專利名稱：幾丁質(zhì)膠體制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種幾丁質(zhì)，尤其是一種幾丁質(zhì)膠體制備方法。
背景技術(shù)：
市售的幾丁質(zhì)不溶于一般水溶液內(nèi)，它的物理性質(zhì)(結(jié)構(gòu))也不是幾丁質(zhì)酶(系)的良好底物。因而，人們把幾丁質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閹锥≠|(zhì)膠體，然后用水解酶(包括幾丁質(zhì)酶)將幾丁質(zhì)膠體水解為幾丁寡糖，再加以利用。因此，制作幾丁質(zhì)膠體就成為生產(chǎn)幾丁寡糖的一個重要步驟。
已有的幾丁膠的制備方法有磷酸法和硫酸法等。其基本方法(參見文獻(xiàn)周櫻，豚鼠氣單胞菌CB101幾丁質(zhì)酶基因的克隆及其表達(dá)和酶片段的功能研究，碩士學(xué)位論文，廈門大學(xué)，2002)是把幾丁質(zhì)溶解于濃酸內(nèi)，然后用大量的水稀釋，使原先溶解的幾丁質(zhì)以膠體沉淀出來。為除去殘留的酸，需用大量的水洗滌幾丁膠。這種方法的主要缺點在于不僅浪費大量的水資源，而且產(chǎn)生大量的酸廢液，造成嚴(yán)重的污染。再者，幾丁質(zhì)在強酸作用下所產(chǎn)生的可溶幾丁寡聚糖也白白地隨著水洗滌而流失。若用中和法使幾丁膠沉淀出來，則需增加堿液的成本。由于上述原因，幾丁膠至今無法大量工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種可節(jié)約水資源、不造成環(huán)境污染、充分利用副產(chǎn)物、降低生產(chǎn)成本，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的幾丁質(zhì)膠體制備方法。
由于已有的文獻(xiàn)中對幾丁質(zhì)，殼聚糖、殼寡糖、幾丁寡糖等所確切指的成份，其概念混亂，本發(fā)明中所用的各名詞定義如下幾丁質(zhì)指高聚合度的脫乙酰度在10％～30％的聚合N-乙酰-2氨基-2脫氧-D-葡萄糖及以β-1，4糖苷鍵形式連接的多糖。
殼聚糖指幾丁質(zhì)經(jīng)濃堿加熱處理后，其脫乙酰度＞50％的高聚氨基葡萄糖多糖。
殼寡糖指脫乙酰度＞50％的聚合度為2～10的聚合氨基葡萄糖。
幾丁寡糖指脫乙酰度＜50％的聚合度為2～10的聚合乙酰氨基葡萄糖。
本發(fā)明的步驟為1)、將幾丁質(zhì)與濃無機酸混合，制成幾丁質(zhì)酸溶液，按重量與體積配比，幾丁質(zhì)(Kg)∶無機酸(L)＝1∶(8～20)，優(yōu)選幾丁質(zhì)(Kg)∶無機酸(L)＝1∶10；所說的濃無機酸為磷酸、硫酸或鹽酸等中的任一種，磷酸濃度為60％～85％，硫酸濃度為60％～98％，鹽酸濃度為20％～35％；2)、將幾丁質(zhì)酸溶液滴加到水或堿溶液中，使其膠體沉淀，成為膠狀液；所說的堿液選自氨水、鉀堿、鈉堿等中的一種；所說的鉀堿選自氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀等中的一種，所說的鈉堿選自氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等中的一種；3)、將幾丁膠與含幾丁寡聚糖的無機鹽肥料分離；4)、將分離后的幾丁膠用水洗滌，即得幾丁質(zhì)膠體。
在上述步驟2)中，在幾丁質(zhì)酸溶液與堿液混合中和過程中最好在有超聲波下進(jìn)行，即將幾丁質(zhì)酸溶液滴加到超聲波清洗槽中。
在步驟3)中，所說的分離可選用過濾、壓濾或離心等方法，在過濾、壓濾或離心過程中，最好加溫，溫度為40～60℃?；蚶弥泻蜁r的放熱現(xiàn)象及時處理也可不必人為加溫。用溫水40～60℃使附在幾丁膠體中的鹽盡快溶解，也使洗滌下來的含幾丁寡糖的無機肥料濃度高。減少運輸這些肥料的成本。
與已有的文獻(xiàn)方法相比，本發(fā)明的主要優(yōu)點在于①在生產(chǎn)幾丁膠過程中，把廢液變成肥料加以利用；②節(jié)約了大量的水資源；③其副產(chǎn)物—幾丁寡聚糖可作為生物農(nóng)藥，充分利用資源；④不造成環(huán)境污染；⑤降低了生產(chǎn)成本，使幾丁膠的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)成為可能；⑥通過在幾丁質(zhì)溶液與堿液混合中和過程放在超聲波清洗器的槽中進(jìn)行。在最大功率的超聲波振蕩環(huán)境中制出來的幾丁膠體，膠粒小而疏松，酶切效果好。
具體實施例方式
實施例1取10Kg市售幾丁質(zhì)(幾丁質(zhì)，以細(xì)顆粒為佳，≥10目)，溶于100L工業(yè)用濃磷酸(75％)內(nèi)，常溫下，經(jīng)12h的攪拌、溶解，生成幾丁質(zhì)磷酸溶液。在攪拌下逐漸將幾丁質(zhì)磷酸溶液加入到220L的工業(yè)用濃氨水(～21％)內(nèi)，使中和至pH6.5～6。中和后幾丁質(zhì)以膠狀析出，趁熱壓濾(或離心)使之與濃的磷酸銨鹽分開。所得的幾丁膠用熱水洗出殘留在膠內(nèi)的鹽，此洗滌液加入到壓濾后的磷酸銨溶液內(nèi)，即為含有可溶的幾丁寡糖的磷酸銨肥料。此膠可作為幾丁酶(系)的底物，應(yīng)在濕態(tài)下保存。
實施例2取10Kg市售幾丁質(zhì)(幾丁質(zhì)，以細(xì)顆粒為佳，≥10目)，溶于80L工業(yè)用濃磷酸(85％)內(nèi)，常溫下，經(jīng)12h的攪拌、溶解，生成幾丁質(zhì)磷酸溶液。取工業(yè)用濃氨水200L加入于200L純水內(nèi)，再把幾丁質(zhì)溶液逐漸加入稀釋后的氨水內(nèi)，中和成pH為5～6后，析出的幾丁質(zhì)膠用過濾式離心機(即籃式離心機，或管式連續(xù)流離心機)分離幾丁膠。收集含幾丁寡聚糖的磷酸銨溶液為肥料/農(nóng)藥。幾丁膠用少量熱水洗出殘留在膠內(nèi)的磷酸銨鹽，即為產(chǎn)品幾丁膠。
實施例3取10Kg市售幾丁質(zhì)(幾丁質(zhì)，以細(xì)顆粒為佳，≥10目)，溶于150L工業(yè)用濃磷酸內(nèi)(60％)，在保溫90℃的PE罐中，攪拌2h，使幾丁質(zhì)溶解于磷酸中，取工業(yè)用的氫氧化鉀配制成5.5M濃度的溶液200L。在攪拌下緩慢地把幾丁質(zhì)溶液加入堿液內(nèi)使之中和至pH約為6.5。析出的幾丁質(zhì)膠體經(jīng)分離后得幾丁膠；再用少量的熱水洗滌此膠，即為產(chǎn)品(幾丁膠)，而分離出的溶液為含幾丁寡糖的鉀、磷肥料。此肥料可與氮肥配合應(yīng)用。
實施例4與實施例1類似，其區(qū)別在于無機酸采用80L的濃硫酸(98％)，常溫下，經(jīng)12h的攪拌、溶解，生成幾丁質(zhì)硫酸溶液。幾丁質(zhì)溶液與氫氧化鈉溶液混合中和過程中最好在超聲波下進(jìn)行，即將幾丁質(zhì)酸溶液滴加到超聲波清洗槽中，且在壓濾時加溫至40～60℃，pH為6.5。
實施例5與實施例1類似，其區(qū)別在于無機酸采用120L的濃硫酸(80％)，在保溫60℃的PE罐中，攪拌2h，使幾丁質(zhì)溶解于硫酸中，幾丁質(zhì)溶液與濃碳酸鈉溶液混合中和過程中在超聲波下進(jìn)行，即將幾丁質(zhì)酸溶液滴加到超聲波清洗槽中，中和成pH為5～6，余下步驟同實施例6與實施例2類似，其區(qū)別在于無機酸采用180L的硫酸(60％)，在保溫60℃的PE罐中，攪拌4h，使幾丁質(zhì)溶解于硫酸中，幾丁質(zhì)溶液與濃碳酸鉀溶液混合中和過程中在超聲波下進(jìn)行，即將幾丁質(zhì)酸溶液滴加到超聲波清洗槽中，中和成pH為5～6，壓濾，余下步驟同實施例2。
實施例7與實施例2類似，其區(qū)別在于無機酸采用120L的濃鹽酸(含鹽酸量≥35％)，在保溫40℃的PE罐中，攪拌2h，使幾丁質(zhì)溶解于鹽酸中，幾丁質(zhì)溶液與濃碳酸氫鉀溶液混合中和過程可放在超聲波清洗器的槽中進(jìn)行，余下步驟同實施例2。
實施例8與實施例2類似，其區(qū)別在于無機酸采用200L的鹽酸(含鹽酸量≥20％)，在保溫60℃的PE罐中，攪拌4h，使幾丁質(zhì)溶解于鹽酸中，幾丁質(zhì)溶液與濃氨水混合中和過程中可在超聲波下進(jìn)行，余下步驟同實施例2。
權(quán)利要求
1.幾丁質(zhì)膠體制備方法，其特征在于其步驟為1)、將幾丁質(zhì)與濃無機酸混合，制成幾丁質(zhì)酸溶液，按重量與體積配比，幾丁質(zhì)(Kg)∶無機酸(L)＝1∶(8～20)；2)、將幾丁質(zhì)酸溶液滴加到水或堿溶液中，使其膠體沉淀，成為膠狀液；3)、將幾丁膠與含幾丁寡聚糖的無機鹽肥料分離；4)、將分離后的幾丁膠用水洗滌，即得幾丁質(zhì)膠體。
2.如權(quán)利要求1所述的幾丁質(zhì)膠體制備方法，其特征在于按重量與體積配比，幾丁質(zhì)(Kg)∶無機酸(L)＝1∶10。
3.如權(quán)利要求1所述的幾丁質(zhì)膠體制備方法，其特征在于所說的濃無機酸為磷酸、硫酸或鹽酸中的任一種。
4.如權(quán)利要求3所述的幾丁質(zhì)膠體制備方法，其特征在于所說的磷酸的濃度為60％～85％。
5.如權(quán)利要求3所述的幾丁質(zhì)膠體制備方法，其特征在于所說的硫酸的濃度為60％～98％。
6.如權(quán)利要求3所述的幾丁質(zhì)膠體制備方法，其特征在于所說的鹽酸的濃度為20％～35％。
7.如權(quán)利要求1所述的幾丁質(zhì)膠體制備方法，其特征在于所說的堿液選自氨水、鉀堿、鈉堿中的一種。
8.如權(quán)利要求7所述的幾丁質(zhì)膠體制備方法，其特征在于所說的鉀堿選自氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀中的一種；所說的鈉堿選自氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的一種。
9.如權(quán)利要求1所述的幾丁質(zhì)膠體制備方法，其特征在于所說的分離選用過濾、壓濾或離心方法。
10.如權(quán)利要求1所述的幾丁質(zhì)膠體制備方法，其特征在于在幾丁質(zhì)酸溶液與堿液混合中和過程中在有超聲波下進(jìn)行，即將幾丁質(zhì)酸溶液滴加到超聲波清洗槽中。
全文摘要
幾丁質(zhì)膠體制備方法，涉及一種幾丁質(zhì)，尤其是一種幾丁質(zhì)膠體制備方法。提供一種可節(jié)約水資源、不造成環(huán)境污染、充分利用副產(chǎn)物、降低生產(chǎn)成本，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的幾丁質(zhì)膠體制備方法。其步驟為將幾丁質(zhì)與濃無機酸混合，制成幾丁質(zhì)酸溶液，幾丁質(zhì)酸溶液滴加到水或堿溶液中成為膠狀液，幾丁膠與含幾丁寡聚糖的無機鹽肥料分離；分離后的幾丁膠用水洗滌。廢液變成肥料，節(jié)約水資源，副產(chǎn)物—幾丁寡聚糖可作為生物農(nóng)藥，不造成環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本，使幾丁膠的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)成為可能；通過在幾丁質(zhì)溶液與堿液混合中和過程放在超聲波清洗器的槽中進(jìn)行，膠粒小而疏松，酶切效果好。
文檔編號C08B37/08GK1800220SQ20051000661
公開日2006年7月12日 申請日期2005年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月5日
發(fā)明者喬興忠, 王風(fēng)平, 肖湘 申請人:國家海洋局第三海洋研究所