專利名稱：低殼糖和殼寡糖的工業(yè)化生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低殼糖和殼寡糖的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，具體地涉及殼聚糖在非專一性復(fù)合酶作用下降解并分離純化得到低聚糖或殼寡糖的方法。
目前，低殼糖和殼寡糖的制備方法主要有酸解法、氧化法和酶解法三大類，幾種方法各有利弊。酸解法是研究最早的殼聚糖降解法，早在五十年代，文獻(xiàn)Journal Am Chemistry Society(1957，795046)就進(jìn)行了報(bào)道，最近幾年亦有多種酸解法見(jiàn)諸報(bào)道，如過(guò)醋酸法、濃硫酸法、氫氟酸法等，但這些方法環(huán)境污染較嚴(yán)重，而且不易控制反應(yīng)終點(diǎn)；氧化法以過(guò)氧化氫氧化法為代表，主要有H2O2法，H2O2-HCl法，H2O2-NaOCl2法，ClO2法等(大學(xué)化學(xué)，1999，Vol.14，236)，缺點(diǎn)是易產(chǎn)生副產(chǎn)物。酶解法是應(yīng)用專一性殼聚糖酶和非專一性的其它酶，如蛋白酶、糖酶、脂肪酶等進(jìn)行殼聚糖的降解，能用于酶解法的各種酶有30多種(Carbohydrate Research，1995，268143)。酶解法通過(guò)特異性地開(kāi)裂殼聚糖的β(1，4)糖苷鍵來(lái)達(dá)到降解目的，在整個(gè)降解過(guò)程中無(wú)其他反應(yīng)試劑加入，無(wú)其它反應(yīng)副產(chǎn)物生成，是殼聚糖降解的最理想方法。專一性殼聚糖酶對(duì)殼聚糖可實(shí)現(xiàn)專一性降解，但目前研究表明其降解效率不是很高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。非專一性酶解已被許多人研究，文獻(xiàn)“無(wú)錫輕工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)1996年15期”報(bào)道了無(wú)錫輕工業(yè)大學(xué)夏文水教授采用麥胚脂肪酶降解殼聚糖得到均分子量為幾萬(wàn)的低殼糖，文獻(xiàn)“Carbohydr.Res.1992，237325”報(bào)道了Pantaleone等人研究纖維素酶和木瓜蛋白酶、葡聚糖酶在一定條件下對(duì)殼聚糖的降解作用，但結(jié)果也僅僅獲得了均分子量為幾萬(wàn)的低殼糖，而不能使殼聚糖降解為更低分子量的殼寡糖。因此提供一種新的低殼糖和殼寡糖的生產(chǎn)方法，是人們所十分期望的。
本發(fā)明所說(shuō)的低殼糖和殼寡糖為一種均分子量為500～10萬(wàn)的殼聚糖的酶解物。
本發(fā)明的方法包括如下步驟(1)低殼糖的制備取殼聚糖溶于酸溶液中，在20～80℃下加入降解酶，反應(yīng)2～8小時(shí)，加入堿中和至堿性，水洗，冷凍，解凍，離心，真空干燥，粉碎，即獲得均分子量為5000～10萬(wàn)的低殼糖。
所說(shuō)的酸可選自鹽酸或醋酸及其混合物，所說(shuō)的堿可選自氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種及其混合物，降解酶與殼聚糖的重量比為1∶1～300，所說(shuō)的降解酶為脂肪酶和糖酶的混合物，其重量比為0.1～10；優(yōu)選的脂肪酶可選用來(lái)自黑曲霉中的一種，優(yōu)選的糖酶可選用來(lái)自木霉菌中的一種；(2)殼寡糖的制備取殼聚糖溶于酸溶液中，在20-80℃下加入降解酶，反應(yīng)2～8小時(shí)，升溫至80℃～100℃5～30分鐘，冷卻，過(guò)濾，超濾，納濾，冷凍干燥，粉碎，即得到均分子量為500～5000的殼寡糖。
所說(shuō)的酸可選自鹽酸或醋酸中的一種及其混合物，降解酶與殼聚糖的重量比為1∶1～300，所說(shuō)的降解酶為脂肪酶和糖酶的混合物，其重量比為0.1～10；優(yōu)選的脂肪酶可選用來(lái)自黑曲霉中的一種，優(yōu)選的糖酶可選用來(lái)自木霉菌中的一種；由上述公開(kāi)的技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明利用復(fù)合酶將殼聚糖特異地開(kāi)裂β(1，4)糖苷鍵，使其成為低殼糖或殼寡糖，經(jīng)分離純化后得到成品。并利用低殼糖不溶于水和堿溶液的性質(zhì)，在堿性條件下從殼聚糖降解反應(yīng)液中析出，利用冷凍破壞低殼糖與水的鍵合力，離心以脫出水分，然后真空干燥。利用殼寡糖分子量較小，而酶的分子量較大，通過(guò)超濾除酶；利用水的滲透性，通過(guò)納濾脫水，冷凍干燥得到成品。所選用原料價(jià)廉易得，生產(chǎn)工藝可行，不僅可得到較好質(zhì)量的產(chǎn)品，而且生產(chǎn)成本較低。
實(shí)施例1取10千克殼聚糖溶于240 L濃度為1％的醋酸溶液中，形成4％的膠體溶液250千克，加入100克復(fù)合酶(脂肪酶∶淀粉酶＝1∶5，該脂肪酶和淀粉酶選自無(wú)錫杰能科生物工程有限公司產(chǎn)品)，在50℃下反應(yīng)3小時(shí)，加入氫氧化鈉中和至堿性，冷凍至-18℃，解凍離心，50℃真空干燥，粉碎，得到均分子量為35000的低殼糖9千克。
所得產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)如下


實(shí)施例2取5千克殼聚糖溶于240 L濃度為1％的醋酸溶液中，形成2％的膠體溶液250千克，加入100克復(fù)合酶(脂肪酶∶淀粉酶＝1∶10，該脂肪酶和淀粉酶選自無(wú)錫杰能科生物工程有限公司產(chǎn)品)，在50℃下反應(yīng)3小時(shí)，升溫至95℃以上15分鐘，冷卻，過(guò)濾，截留分子量在1萬(wàn)左右的膜超濾，納濾，冷凍干燥，粉碎，得到均分子量為1000的殼寡糖4千克。
所得產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)如下

權(quán)利要求
1.一種低殼糖的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟取殼聚糖溶于酸溶液中，在20～80℃下加入降解酶，反應(yīng)2～8小時(shí)，加入堿中和至堿性，水洗，冷凍，解凍，離心，真空干燥，粉碎，即獲得均分子量為5000～10萬(wàn)的低殼糖。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的酸可選自鹽酸或醋酸及其混合物，所說(shuō)的堿可選自氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種及其混合物，降解酶與殼聚糖的重量比為1∶1～300。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的降解酶為脂肪酶和糖酶的混合物，其重量比為0.1～10。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，脂肪酶選用來(lái)自黑曲霉中的一種，糖酶選用來(lái)自木霉菌中的一種。
5.一種殼寡糖的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟取殼聚糖溶于酸溶液中，在20-80℃下加入降解酶，反應(yīng)2～8小時(shí)，升溫至80℃～100℃5～30分鐘，冷卻，過(guò)濾，超濾，納濾，冷凍干燥，粉碎，即得到均分子量為500～5000的殼寡糖。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的酸可選自鹽酸或醋酸中的一種及其混合物，降解酶與殼聚糖的重量比為1∶1～300。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的降解酶為脂肪酶和糖酶的混合物，其重量比為0.1～10。
8.如權(quán)利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，脂肪酶選用來(lái)自黑曲霉中的一種，糖酶選用來(lái)自木霉菌中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低殼糖和殼寡糖的工業(yè)化生產(chǎn)方法。本發(fā)明提供了一種采用復(fù)合酶對(duì)殼聚糖進(jìn)行降解而獲得低殼糖和殼寡糖的方法，本發(fā)明利用復(fù)合酶將殼聚糖特異地開(kāi)裂β(1，4)糖苷鍵，使其成為低殼糖或殼寡糖，經(jīng)分離純化后得到成品。并利用低殼糖不溶于水和堿溶液的性質(zhì)，在堿性條件下從殼聚糖降解反應(yīng)液中析出，利用冷凍破壞低殼糖與水的鍵合力，離心以脫出水分，然后真空干燥。利用殼寡糖分子量較小，而酶的分子量較大，通過(guò)超濾除酶；利用水的滲透性，通過(guò)納濾脫水，冷凍干燥得到成品。所選用原料價(jià)廉易得，生產(chǎn)工藝可行，不僅可得到較好質(zhì)量的產(chǎn)品，而且生產(chǎn)成本較低。
文檔編號(hào)C07H3/00GK1401652SQ0112645
公開(kāi)日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2001年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月14日
發(fā)明者金鑫榮, 張文清 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)