本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以蝦蟹殼為原料酸解酶解生產(chǎn)殼寡糖的方法。
背景技術(shù)：
殼聚糖是甲殼素的脫乙?；a(chǎn)物。甲殼素廣泛存在于蝦、蟹等甲殼動(dòng)物及昆蟲、藻類和細(xì)菌中，是世界上僅次于纖維素的第二大天然高分子化合物，年生物合成量達(dá)數(shù)十億噸之多。甲殼素因其化學(xué)性質(zhì)不活潑，溶解性能很差，直接應(yīng)用非常有限；而對(duì)甲殼素進(jìn)行脫乙酰化處理后所得的殼聚糖，卻因分子結(jié)構(gòu)中氨基活性基團(tuán)的存在，其溶解性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)都大為改變，在食品、醫(yī)藥、日用化工、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。殼聚糖大分子的分子量通常在幾十萬左右，因其分子中內(nèi)外氫鍵的相互作用，只能溶于少數(shù)的稀酸溶液中，而不能直接溶于水中，若通過適當(dāng)?shù)姆椒▽⑵浞肿恿拷档?，則可得到低殼糖和直接溶于水的殼寡糖。低殼糖和殼寡糖具有許多優(yōu)于殼聚糖的功能性質(zhì)，是殼聚糖及其產(chǎn)品開發(fā)研究的熱點(diǎn)之一。
殼寡糖是人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的天然的唯一帶有正電荷陽離子基團(tuán)的可食性的動(dòng)物纖維，是糖類中唯一的堿性糖，近年來，殼寡糖開發(fā)已成為國(guó)際生物技術(shù)領(lǐng)域的重要課題和研究熱點(diǎn)，生物技術(shù)是殼寡糖開發(fā)的重要手段。國(guó)際上非常重視殼寡糖的研究，歐洲啟動(dòng)了“歐洲糖研究開發(fā)網(wǎng)絡(luò)”，日本也實(shí)施了“糖工程前沿計(jì)劃”。歐美工作者的研究已確認(rèn)寡糖及其衍生物參與生物體受精、生長(zhǎng)、發(fā)育、分化、免疫、神經(jīng)系統(tǒng)的識(shí)別與調(diào)控過程，因此殼寡糖的開發(fā)方興未艾。
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(1957，79：5046)就進(jìn)行了報(bào)道，最近兒年亦有多種酸解法見諸報(bào)道，如過醋酸法、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.14，2：36)，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，1995，268：143)。酶解法通過特異性地開裂殼聚糖的β(1，4)糖苷鍵來達(dá)到降解目的，在整個(gè)降解過程中無其他反應(yīng)試劑加入，無其它反應(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)“無錫輕工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)1996年15期”報(bào)道了無錫輕工業(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的低殼糖，文獻(xiàn)“Carbohydr.Res.1992，237：325”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，是人們所十分期望地。
專利號(hào)為CN201510028848.X的中國(guó)專利公開了一種殼寡糖修飾棉纖維的制備工藝，該發(fā)明以殼寡糖、棉纖維為原料，先制備出預(yù)處理棉纖維；再用環(huán)氧氯丙烷與殼寡糖反應(yīng)，制備出羥丙基殼寡糖；接著，先后用羥丙基殼寡糖和雙縮水甘油醚分別對(duì)預(yù)處理棉纖維進(jìn)行醚化修飾，制備出接枝羥丙基殼寡糖棉纖維的醚化物；最后經(jīng)過焙烤處理，制備出殼寡糖修飾的棉纖維產(chǎn)品。專利號(hào)為CN201310212908.4的中國(guó)專利公開了一種殼寡糖改性可生物降解復(fù)合材料的制備方法，該發(fā)明主要涉及一種殼寡糖改性可生物降解復(fù)合材料的制備方法，首先以N,N-二甲基甲酰胺為溶劑，用鄰苯二甲酸酐保護(hù)殼寡糖的氨基制備N-鄰苯二甲?；瘹す烟欠磻?yīng)中間體；其次，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下逐滴加入辛酸亞錫的吡啶溶液，引發(fā)ε-己內(nèi)酯單體發(fā)生開環(huán)聚合，使聚己內(nèi)酯接枝在N-鄰苯二甲?；瘹す烟堑牧u基上，生成殼寡糖接枝聚己內(nèi)酯熱塑性材料；最后，將LDPE、殼寡糖接枝聚己內(nèi)酯和聚己內(nèi)酯熔融共混制備可生物降解復(fù)合材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提供了一種以蝦蟹殼為原料酸解酶解生產(chǎn)殼寡糖的方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明所提供的以蝦蟹殼為原料酸解酶解生產(chǎn)殼寡糖的方法，包括如下步驟：
將蝦蟹殼浸入水中1～2天，烘干，粉碎，過20目篩，加入鹽酸水溶液中，每100g蝦蟹殼對(duì)應(yīng)1000～1100ml鹽酸水溶液，升溫至75～85℃，加入混合菌，反應(yīng)6～7小時(shí)；然后加入氫氧化鉀，直至pH值大于8，冰凍2～3小時(shí)，融化，加入氯化鈉水溶液，混合，然后過濾，真空干燥，即得。
所述的鹽酸水溶液濃度為30～35％。
混合菌的加入量與蝦蟹殼的質(zhì)量比為1:5～20。所述的混合菌由黑曲霉與木菌醇混合而成。黑曲霉與木菌酶的混合物中兩者的質(zhì)量比為1:0.5～0.7。
所述的氯化鈉濃度為65～68％。
所述的真空干燥，真空度為-10mpa，溫度為60～70℃。
利用本發(fā)明所述的生產(chǎn)方法，所得到的殼寡糖平均分子量為800～2000。
有益效果：本發(fā)明采用酶法降解，實(shí)現(xiàn)高粘底物的高濃轉(zhuǎn)化。有效的解決了高濃度底物轉(zhuǎn)化問題，并且大幅度降低生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施方式：
實(shí)施例1
將100g蝦蟹殼浸入水中1～2天，烘干，粉碎，過20目篩，加入1000ml鹽酸水溶液(濃度為30％)中，升溫至75℃，加入混合菌(黑曲霉：木菌酶＝1:0.5)5g，反應(yīng)6小時(shí)；然后加入氫氧化鉀，直至pH值大于8，冰凍2小時(shí)，融化，加入氯化鈉水溶液(濃度為65％)，混合，然后過濾，在真空度為-10mpa，溫度為60～70℃的環(huán)境下真空干燥，即得。
對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果如下：脫乙酰度：91％；水分6.9％；灰分0.29％；平均分子量1000。
實(shí)施例2
將100g蝦蟹殼浸入水中1～2天，烘干，粉碎，過20目篩，加入1100ml鹽酸水溶液(濃度為35％)中，升溫至85℃，加入混合菌(黑曲霉：木菌酶＝1:0.7)20g，反應(yīng)7小時(shí)；然后加入氫氧化鉀，直至pH值大于8，冰凍3小時(shí)，融化，加入氯化鈉水溶液(濃度為68％)，混合，然后過濾，在真空度為-10mpa，溫度為60～70℃的環(huán)境下真空干燥，即得。
對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果如下：脫乙酰度：88％；水分5.9％；灰分0.25％；平均分子量900。
實(shí)施例3
將100g蝦蟹殼浸入水中1～2天，烘干，粉碎，過20目篩，加入1100ml鹽酸水溶液(濃度為30％)中，升溫至85℃，加入混合菌(黑曲霉：木菌酶＝1:0.7)20g，反應(yīng)6小時(shí)；然后加入氫氧化鉀，直至pH值大于8，冰凍2小時(shí)，融化，加入氯化鈉水溶液(濃度為68％)，混合，然后過濾，在真空度為-10mpa，溫度為60～70℃的環(huán)境下真空干燥，即得。
對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果如下：脫乙酰度：89％；水分6.1％；灰分0.28％；平均分子量800。
實(shí)施例4
將100g蝦蟹殼浸入水中1～2天，烘干，粉碎，過20目篩，加入1100ml鹽酸水溶液(濃度為35％)中，升溫至75℃，加入混合菌(黑曲霉：木菌酶＝1:0.5)20g，反應(yīng)7小時(shí)；然后加入氫氧化鉀，直至pH值大于8，冰凍2小時(shí)，融化，加入氯化鈉水溶液(濃度為68％)，混合，然后過濾，在真空度為-10mpa，溫度為60～70℃的環(huán)境下真空干燥，即得。
對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果如下：脫乙酰度：87％；水分5.8％；灰分0.21％；平均分子量900。