一种Β壳聚糖的制备方法.pdf

本发明属于海洋化学工程技术，具体涉及一种β-壳聚糖的制备方法。将软体动物软骨表面的组织黏附物清理干净，经过稀酸溶液脱盐、稀碱溶液脱蛋白和浓碱脱乙酰处理，即可获得高分子量、高脱乙酰度的β-壳聚糖。经红外光谱和X-射线衍射证实其结构为β-壳聚糖，且灰分含量在1％左右，水分含量在4％左右。本发明操作简单，条件可控，适合于大规模的工业生产，为β-壳聚糖今后的开发和应用奠定了基础。

权利要求书
1.  一种β-壳聚糖的制备方法，其特征在于：将软体动物软骨表面的 组织黏附物清理干净，经过稀酸溶液脱盐、稀碱溶液脱蛋白和浓碱脱乙酰 处理，即可获得高分子量、高脱乙酰度的β-壳聚糖。

2.  按权利要求1所述的β-壳聚糖的制备方法，其特征在于：将鱿鱼 软骨表面组织的残留物清洗干净后，浸泡在过量的3-6(wt)％的稀酸中进 行6-12h的脱盐处理，脱盐处理后软骨在过量的1-3(wt)％的稀碱溶液中 于85-100℃的水浴条件下反应2-3h进行脱蛋白得β-甲壳素，将获得的β -甲壳素粉碎后与40-50(wt)％的氢氧化钠溶液按照质量体积比1:8-1:15 的比例混合，在95-100℃反应5-8h进行脱乙酰化反应，即可获得分子量 达3000KDa以上、脱乙酰度90％以上的β-壳聚糖。

说明书一种β-壳聚糖的制备方法
技术领域
本发明属于海洋化学工程技术，具体涉及一种β-壳聚糖的制备方 法。
背景技术
甲壳素广泛存在于甲壳类动物外壳、软体动物的软骨及昆虫表皮中， 甲壳素的来源不同，构型亦有所差异，从而导致其性质也具有很大的差 别。目前研究最为丰富的一类为α-甲壳素，为反平行结构，由于其良好 的组织相容性、生物低毒性和结构可修饰性等特点，作为基础材料广泛应 用于食品、医药、化工等多个领域，但存在化学、生物活性相对较低，医 药效果及工业应用等有待加强的特点。β-甲壳素则是由平行的糖链组 成，常与胶原蛋白相结合，表现出一定的硬度、柔韧性和流动性，因此它 具有参与生物体中电解质的控制和聚阴离子物质的运送等独特的生理功 能。软体动物如鱿鱼软骨中主要分布有β-甲壳素，在材料性能、吸附性 能等方面表现突出，可广泛应用于化工、医药材料等相关领域。但在制备 过程中，却面临构型易变化、制备条件不完善、耗时过长、产品参数不明 确等缺点，因此急需一种有效、简便且确定可行的方法用以指导β-甲壳 素及β-壳聚糖的制备。
发明内容
本发明的目的是提供一种β-壳聚糖的制备方法。
为实现上述目的，本实验采用的技术方案为：
一种β-壳聚糖的制备方法，将软体动物软骨表面的组织黏附物清理 干净，经过稀酸溶液脱盐、稀碱溶液脱蛋白和浓碱脱乙酰处理，即可获得 高分子量、高脱乙酰度的β-壳聚糖。
将鱿鱼软骨表面组织的残留物清洗干净后，清洗后浸泡在过量的3-6 (wt)％的稀酸中进行6-12h的脱盐处理，脱盐处理后软骨在过量的1-3 (wt)％的稀碱溶液中于85-100℃的水浴条件下反应2-3h进行脱蛋白得β -甲壳素，将获得的β-甲壳素粉碎(粉碎成末，无杂质，即60目左右) 后与40-50(wt)％的氢氧化钠溶液按照质量体积比1:8-1:15的比例混 合，在95-100℃反应5-8h进行脱乙酰化反应，即可获得分子量达 3000KDa以上、脱乙酰度90％以上的β-壳聚糖。
所述鱿鱼为日本枪乌贼(Loligo Japonica)。
本发明采用稀酸进行长时间脱钙能有效避免蛋白质等的干扰，降低制 备成本和制备难度。同时，制备过程中β-甲壳素的产率达40％左右，β- 壳聚糖的产率达30％左右，所得β-壳聚糖的分子量达3000-6000KDa以 上，脱乙酰度为90％以上，其灰分含量为1％左右，水分含量为4％左右，重 金属含量在安全范围内。同时将获得的β-壳聚糖，经红外光谱和X-射线 衍射检测发现产品结构符合β-壳聚糖结构特征，表明在制备过程中没有 发生结构的转变。
本发明的优点：
1.本发明由鱿鱼等软体动物的软骨制备获得高分子量、高脱乙酰度 的β-壳聚糖，本发明方法简单、为制备β-壳聚糖有效的化学方法，避免 了酶等高成本试剂的使用，且产率较高、操作简单、耗时相对较短、重复 性好，适合于工业规模化生产。
2.本发明制备获得产物中仅为β-壳聚糖，未发生α-构型转换，相关 理化参数合理，可进行各项结构修饰，扩大其生物活性及应用范围。
3.本发明制备的β-壳聚糖水分为4％左右，灰分1％左右，产率达30％ 左右，相比传统方法有了显著提高，同时As、Cd、Pb、Hg等重金属含量 均在安全范围内，合理可靠。
4.本发明制备的β-壳聚糖具有高分子量和高脱乙酰度的特点，具有 独特的生物、化学性质，适合于医药、食品、工业等方面的开发应用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的制备获得分子量为3896KDa，脱乙酰度为 90.97％的β-壳聚糖得高效液相谱图。
图2为本发明实施例提供的制备获得分子量为3896KDa的β-壳聚糖 的红外表征谱图。在1645cm-1附近，β-壳聚糖只有一个氨基峰，而另一氨 基峰则位于1598cm-1附近，符合β-壳聚糖结构特征。
图3为本发明实施例提供的制备获得分子量为3896KDa的β-壳聚糖 X-射线衍射图谱，2θ＝20.19°时峰形明显，2θ为10°左右的峰强度由于较 高脱乙酰度的而降低，符合高脱乙酰度β-壳聚糖结构特点。
具体实施例
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明，且本发明的保护范围不 仅局限于以下实施例。
实施例1
将日本枪乌贼(Loligo Japonica)骨表面的组织残留物清洗干净后 烘干，称取20g本枪乌贼骨置于过量4(wt)％的盐酸中浸泡7h，洗净至 中性后置于过量1％(wt)的氢氧化钠中90℃，水浴反应2h，洗净至中性 烘干，即得β-甲壳素，称重6.80g，产率为34％。称取5gβ-甲壳素，将 其粉碎(粉碎成末，无杂质，即60目左右)后与40(wt)％的氢氧化钠溶 液按照质量体积比1:8的比例混合，在95℃下反应6小时,获得4.31gβ- 壳聚糖，产率为86.20％，紫外光谱法测定脱乙酰度为90.97％、高效液相 法测定分子量为3896KDa(参见图1-3)。参照GB6435-86测水分，105℃ 烘箱烘干4h，水分为3.80％。参照GB6438-86测灰分，马弗炉中550℃， 煅烧3h后，灰分为0.58％。原子荧光光谱仪法测重金属含量见表1。
表1：β-壳聚糖中重金属含量

实施例2
大批量制备β-壳聚糖，将日本枪乌贼(Loligo Japonica)骨表面的组 织残留物清洗干净后烘干，称取500g本枪乌贼骨置于过量的4％的盐酸中 浸泡7h，洗净至中性后置于过量的1％的氢氧化钠中，90℃水浴反应3h， 洗净至中性烘干，即得β-甲壳素，称重170g，产率为34％。称取170gβ- 甲壳素，将其粉碎(粉碎成末，无杂质，即60目左右)后与40(wt)％的 氢氧化钠溶液按照质量体积比1:8的比例混合95℃反应6小时,获得133g β-壳聚糖，产率为78.24％，紫外光谱法测定脱乙酰度为91.04％、高效液 相法测定分子量为4717KDa。参照GB6435-86测水分，105℃烘箱烘干 4h，水分为4.14％。参照GB6438-86测灰分，马弗炉中550℃，煅烧3h 后，灰分为0.89％。采用元素分析仪测定β-壳聚糖的C、N、H含量分别为 43.69％、8.03％、7.37％。