低分子量壳聚糖制备与应用研究进展
高分子通报2006年2月
菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶和胰液素等。
周孙英等“1对4种不同类型酶降解壳聚糖的效果作了比较,分别在4种酶的最适宜条件下反应,胃蛋白酶对壳聚糖水解速度最快,纤维素酶的水解速度仅次于胃蛋白酶,其次是脂肪酶,溶菌酶的水解速度最慢。Zhang等”1用由纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶组成的复合酶降解壳聚糖,结果得到了聚合度为3~10的低分子量壳聚糖。“n等…1的研究发现木瓜蛋白酶主要作用于数均分子量为5~20万的脱乙酰度较低的壳聚糖。木瓜蛋白酶的特点是价格低廉,容易得到,用它降解壳聚糖,反应中酶活性不变,降低了生产成本,是一种有工业化潜力的酶降解方法。
1.2酸水解法
酸水解法是降解甲壳质和壳聚糖的传统方法。壳聚糖在酸性溶液中是不稳定的,会发生糖苷键的断裂,即长链的部分水解,形成许多聚合度不等的片段。酸水解法的优点是价格低廉,操作简单,缺点是反应难以控制,得到的低分子量壳聚糖的分子量分布难以控制,并且对环境污染严重。El前,酸水解法主要有,盐酸水解法、磷酸水解法、乙酸水解法、过醋酸水解法、氢氟酸水解法、酸一亚硝酸盐水解法、浓硫酸水解法等。刘晓等“以不同浓度(2、3、4、6M)盐酸对壳聚糖降解实验,在6M的盐酸水解处理中,壳聚糖降解在12h时达到最高值(76.4%)。曾坤伟等”J采用HCl和}LPn的水/醇溶液为反应介质降解壳聚糖,并用无水乙醇沉淀和洗涤,制备出收率超过95%的水溶性的微晶壳聚糖。
1.3氧化降解法
氧化降解法是近年来国内外研究比较多的壳聚糖降解方法。尤其是关于HO,氧化降解壳聚糖的研究,由于该方法具有反应速度帙、产率高、反应物无毒等优点,足一种理想的化学降解方法,正受到越来越多的关注。
1.3.1IL0:氧化降解法琏O:氧化降解法是罔内研究比较多的壳聚糖降解方法,可分为均相降解法和非均相降解法两种…。均相降解法是将一定量的壳聚糖溶解在稀盐酸或稀醋酸溶液中,然后加入一定浓度的H,O,溶液进行降解反应,反应完成后加入NaOH溶液中和,然后加入无水乙醇沉淀分离得到低分了.量壳聚糖。非均相降解法是指在水或稀碱性溶液巾加人壳聚糖粉末或者小颗粒,壳聚糖不溶解,悬浮于水或碱性溶液中,然后加入H:0,溶液进行反应,得到低分子量壳聚糖。严淑兰等““以乙酸为介质,以H:O:为氧化剂,进行了壳聚糖降解的正交实验,状得了最{丰实验条件:H:0:浓度4%,反应温度50℃,反应时间2}l,乙酸浓度4.5%。覃彩芹等…分别以It,0、HCl、HAc、NaOEI为介质,H:O:为氧化剂降解壳聚糖,讨论了反应介质和反应条件对壳聚糖分子量的影响。
1.3.2其它氧化降解法除了单纯用H:02降解壳聚糖之外,还可以在H:02中混入其它的化学物质以提高降解效率。NaCIO本身具有很强的氧化性,在水溶液中电离可以产生C10一,能选择性进攻p一1,4糖苷键,对壳聚糖进行氧化降解。罗平等”21用NaCIO/t-t,(L混合体系氧化降解壳聚糖,采用R(bJ~4%,NaCl01%~3%,反应温度40~90℃,反应时间l~4h比较适宜,这时产品收率和外观质量都比较好。
还有报道以过硼酸钠(NaBO,)为氧化剂氧化降解壳聚糖。林正欢等““将壳聚糖与NAB(),在酸溶液rfl进行均相降解反应,结果表明降解产物氨基含量基本无变化,壳聚糖环结构保持完整,氧化断键发生在1,4一糖苷键上。
1.4物理法
对壳聚糖的降解,除了r述的酶降解法、酸水解法和氧化降解法,其它还有-些用物理的方法,如微波法、辐射法和超声波法等。一种是在上述方法的基础上辅助加以微波法、辐射法和超声波法,Choi等。。4以2-200kGy的辐射量辐射溶解在2%乙酸溶液中的壳聚糖,随辐射量的增加,壳聚糖溶液的粘度下降,在辐射量增至10kGy前,溶液粘度下降迅速,之后溶液粘度变化幅度减缓,而且随着辐射量的增加,产物的颜色逐渐加深。周孙英等“5。研究了在超声波的辐射下,壳聚糖在稀醋酸溶液中的降解,壳聚糖浓度为1%左右,醋酸浓度为5%~10%,降解速度最快,辐射7h后粘度下降了73%。随着超声波作用时间的延长,低聚糖的含量逐渐增大,分子量也随之降低。另一种是直接用微波或超声波辐射壳聚糖固体,在固态下将壳聚糖降解为低分子量的壳聚糖。Hal等“61将脱乙酰度为90%和99%的壳聚糖粉末装入聚乙烯


