸解法是利用壳聚糖分子中存在众多的游离氨基能够与溶液中氢离子结合的特点，引起壳聚糖分子间与分子内部的氢键断裂，使分子结构舒展，而长链部分易发生糖昔键断裂，形成许多聚合度不等的分子片段。而酶(降)解法与其它降解方法相比，具有反应条件温和，降解过程及降解产物相对分子量分布容易控制，制备的低聚壳聚糖生物活性高，产物不用除盐，过程容易控制，且不对环境造成污染等优势，是理想的降解方法。

工业上一般壳聚糖在利用生物酶法降解后，直接进行喷雾干燥，得到的壳寡糖产品分子量分布普遍较宽，其中含有一些未充分降解的壳聚糖大分子、壳聚糖降解酶类、无机盐、酸根离子及单糖、二糖等生物活性较低的糖，还有原料壳聚糖中带有的一些杂质组分等，这些成分会影响壳寡糖的纯度，进而影响壳寡糖的使用价值。为了得到壳三糖-壳六糖含量较高的壳寡糖产品，必须选择合适的分离纯化手段对酶解液进行纯化。

由于壳寡糖分子中含有较多的氨基和羟基，其分子间或分子内作用较强，分离纯化相对较困难。目前，壳寡糖的分离纯化方法主要有：膜分离法、凝胶渗透色谱法、薄层色谱法和离子交换色谱法等。

膜分离技术是20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。由于该技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。

CN103073600A公开了一种制备水溶性壳寡糖的方法，对高分子壳聚糖进行连续微波处理，降解处理后通过纳滤膜进行分离，再通过离心机进行浓缩处理、低温真空干燥、粉碎得到壳寡糖成品。该方法需经过繁琐的抽真空干燥，后处理工艺比较复杂，且离心机离心、真空干燥等能耗高，生产成本过高，得到的壳寡糖纯度也较低。

CN102120780A公开了一种半湿法微波处理制备壳寡糖的方法，以壳聚糖胶粉为原料，经水合、微波处理、水溶中和、膜分离和干燥等步骤制备壳寡糖。该方法的水合过程复杂，需要使用酸和碱作为原料进行反应，生产成本也比较高，得到的壳寡糖纯度也较低。