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您当前的位置： 多糖的自由基降解方法
2021-02-01 14:02:51|
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起点商标网 专利名称：多糖的自由基降解方法
技术领域：
本发明涉及多糖的自由基降解方法，属于生物技术领域。
背景技术：
多糖的大分子结构使其生物利用度、生物活性均受到限制，采用适当方法降解多糖大分子是多糖，尤其是海藻多糖开发急待解决的问题。目前，国内外对多糖降解一般采用酸解法、碱解法、盐解法或酶解法。
1部分酸水解，经典的HCl降解法已用于工业化生产。在酸性条件下，多糖的糖苷键断裂基本是随机的，缺点是所得的降解产物分子量大小不均。
2部分碱水解，在碱性的条件下，多糖可以降解，但碱水解往往能引起多糖链上结合的某些基团脱落，并使多糖链结构的变化，且降解产物分子量分布很广。
3盐解，仅适用于某些多糖，例如亚硝酸钠可以制备低分子量肝素，因为肝素中的糖胺可以和亚硝酸盐作用，使糖苷键断裂，但同时也使和氨基相连的硫酸基丢失，降低了肝素的部分功能。
4酶解，酶水解是用专一性糖苷酶通过特异开裂多糖中的某一糖苷键来达到降解的目的。如木质素、纤维素的降解现在已经发现了合适的酶，并用于造纸业等。2003.03.12公开了一项利用复合酶将壳聚糖特异地开裂β(1，4)糖苷键，使其成为低壳糖或壳寡糖的专利申请，“低壳糖和壳寡糖的工业化生产方法(申请号01126457.8)”。合适的酶对多糖的降解是极有效的，但糖苷酶的专一性使酶法降解多糖不具备广泛的适用性。
本发明的多糖的自由基降解方法技术方案如下将多糖置于有机酸+H2O2+维生素C的体系中降解，有机酸、H2O2或维生素C浓度均在1-100mmol/L范围，其中有机酸、H2O2和维生素C的重量比可以是1～6∶1～6∶1～6。
上述降解温度控制在10-80℃的范围，反应时间2-72小时。
上述多糖来自植物、动物或微生物，具体如葡聚糖、果聚糖、木聚糖、甘露聚糖、聚半乳糖醛酸、褐藻酸、褐藻多糖、壳聚糖、脱乙酰壳聚糖、琼脂、卡拉胶、肝素、硫酸软骨素、香菇多糖或灵芝多糖。上述多糖的分子量为5kDa-2000kDa。
上述有机酸碳数在10以内。上述有机酸具体可选甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸、草酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、葡糖酸的一种或多种。
本发明与现有技术相比具有如下优良效果利用氧自由基极为活泼的性质，有限攻击多糖的糖链，造成糖骨架的断裂，从而使多糖降解，经分离纯化后得到成品。并根据氧自由基反应活性和毒性都很强的特性，设计了一个反应体系，可控制其活性，降低其毒性。而且调节这个反应体系的组成比，控制反应条件，可以有效的控制多糖降解的程度，制得分子量分布很集中的降解组分。并利用加入反应体系的试剂都是小分子的特点，通过超滤方便去除。本发明所选用的试剂价廉易得，反应条件温和，降解产物容易分离纯化，不仅可得到较好质量的产品，而且生产成本较低，生产工艺可行，多糖的降解分子量可以控制在2kDa-30kDa范围。
本发明适用于均多糖、杂多糖及海洋多糖的降解。
具体实施方式
实施例1木聚糖降解，琥珀酸+H2O2+维生素C体系琥珀酸+H2O2+维生素C体系加入木聚糖，最终浓度木聚糖10mmol/L，琥珀酸10mmol/L，H2O25mmol/L，维生素C 15mmol/L，在50℃条件下降解20小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量3kDa-5kDa。实施例2透明质酸降解，乙酸+H2O2+维生素C体系乙酸+H2O2+维生素C体系加入透明质酸，最终浓度透明质酸15mmol/L，乙酸5mmol/L，H2O25mmol/L，维生素C 5mmol/L，在60℃条件下降解10小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量4kDa-8kDa。实施例3海藻酸降解丙酸+H2O2+维生素C体系丙酸+H2O2+维生素C体系加入海藻酸，最终浓度海藻酸15mmol/L，丙酸15mmol/L，H2O210mmol/L，维生素C 5mmol/L，在30℃条件下降解24小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量2kDa-4kDa。实施例4褐藻硫酸多糖降解，柠檬酸+H2O2+维生素C体系柠檬酸+H2O2+维生素C体系加入褐藻硫酸多糖，最终浓度褐藻硫酸多糖5mmol/L，柠檬酸5mmol/L，H2O210mmol/L，维生素C 2mmol/L，在50℃条件下降解18小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量15kDa-20kDa。实施例5脱乙酰壳聚糖降解，草酸+H2O2+维生素C体系草酸+H2O2+维生素C体系加入脱乙酰壳聚糖，最终浓度脱乙酰壳聚糖5mmol/L，草酸20mmol/L，H2O210mmol/L，维生素C 20mmol/L，在50℃条件下降解48小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量25kDa-30kDa。实施例6硫酸软骨素降解，乳酸+H2O2+维生素C体系乳酸+H2O2+维生素C体系加入硫酸软骨素，最终浓度硫酸软骨素20mmol/L，乳酸10mmol/L，H2O215mmol/L，维生素C8 mmol/L，在50℃条件下降解20小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量10kDa-15kDa。实施例7卡拉胶降解，甲酸+H2O2+维生素C体系甲酸+H2O2+维生素C体系加入卡拉胶，最终浓度卡拉胶50mmol/L，甲酸2mmol/L，H2O210mmol/L，维生素C 4mmol/L，在80℃条件下降解4小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量5kDa-15kDa。
权利要求
1.一种多糖的自由基降解方法，其特征在于，将多糖置于有机酸+H2O2+维生素C的体系中降解，有机酸、H2O2或维生素C浓度均在1-100mmol/L范围，其中有机酸、H2O2和维生素C的重量比可以是1～6∶1～6∶1～6。
2.如权利要求1所述的多糖的自由基降解方法，其特征在于，所述降解温度控制在10-80℃的范围，反应时间2-72小时。
3.如权利要求1所述的多糖的自由基降解方法，其特征在于，所述多糖来自植物、动物或微生物，具体如葡聚糖、果聚糖、木聚糖、甘露聚糖、聚半乳糖醛酸、褐藻酸、褐藻多糖、壳聚糖、脱乙酰壳聚糖、琼脂、卡拉胶、肝素、硫酸软骨素、香菇多糖或灵芝多糖。
4.如权利要求1或3所述的多糖的自由基降解方法，其特征在于，所述多糖的分子量为5kDa-2000kDa。
5.如权利要求1所述的多糖的自由基降解方法，其特征在于，所述有机酸碳数在10以内，可选自甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸、草酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、葡糖酸的一种或多种。
全文摘要
多糖的自由基降解方法，属于生物技术领域。将多糖置于有机酸+H
文档编号C07H1/00GK1459455SQ03112409
公开日2003年12月3日 申请日期2003年6月10日 优先权日2003年6月10日
发明者曲爱琴, 王海仁, 王琪琳, 李守玲, 张华坤 申请人:山东大学
技术领域：
本发明涉及多糖的自由基降解方法，属于生物技术领域。
背景技术：
多糖的大分子结构使其生物利用度、生物活性均受到限制，采用适当方法降解多糖大分子是多糖，尤其是海藻多糖开发急待解决的问题。目前，国内外对多糖降解一般采用酸解法、碱解法、盐解法或酶解法。
1部分酸水解，经典的HCl降解法已用于工业化生产。在酸性条件下，多糖的糖苷键断裂基本是随机的，缺点是所得的降解产物分子量大小不均。
2部分碱水解，在碱性的条件下，多糖可以降解，但碱水解往往能引起多糖链上结合的某些基团脱落，并使多糖链结构的变化，且降解产物分子量分布很广。
3盐解，仅适用于某些多糖，例如亚硝酸钠可以制备低分子量肝素，因为肝素中的糖胺可以和亚硝酸盐作用，使糖苷键断裂，但同时也使和氨基相连的硫酸基丢失，降低了肝素的部分功能。
4酶解，酶水解是用专一性糖苷酶通过特异开裂多糖中的某一糖苷键来达到降解的目的。如木质素、纤维素的降解现在已经发现了合适的酶，并用于造纸业等。2003.03.12公开了一项利用复合酶将壳聚糖特异地开裂β(1，4)糖苷键，使其成为低壳糖或壳寡糖的专利申请，“低壳糖和壳寡糖的工业化生产方法(申请号01126457.8)”。合适的酶对多糖的降解是极有效的，但糖苷酶的专一性使酶法降解多糖不具备广泛的适用性。
本发明的多糖的自由基降解方法技术方案如下将多糖置于有机酸+H2O2+维生素C的体系中降解，有机酸、H2O2或维生素C浓度均在1-100mmol/L范围，其中有机酸、H2O2和维生素C的重量比可以是1～6∶1～6∶1～6。
上述降解温度控制在10-80℃的范围，反应时间2-72小时。
上述多糖来自植物、动物或微生物，具体如葡聚糖、果聚糖、木聚糖、甘露聚糖、聚半乳糖醛酸、褐藻酸、褐藻多糖、壳聚糖、脱乙酰壳聚糖、琼脂、卡拉胶、肝素、硫酸软骨素、香菇多糖或灵芝多糖。上述多糖的分子量为5kDa-2000kDa。
上述有机酸碳数在10以内。上述有机酸具体可选甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸、草酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、葡糖酸的一种或多种。
本发明与现有技术相比具有如下优良效果利用氧自由基极为活泼的性质，有限攻击多糖的糖链，造成糖骨架的断裂，从而使多糖降解，经分离纯化后得到成品。并根据氧自由基反应活性和毒性都很强的特性，设计了一个反应体系，可控制其活性，降低其毒性。而且调节这个反应体系的组成比，控制反应条件，可以有效的控制多糖降解的程度，制得分子量分布很集中的降解组分。并利用加入反应体系的试剂都是小分子的特点，通过超滤方便去除。本发明所选用的试剂价廉易得，反应条件温和，降解产物容易分离纯化，不仅可得到较好质量的产品，而且生产成本较低，生产工艺可行，多糖的降解分子量可以控制在2kDa-30kDa范围。
本发明适用于均多糖、杂多糖及海洋多糖的降解。
具体实施方式
实施例1木聚糖降解，琥珀酸+H2O2+维生素C体系琥珀酸+H2O2+维生素C体系加入木聚糖，最终浓度木聚糖10mmol/L，琥珀酸10mmol/L，H2O25mmol/L，维生素C 15mmol/L，在50℃条件下降解20小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量3kDa-5kDa。实施例2透明质酸降解，乙酸+H2O2+维生素C体系乙酸+H2O2+维生素C体系加入透明质酸，最终浓度透明质酸15mmol/L，乙酸5mmol/L，H2O25mmol/L，维生素C 5mmol/L，在60℃条件下降解10小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量4kDa-8kDa。实施例3海藻酸降解丙酸+H2O2+维生素C体系丙酸+H2O2+维生素C体系加入海藻酸，最终浓度海藻酸15mmol/L，丙酸15mmol/L，H2O210mmol/L，维生素C 5mmol/L，在30℃条件下降解24小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量2kDa-4kDa。实施例4褐藻硫酸多糖降解，柠檬酸+H2O2+维生素C体系柠檬酸+H2O2+维生素C体系加入褐藻硫酸多糖，最终浓度褐藻硫酸多糖5mmol/L，柠檬酸5mmol/L，H2O210mmol/L，维生素C 2mmol/L，在50℃条件下降解18小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量15kDa-20kDa。实施例5脱乙酰壳聚糖降解，草酸+H2O2+维生素C体系草酸+H2O2+维生素C体系加入脱乙酰壳聚糖，最终浓度脱乙酰壳聚糖5mmol/L，草酸20mmol/L，H2O210mmol/L，维生素C 20mmol/L，在50℃条件下降解48小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量25kDa-30kDa。实施例6硫酸软骨素降解，乳酸+H2O2+维生素C体系乳酸+H2O2+维生素C体系加入硫酸软骨素，最终浓度硫酸软骨素20mmol/L，乳酸10mmol/L，H2O215mmol/L，维生素C8 mmol/L，在50℃条件下降解20小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量10kDa-15kDa。实施例7卡拉胶降解，甲酸+H2O2+维生素C体系甲酸+H2O2+维生素C体系加入卡拉胶，最终浓度卡拉胶50mmol/L，甲酸2mmol/L，H2O210mmol/L，维生素C 4mmol/L，在80℃条件下降解4小时。降解之后超滤，浓缩干燥，得到产物的分子量5kDa-15kDa。
权利要求
1.一种多糖的自由基降解方法，其特征在于，将多糖置于有机酸+H2O2+维生素C的体系中降解，有机酸、H2O2或维生素C浓度均在1-100mmol/L范围，其中有机酸、H2O2和维生素C的重量比可以是1～6∶1～6∶1～6。
2.如权利要求1所述的多糖的自由基降解方法，其特征在于，所述降解温度控制在10-80℃的范围，反应时间2-72小时。
3.如权利要求1所述的多糖的自由基降解方法，其特征在于，所述多糖来自植物、动物或微生物，具体如葡聚糖、果聚糖、木聚糖、甘露聚糖、聚半乳糖醛酸、褐藻酸、褐藻多糖、壳聚糖、脱乙酰壳聚糖、琼脂、卡拉胶、肝素、硫酸软骨素、香菇多糖或灵芝多糖。
4.如权利要求1或3所述的多糖的自由基降解方法，其特征在于，所述多糖的分子量为5kDa-2000kDa。
5.如权利要求1所述的多糖的自由基降解方法，其特征在于，所述有机酸碳数在10以内，可选自甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸、草酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、葡糖酸的一种或多种。
全文摘要
多糖的自由基降解方法，属于生物技术领域。将多糖置于有机酸+H
文档编号C07H1/00GK1459455SQ03112409
公开日2003年12月3日 申请日期2003年6月10日 优先权日2003年6月10日
发明者曲爱琴, 王海仁, 王琪琳, 李守玲, 张华坤 申请人:山东大学
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