一种用壳聚糖絮凝法从琼脂中分离制备低电内渗琼脂糖的方法

摘要

本发明公开了一种用壳聚糖絮凝法从琼脂中分离制备低电内渗琼脂糖的方法，包括以下步骤：1、配制一定浓度的琼脂溶液，搅拌，加热溶解；2、配制适宜浓度的壳聚糖溶液，搅拌，溶解；3、琼脂溶液加入壳聚糖溶液，搅拌；4、用氢氧化钠溶液调节反应溶液PH，使壳聚糖絮凝；5、趁热过滤，去滤渣，收集滤液；6、让滤液降温，使其凝胶，将凝胶冷冻脱水，烘干，粉碎得低电内渗琼脂糖。本发明所使用的制备方法简单，经济，环保，制备的琼脂糖凝胶性能好，强度高，电内渗低，可以低于0.1，稳定性好，室温下可以保存5年。

说明书

技术领域

本发明涉及生化领域，具体涉及一种用壳聚糖絮凝法从琼脂中分离制备低电内渗琼脂糖的生产工艺。

背景技术

琼脂（Agar）是从大型海藻石花菜、江蓠等提取制成，广泛应用于食品和生化等行业。琼脂包含两个主要组分，一个组分是电中性的琼脂糖，另一个组分是含有硫酸基、丙酮酸基等带负电荷基团的琼胶酯（Agaropectin）。琼脂糖是由1，3连结的β-D-半乳糖和1，4连结的3，6-脱水α-L-半乳糖相间联结而成的链状多糖，广泛应用于电泳、凝胶扩散和色谱。

在进行琼脂糖凝胶电泳时，琼脂糖中过多的琼胶酯使凝胶在直流电场下产生对流，影响样品的迁移和分离，直接表现为电内渗（electroendosmosis）和蛋白质吸附。从琼脂中制备琼脂糖首要任务是尽可能去除琼脂中的琼胶酯，降低电内渗，商品化低电内渗琼脂糖要求电内渗低于0.13，更好的要求电内渗低于0.10，琼脂糖制备过程中同时去除琼脂中少量的蛋白质、不溶性杂质、可溶性盐和色素，提高琼脂糖纯度、凝胶性能和品质稳定性。

1937年荒木首次从琼脂中分离出琼脂糖（Agarose），直到1961年Hjertin首先发现了琼脂糖优异的使用性能后才引起了越来越多的关注，开始工业化生产琼脂糖，研究开发了多种琼脂糖的制备方法，这些方法存在明显不足，如乙酰化法反应过程中琼脂糖被降解，制得的产品是棕色，季铵盐沉淀法难于把琼胶酯絮凝物从琼脂糖溶液分离，聚乙二醇沉淀法需要多次重复工艺过程，DEAE-纤维素法对不同来源的琼脂适用性差，色谱法所用试剂昂贵，这些方法存在操作繁琐、试剂昂贵和琼脂糖得率低等问题，不是商业化生产的理想工艺。

壳聚糖（Chitosan）是带有正电荷的天然多糖，无毒，无害，主要从蟹壳和虾壳提取制得，壳聚糖不溶于水，溶于稀酸，溶于稀酸的壳聚糖在碱性条件下会再彻底沉淀。通过电中和凝聚和架桥絮凝作用，壳聚糖吸附带负电荷的物质，壳聚糖分子中游离的氨基和羟基与多种金属离子形成稳定的螯合物，壳聚糖广泛应用于污水处理，果汁加工等行业，壳聚糖作为保健食品，用于调节血脂，提高免疫力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用壳聚糖絮凝法从琼脂中分离制备低电内渗琼脂糖的方法，该方法简单，经济，环保，制得的低电内渗琼脂糖品质优良，凝胶性能优异。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种用壳聚糖絮凝法从琼脂中分离制备低电内渗琼脂糖的方法，所述低电内渗琼脂糖，其电内渗值低于0.1，包括如下步骤：

步骤a、配制质量百分比浓度为0.8-4.0％的琼脂溶液，加热搅拌完全溶解成澄清溶液，并置于70-90℃的水浴锅中恒温；

步骤b、配制质量百分比浓度为0.3%-1.5%壳聚糖溶液，以1%醋酸溶液做溶剂配制壳聚糖溶液，室温搅拌溶解；

步骤c、将步骤a所得的琼脂溶液加入步骤b所得的壳聚糖溶液，两种溶液的体积比为10∶1-5∶1，搅拌混匀，于70-90℃的水浴锅中恒温；

步骤d、用10%氢氧化钠溶液调节步骤c所得溶液PH至7.2-9.0，使壳聚糖絮凝，搅拌0.5-3小时；

步骤e、趁热过滤，去滤渣，收集滤液；

步骤f、让滤液降温，使其凝胶4-6小时，将凝胶于-20℃冷冻12小时，脱水，50-60℃烘干，粉碎得低电内渗琼脂糖。

所述步骤b中壳聚糖分子量为25，000以上，脱乙酰度75%-95%。

所述步骤a采用的琼脂来源于江蓠、石花菜或鸡毛菜属海洋红藻。

所述低电内渗琼脂糖，其电内渗值为0.06- 0.10。

所述步骤b中室温搅拌溶解1-5小时。

所述琼脂糖对琼脂收率为80%以上，室温下琼脂糖保质期不低于5年。

本发明方法简单，经济，环保，经本发明制得的低电内渗琼脂糖电内渗低于0.1，品质优良，凝胶性能优异，该方法适用于各种来源的海洋红藻琼脂，是理想的商业化生产工艺。

具体实施方式

本发明揭示了一种用壳聚糖絮凝法从琼脂中分离制备低电内渗琼脂糖的方法，所述低电内渗琼脂糖，其电内渗值低于0.1，为0.06- 0.10，包括如下步骤：

步骤a、配制质量百分比浓度为0.8-4.0％的琼脂溶液，加热搅拌完全溶解成澄清溶液，并置于70-90℃的水浴锅中恒温；采用的琼脂来源于江蓠、石花菜或鸡毛菜属海洋红藻；

步骤b、配制质量百分比浓度为0.3%-1.5%壳聚糖溶液，以1%醋酸溶液做溶剂配制壳聚糖溶液，室温搅拌溶解1-5小时；壳聚糖分子量为25，000以上，脱乙酰度75%-95%；

步骤c、将步骤a所得的琼脂溶液加入步骤b所得的壳聚糖溶液，两种溶液的体积比为10∶1-5∶1，搅拌混匀，于70-90℃的水浴锅中恒温；

步骤d、用10%氢氧化钠溶液调节步骤c所得溶液PH至7.2-9.0，使壳聚糖絮凝，搅拌0.5-3.0小时；

步骤e、趁热过滤，去滤渣，收集滤液；

步骤f、让滤液降温，使其凝胶4-6小时，将凝胶于-20℃冷冻12小时，脱水，50-60℃烘干，粉碎得低电内渗琼脂糖。

所述琼脂糖对琼脂收率为80%以上，室温下琼脂糖保质期不低于5年。

实施例1：

步骤a、称取10g琼脂粉（石花菜琼脂），加入500ml去离子水，加热搅拌完全溶解成澄清溶液，并置于85℃的水浴锅中恒温；

步骤b、称取0.3g壳聚糖，加入80ml去离子水，搅拌，加入0.8ml冰醋酸，室温搅拌溶解，其中壳聚糖的分子量为30，000，脱乙酰度88%；

步骤c、步骤a所得的琼脂溶液加入步骤b所得的壳聚糖溶液，搅拌混匀，于75℃的水浴锅中恒温；

步骤d、用10%氢氧化钠溶液调节步骤c所得溶液PH至7.2，使壳聚糖絮凝，搅拌2.5小时；10%氢氧化钠溶液配制方法：称取1g氢氧化钠，加入9ml去离子水，搅拌溶解；

步骤e、趁热过滤，去滤渣，收集滤液；

步骤f、让滤液降温，使其凝胶5小时，将凝胶于-20℃冷冻12小时，脱水，50℃烘干，粉碎得低电内渗琼脂糖8.25g，得率为82.5%，经测定其电内渗值为0.08，凝胶强度1385 g/cm²>

实施例2：

步骤a、称取4g琼脂粉（江蓠琼脂），加入480ml去离子水，加热搅拌完全溶解成澄清溶液，并置于75℃的水浴锅中恒温；

步骤b、称取0.5g壳聚糖，加入80ml去离子水，搅拌，加入0.8ml冰醋酸，室温搅拌溶解，其中壳聚糖的分子量为50，000，脱乙酰度76%；

步骤c、步骤a所得的琼脂溶液加入步骤b所得的壳聚糖溶液，搅拌混匀，于80℃的水浴锅中恒温；用10%氢氧化钠溶液调节步骤c所得溶液PH至8.0，使壳聚糖絮凝，搅拌1小时；

步骤d、趁热过滤，去滤渣，收集滤液；

步骤e、让滤液降温，使其凝胶6小时，将凝胶于-20℃冷冻12小时，脱水，55℃烘干，粉碎得低电内渗琼脂糖3.34g，得率为83.5%，经测定其电内渗值为0.08，凝胶强度1325 g/cm²>

实施例3：

步骤a、称取18g琼脂粉（江蓠琼脂），加入600ml去离子水，加热搅拌完全溶解成澄清溶液，并置于85℃的水浴锅中恒温；

步骤b、称取1.0g壳聚糖，加入80ml去离子水，搅拌，加入0.8ml冰醋酸，室温搅拌溶解，其中壳聚糖的分子量为100，000，脱乙酰度83%；

步骤c、步骤a所得的琼脂溶液加入步骤b所得的壳聚糖溶液，搅拌混匀，于70-90℃的水浴锅中恒温；用10%氢氧化钠溶液调节步骤c所得溶液PH至9.0，使壳聚糖絮凝，搅拌2小时；

步骤d、趁热过滤，去滤渣，收集滤液；

步骤e、让滤液降温，使其凝胶6小时，将凝胶于-20℃冷冻12小时，脱水，55℃烘干，粉碎得低电内渗琼脂糖14.69g，得率为81.6%，经测定其电内渗值为0.09，凝胶强度1296 g/cm²(含1%琼脂糖)。

以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。