[发明专利]一种光催化降解岩藻多糖的方法及其产物在抗菌中的应用

说明书

本发明提供一种光催化降解岩藻多糖的方法，包括以下步骤：S1、配制浓度为0.5～10mg/ml的岩藻多糖溶液；边加入TiO₂、H₂O₂边搅拌；S2、在光条件下进行光催化降解；S3、于4000～10000rpm下离心5～10min，取上清液，进行透析操作得到透析后上清液；S4、蒸发得浓缩液，再真空冷冻干燥至水分质量百分含量至0.1％～1％，得到低分子量岩藻多糖粉末。本方法降解岩藻多糖的效率高，能在1小时内获得平均分子量低于70KDa的低分子量岩藻多糖，3小时内可以获得平均分子质量约为3kDa的低分子量岩藻多糖，其硫酸基含量为28％；而且对大肠杆菌、金色葡萄球菌、李斯特菌还有抑制作用。

技术领域

本发明涉及多糖降解技领域，更具体地说，涉及一种光催化降解岩藻多糖的方法及其产物在抗菌中的应用。

背景技术

岩藻多糖(Fucoidan)又名岩藻聚糖硫酸酯，主要来源于褐藻细胞壁。岩藻聚糖硫酸酯通常具有两种类型的主链，其中I型链由α(1→3)连接的岩藻糖构成，而II型链由α(1→3)和α(1→4)交替连接的岩藻糖构成。此外，它们还可能含有半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖和糖醛酸等。岩藻多糖具有多种生物功能，如抗炎、抗肿瘤、调整肠道菌群、抗氧化、免疫调节、抗凝血、抗病毒等作用。研究表明，岩藻多糖的分子质量大小对其生物活性有重要影响，主要表现为低分子量的岩藻多糖或岩藻寡糖的生物活性更高，而且生物利用率也更高。因此，非常有必要将岩藻多糖降解为低分子量岩藻多糖或岩藻寡糖进行利用。

目前，常见的岩藻多糖得降解方法包括酸水解法、酶法降解、伽马射线辐照、超声波辅助降解、微波辅助降解等方式。但是，酸水解法的反应条件不够温和，对岩藻多糖硫酸基团破坏较大，影响产物活性；酶法降解效率低，生产成本高；伽马射线辐照、超声波辅助降解、微波辅助降解等方法均对仪器设备有较高要求，大幅提高了多糖降解的成本。

现有常用的降解岩藻多糖的方法有H₂O₂/铜离子氧化降解法、酸水解法等。其中H₂O₂/铜离子氧化降解法降解岩藻多糖在反应4小时的条件下，可得到分子量为19.6kDa的岩藻多糖，其硫酸基含量为28.2％；酸水解法降解岩藻多糖在110℃水解2小时的条件下，可得到分子量为7.4kDa的岩藻多糖，其硫酸基含量为3％。H₂O₂/铜离子氧化降解法虽然对岩藻多糖功能基团(硫酸基团)的破坏小，但是其降解效率较低，操作较为复杂。而酸水解法虽然效率变高，但是对岩藻多糖功能基团(硫酸基团)破坏严重。

光催化降解是指利用辐射、光催化剂在反应体系中产生的活性极强的自由基，再通过自由基与有机之间的加合、取代、电子转移等过程将有机物降解的过程。其原理为光敏半导体材料在一定能量的光辐射照射下,激发产生电子-空穴对,将其周围的O₂、H₂O转化为·OH、O^2-·等自由基,这些自由基以及空穴都具有强氧化性,能将有机物进行氧化分解。这种降解方法清洁，利用太阳能，对环境无污染，且反应温度低，操作简单，对设备要求低，而且不破坏岩藻多糖的硫酸基团。因此本发明旨在利用光催化法对岩藻多糖进行降解，以制备低分子量的岩藻多糖或岩藻寡糖。

发明内容

本发明提供了一种光催化降解岩藻多糖的方法，以解决现有降解方法作用条件不够温和、对多糖结构破坏性较大、多糖降解操作难度大、对仪器设备要求高、成本极大等问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种降解岩藻多糖的方法，包括以下步骤：

S1、将岩藻多糖溶于水中，配制成浓度为0.5～10mg/ml的岩藻多糖溶液；然后边加入质量分数0.5～1％的TiO₂、体积分数0～5％的H₂O₂边搅拌岩藻多糖溶液至均匀分布；

S2、在光条件下进行光催化降解1～10小时，在降解过程中边光照边搅拌，使催化剂均匀分布；