殼聚糖的快速溶解方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于殼聚糖處理技術領域，具體涉及一種殼聚糖的快速溶解方法。
【背景技術】
[0002]
殼聚糖(chitosan，CTS)是甲殼素(chitin)經脫乙酰化處理后的產物，即脫乙酰基甲殼素，學名聚氨基葡萄糖，又名可溶性甲殼質，化學名稱為(1，4)聚-2-氨基-2-脫氧-β -D-葡聚糖，別名甲殼胺，是由N-乙酰-D-氨基葡萄糖單體通過β -1，4-糖苷鍵連接起來的直鏈狀高分子化合物。
[0003]透明的片狀或粉狀固體，無味、無臭、無毒性，純殼聚糖略帶珍珠光澤。殼聚糖分子中帶有游離氨基，為陽離子聚合物，可溶解于、礦酸、有機酸及弱酸稀溶液。因制備工藝條件和需求的不同，脫乙酰度為60%?100%不等。脫乙酰度和平均分子量是殼聚糖的兩項主要性能指標。另外一項重要的質量指標是黏度，不同黏度的產品有不同的用途。目前國內外根據(jù)產品黏度不同分為3大類I)高黏度殼聚糖，1%殼聚糖溶于1%醋酸水溶液中，黏度大于100mPa.s; (2)中黏度殼聚糖，1%殼聚糖溶于1%醋酸水溶液中，黏度為100?500mPa.s; (3)低黏度殼聚糖，2%殼聚糖溶于2%醋酸水溶液中，黏度為25?50mPa.S。
[0004]自1859年，法國人Rouget首先得到殼聚糖后，這種天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優(yōu)良性能被各行各業(yè)廣泛關注，在醫(yī)藥、食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取及回收、生化和生物醫(yī)學工程等諸多領域的應用研究取得了重大進展。目前，殼聚糖主要在以下領域應用在食品工業(yè)中的應用(I)絮凝劑利用殼聚糖的絮凝作用，它可作為許多液體產品或半成品的除雜劑。例如，殼聚糖的絮凝作用用于糖汁澄清取得了極好的效果，用單寧酸與殼聚糖并用處理糖蜜，能有效地澄清糖蜜，即使糖蜜的固形物含量高達50%?60%，膠體雜質也能迅速凝集沉降。在酒類、果汁除濁方面也取得了良好的效果。(2 )食品添加劑研究表明，甲殼素和殼聚糖是無毒的。FDA已批準將其作為食品添加劑。利用殼聚糖與酸性多糖反應，可生成殼聚糖的酸性多糖絡鹽，它可作為組織填充劑使用，從而可以制成有保健功能的仿生肉。Furda認為，殼聚糖和殼聚糖的脂肪酸絡鹽可作為脂肪清除劑添加到食品中，成為緊俏的減肥食品。研究表明，殼聚糖加入牛奶后有利于腸道雙岐桿菌的發(fā)育，能間接促進乳糖酶的生長，有利于人體對乳糖的吸收；食品中加入殼聚糖還可以預防便秘。2在醫(yī)藥衛(wèi)生方面的應用隨著生物化學和醫(yī)學的發(fā)展，殼聚糖作為新興的生物醫(yī)學材料在醫(yī)藥、醫(yī)療方面得到了廣泛的應用。Nishimura等的研究表明，甲殼素衍生物可增強動物免疫系統(tǒng)；人們還發(fā)現(xiàn)，殼聚糖或甲殼素的硫酸酯具有抗凝活性；屠美等將肝素鍵合到殼聚糖上，制成抗凝血活性的復合膜，凝血活性效果很好；殼聚糖溶于醋酸/尿素混合物的水溶液中過濾，再加入5%氫氧化鈉和乙醇(90: 10)的凝集溶液中，拉伸、干燥可制得殼聚糖纖維，它可作為外科手術的縫合線，且愈后無須拆線；近年，殼聚糖作為膜緩釋材料用在人體內可進行生物降解，因此認為是理想的緩釋材料。周長忍歸納過6種制備殼聚糖緩釋藥物的方法，如茶堿控釋片就是茶堿與聚磷酸鈉分散于殼聚糖的溶液中制成的。3在農業(yè)中的應用殼聚糖可用作糧食、蔬菜種子的處理劑，激發(fā)種子提前發(fā)芽，提高發(fā)芽率和抗病力，這是殼聚糖應用的新領域。例如通過殼聚糖溶液對玉米種子進行拌種處理，可以減輕甚至消除玉米的黑穗病，蔣挺大等[I]通過實驗證實了這一點；利用殼聚糖的抗菌能力和改善土壤的作用，可將殼聚糖與可溶性蛋白合成液體土壤改良劑，這種改良劑有適當?shù)姆€(wěn)定性和可降解性，降解后是優(yōu)質的肥料；采用殼聚糖與纖維素混合，在一定的溫度下流延干燥，即可形成薄膜，這種薄膜可生物降解，從而可有效地抑制農田“白色污染”的現(xiàn)象。甲殼素和殼聚糖還可以作為雞想赳、魚餌添加劑使用。乳制品工業(yè)中產生的大量乳清如果直接作為雞飼料，雞食用后吸收不好，殼聚糖可以作為前體而使雙岐因子發(fā)生作用，從而促進雞對乳清的吸收。(4)在輕紡業(yè)中的應用殼聚糖在紡織印染、造紙工業(yè)及檔次較高的化妝品中均有不同程度的應用。在印染業(yè)中，殼聚糖可作為織物的整理劑、上漿劑、印染助劑等使用；在造紙工業(yè)中，紙張中添加殼聚糖后有較高的干濕強度且表面光滑，另外還能賦予紙張以特殊性能，如柔軟性、耐燃、防靜電、防霉等；化妝品中恰當?shù)靥砑託ぞ厶羌捌溲苌?，可顯著地提高產品質量和附加值。
[0005]但是在使用過程中發(fā)現(xiàn)，殼聚糖的溶解是一個大的問題，無論是將溶劑加入殼聚糖中，還是將殼聚糖加入溶劑中，殼聚糖都會凝聚成團狀，很難快速溶解，要完全溶解，一是需要很長的時間，二是操作麻煩，這給給殼聚糖的使用造成很大的困難，本發(fā)明即解決這一技術問題。
[0006]目前在國內外溶解殼聚糖的溶劑基本上是各種稀酸，而殼聚糖在酸性溶劑中極不穩(wěn)定，會造成殼聚糖長鏈的部分水解及糖苷鍵斷裂，使殼聚糖分子量降低及多分散，從而致使殼聚糖制品性能下降。近年也出現(xiàn)了一些新的溶劑溶解殼聚糖，比如CN 102168323A公開報道了用離子液體作為溶劑溶解殼聚糖，有咪唑類離子液體、吡啶類離子液體、嗎啉類離子液體等，拓寬了殼聚糖溶劑的選擇范圍，而且制得的殼聚糖制品性能穩(wěn)定，但是溶解時間較長，而且離子液體價格較昂貴，不利于工業(yè)化生產。另外專利200810059135.X公開報道了一種堿性溶劑(NaOH 0.2?2%，KOH 0.1 %?5%混合水溶液)用于溶解殼聚糖(脫乙酰度在40 %?70 % )，但是運用此方法溶解殼聚糖時，先將殼聚糖分散在堿溶液中，讓它充分溶脹，然后經反復冷凍解凍數(shù)次，所以此方法耗費時間較長，不能快速溶解殼聚糖。
[0007]CN102634040 B披露了一種堿性條件下溶解殼聚糖的方法，，其特征在于:
將氫氧化鈉、尿素和水混合并攪拌均勻，于-20°C冷凍4-6小時，然后升溫至0°C并加入
纖維素，攪拌均勻后得到透明溶液，將殼聚糖加入所述透明溶液中，攪拌溶解；
其中氫氧化鈉、尿素、纖維素和水按照質量百分比構成為:
氫氧化鈉5-10%，尿素8-13%，纖維素0.5-6%，余量為水。
[0008]上述文件中的這些方法的主要問題:一、溶解方法復雜，時間長，工藝條件要求高；二、所用溶劑對最終產品的質量產生影響，特別是對于在食品工業(yè)上的應用來說，這些方法顯然實用性不強。

【發(fā)明內容】

[0009]為了解決上述的技術問題，本發(fā)明提供了一種殼聚糖的快速溶解方法，該方法先采用有機溶劑對殼聚糖分散處理，然后再加入酸溶液溶解，在該溶解過程中，克服了殼聚糖易結塊的缺陷。
[0010]本發(fā)明的殼聚糖快速溶解方法的具體步驟如下:
(1)先將殼聚糖盛放于容器中；
(2)用有機溶劑將殼聚糖完全濕潤；
(3)然后將酸溶液加入到步驟(2)中經過濕潤的殼聚糖中，邊加酸邊攪拌，直至殼聚糖完全溶解。
[0011]步驟(3)中酸溶液優(yōu)選的質量濃度為0.5-3%，即將質量濃度為0.5-3%的酸溶液加入到步驟(2)中經過濕潤的殼聚糖中，邊加酸邊攪拌，直至殼聚糖完全溶解。
[0012]上述的容器為完全干燥、無水的容器。
[0013]有機溶劑可以是乙醇、乙醚、丙酮中的至少一種。
[0014]優(yōu)選的，上述的有機溶劑為乙醇。
[0015]乙醇的濃度大于或等于75%。
[0016]有機溶劑的體積與殼聚糖的重量比為0.5-1:1。
[0017]酸溶液為有機酸。
[0018]酸溶液為:鹽酸、硫酸、醋酸、乳酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、抗壞血酸、苯甲酸、酒石酸中的至少一種。
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