本發(fā)明涉及低分子量果膠的制備方法，確切的說，涉及一種超聲波輔助h2o2/vc氧化還原體系降解制備低分子量果膠的方法。
背景技術(shù)：
：果膠主要是一類由α-(1→4)-連接的d-半乳糖醛酸(d-galacturonicacids，d-gal-a)單元構(gòu)成線性主鏈并具有分枝的酸性雜多糖，主要由半乳糖醛酸聚糖(hga)，鼠李半乳糖醛酸聚糖-i(rg-i)和鼠李半乳糖醛酸聚糖-ii(rg-ii)三個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)域構(gòu)成，其相對分子量在5-300萬之間。不同來源的果膠，由于分子量，甲酯化程度，所帶基團(tuán)的數(shù)目等差別，其理化性質(zhì)和功能性質(zhì)也不盡相同。果膠具有良好的凝膠，增稠穩(wěn)定等性，同時(shí)果膠具有降低血清膽固醇、血糖含量，刺激噬菌細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，增殖脾細(xì)胞，抗補(bǔ)體活性，抑制透明質(zhì)酸酶和組胺的釋放、內(nèi)毒素誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)和預(yù)防癌癥發(fā)生與轉(zhuǎn)移等多種重要的生理功能，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)。由于果膠分子量大，不能在腸內(nèi)降解，不易被人體吸收利用，因而在研究和利用方面受到了限制。低分子量果膠具有粘度低，易吸收、生物利用率高等優(yōu)點(diǎn)，且較于高分子果膠具有更獨(dú)特的生物活性。目前常用的果膠降解方法有化學(xué)降解法，生物降解法和物理降解法?；瘜W(xué)降解法通常是用稀酸加熱或者采用fenton體系處理果膠，雖然這兩種方法反應(yīng)迅速，但是稀酸加熱處理反應(yīng)劇烈，低分子量果膠得率低，更多的得到單糖，而采用fenton體系則會(huì)引入重金屬離子，不僅影響產(chǎn)物的安全性，同時(shí)也復(fù)雜了后續(xù)的純化處理工作；生物降解法雖然反應(yīng)溫和、專一性高，但對反應(yīng)條件較為苛刻，成本高，較難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，且由于果膠酶對果膠的降解存在局限性，往往存在降解效率低，寡糖收率低等問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決
背景技術(shù)：
中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種超聲波輔助h2o2/vc氧化還原體系降解制備低分子量果膠的方法，反應(yīng)可控，操作簡單，綠色環(huán)保。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種低分子量果膠的制備方法，包括以下步驟：(1)從工業(yè)水中獲得果膠，將果膠溶于醋酸鹽緩沖溶液中，得到果膠溶液；(2)在步驟(1)所得的溶液中加入過氧化氫和抗壞血酸；(3)將步驟(2)所得的溶液置于20-50℃溫度下進(jìn)行超聲處理，處理時(shí)間為10-60min，超聲聲場強(qiáng)度為182-545w/cm2；(4)將步驟(3)所得的溶液進(jìn)行透析處理，真空冷凍干燥后得到低分子量果膠。進(jìn)一步地，步驟(1)中所述醋酸鹽緩沖液是濃度為0.1mol/l的naac水溶液，ph值為6.8，果膠與溶劑的料液比為5mg/ml。進(jìn)一步地，步驟(2)中，每升果膠溶液中，過氧化氫和抗壞血酸的添加量分別為6g和1-100mmol。進(jìn)一步地，步驟(4)中透析所用的透析袋截留分子量為3000da,流水透析3天。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：(1)本發(fā)明構(gòu)建了一種類似于fenton體系的物理方法輔助h2o2/vc氧化還原體系，通過產(chǎn)生自由基來實(shí)現(xiàn)對果膠的降解，不僅能輕易控制產(chǎn)物分子量范圍，還克服了以往一些化學(xué)方法降解果膠對結(jié)構(gòu)的破壞。(2)該體系與常用的fenton體系相比，本發(fā)明適用的ph范圍更廣范，且反應(yīng)過程中不會(huì)產(chǎn)生有機(jī)污染物，綠色環(huán)保的方法降解果膠多糖，對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)破壞小，無有害殘留物質(zhì)。(3)該體系與常用的fenton體系相比，fenton體系通過多步反應(yīng)產(chǎn)生自由基實(shí)現(xiàn)降解，因此降解效率低，寡糖收率低，本發(fā)明的講解體系僅涉及到h2o2與抗壞血酸直接反應(yīng)產(chǎn)生自由基，試劑消耗更少，成本更低，降解效率高；(4)克服了現(xiàn)有常用方法降解果膠多糖低分子量果膠產(chǎn)率低，對其他小分子聚合物的制備提供一定的指導(dǎo)意義。(5)按照現(xiàn)有技術(shù)可知：本發(fā)明所得低分子量果膠分子量在9.28-82.74kda之間，具有良好的抗氧化和抗癌活性，且易于被人體吸收，可以應(yīng)用于降血脂、血糖，抗癌，增強(qiáng)機(jī)體免疫力的保健品、功能食品和藥品等的制備，具有較高的實(shí)用價(jià)值。具體實(shí)施方式實(shí)施例1-1(1)從工業(yè)水中獲得果膠，然后將125mg果膠(mw＝＝7.9×106)溶解于25ml0.1m醋酸鈉緩沖溶液中(ph6.8)，添加過氧化氫(最終濃度為6g/l)和抗壞血酸(最終濃度為10mmol/l)。(2)將步驟1)所得溶液置于30℃的溫度下進(jìn)行超聲處理，處理時(shí)間為10min，超聲聲場強(qiáng)度為424w/cm2,此時(shí)超聲頻率為21-25khz(備注說明：儀器自行在該范圍內(nèi)調(diào)節(jié))。(3)將步驟2)所得的處理后溶液透析(過截留量為3500da的透析袋)，真空冷凍干燥(于0.1mpa的真空度，-45℃干燥36h)后，所得低分子量果膠采用凝膠滲透色譜檢測產(chǎn)物分子量，其分子量(kda)為19.26kda。實(shí)施例1-2～1-4為了驗(yàn)證步驟1)中不同抗壞血酸濃度對制備而得的低分子量果膠的影響，更改步驟2)中的抗壞血酸濃度，其余同實(shí)施例1-1，從而獲得實(shí)例1-2～1-4，具體抗壞血酸濃度和對應(yīng)所得的低分子量果膠的分子量如表1所示。表1、不同抗壞血酸濃度所得低分子量果膠分子量由表1可以發(fā)現(xiàn)，抗壞血酸濃度為1-10mmol/l時(shí)，作用10分鐘后，隨著抗壞血酸濃度的增加，所得果膠分子量顯著降低，在抗壞血酸濃度為10-100mmol/l時(shí)，降解趨勢隨著抗壞血酸濃度降低而增強(qiáng)，果膠分子量集中于19.26-82.74kda，當(dāng)抗壞血酸濃度為10mmol/l時(shí)，分子量最低，為19.26kda。實(shí)施例2-1～2-3為了驗(yàn)證步驟2)中不同反應(yīng)溫度下降解對制備而得的低分子量果膠的影響，更改實(shí)施例1-1中步驟2)的反應(yīng)溫度，其余同實(shí)施例1-1，從而獲得實(shí)施例2-1～2-3，具體反應(yīng)溫度和對應(yīng)所得的低分子量果膠的分子量如表2所示。表2、不同反應(yīng)溫度所得低分子量果膠分子量實(shí)例1-1實(shí)例2-1實(shí)例2-2實(shí)例2-3溫度(℃)30204050分子量(kda)19.2643.4511.629.28由表2可以發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)溫度為20-50℃時(shí)，超聲10min后，隨著反應(yīng)溫度的升高，所得果膠分子量顯著降低，集中于9.28-43.45kda。當(dāng)反應(yīng)溫度為50℃時(shí)，果膠的分子量由791.26kda降至9.28kda,在此溫度范圍內(nèi)，降解果膠效果顯著。實(shí)施例3-1～3-3為了驗(yàn)證步驟2)中不同超聲聲場強(qiáng)度對制備而得的低分子量果膠的影響，更改實(shí)施例1-1中步驟2)的聲場強(qiáng)度，其余同實(shí)施例1-1，從而獲得實(shí)施例3-1～3-3，具體反應(yīng)溫度和對應(yīng)所得的低分子量果膠的分子量如表3所示。表3、不同超聲聲場強(qiáng)度所得低分子量果膠分子量由表3可以發(fā)現(xiàn)，超聲聲場強(qiáng)度為182-545w/cm2時(shí)，作用10分鐘后，隨著聲場強(qiáng)度的增加，果膠分子量不斷減小，分布在9.28-52.65kda。當(dāng)聲場強(qiáng)度為545w/cm2時(shí)，分子量最低，為9.28kda。在此聲場范圍內(nèi)，降解果膠效果最為顯著。實(shí)施例4-1～4-3為了驗(yàn)證步驟2)中不同處理時(shí)間對制備而得的低分子量果膠的影響，更改實(shí)施例1-1中步驟2)的處理時(shí)間，其余同實(shí)施例1-1，從而獲得實(shí)施例4-1～4-5，具體反應(yīng)溫度和對應(yīng)所得的低分子量果膠的分子量如表4所示。表4、不同作用時(shí)間所得低分子量果膠分子量由表4可以發(fā)現(xiàn)，在作用時(shí)間前10分鐘，分子量下降十分迅速，從791.26kda下降到19.26kda，降解效率極高，超過10min后，隨著作用時(shí)間的延長，果膠分子量下降逐漸趨于平緩，作用時(shí)間60min后，果膠分子量降低至11.76kda。綜上所知，超聲結(jié)合h2o2/vc氧化還原體系降解果膠可以通過改變不同因素條件來控制產(chǎn)物分子量，降解速率快，低分子量果膠產(chǎn)率高，既具有fenton體系高效降解和超聲降解綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也解決了fenton體系使用金屬離子導(dǎo)致的安全隱患和超聲降解遇到的最低分子量瓶頸。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12