一種蘋果酸殼寡糖複合鹽及其製備方法和應用的製作方法

2023-05-21 01:26:01 2

專利名稱：：一種蘋果酸殼寡糖複合鹽及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種複合鹽及其製備方法和應用，特別是涉及一種蘋果酸殼寡糖複合鹽及其製備方法與其在食品及功能添加劑方面的應用。
背景技術：
：蘋果酸又名2-羥基丁二酸，由於分子中有一個不對稱碳原子，有兩種立體異構體，以三種形式存在D-蘋果酸、L-蘋果酸和混旋體DL-蘋果酸。L-蘋果酸廣泛存在於不成熟的五味子、山楂、蘋果等果實的漿汁中，也可由延胡索酸經生物催化製得。它是人體三羧酸循環的重要中間產物，在細胞能量合成中起十分重要的作用，是合成能量分子ATP的必須成份。已經證明，蘋果酸及其它ATP合成所需物質缺乏與肌肉疼痛及慢性疲勞有關。蘋果酸安全無毒，易被人體吸收，口感接近天然果汁並具有天然香味。與檸檬酸相比，蘋果酸產生的熱量更低，口味更好，因此作為性能優異的食品添加劑和功能性食品，可廣泛應用於食品、化妝品、醫療和保健品等領域。蘋果酸可用於藥物製劑、片劑、糖漿中，還可以配入胺基酸溶液中，能明顯提高胺基酸的吸收率。蘋果酸還可用於治療肝病、貧血、免疫力低下、尿毒症、高血壓和肝衰竭等多種疾病，並能減輕抗癌藥物對正常細胞的毒害作用；蘋果酸還能用於製備和合成驅蟲劑、抗牙塘劑等。殼寡糖是指2至10個氨基葡萄糖以P-l，4-糖苷鍵連接而成的低聚殼聚糖，是由殼聚糖解聚而製成的。殼寡糖是以普通蝦蟹殼或酵母菌體為原料，經脫鈣、脫蛋白、脫色和脫乙醯基反應後，運用酶生物或化學解聚而得到的低分子量聚氨基葡萄糖。殼寡糖具有多種生理功能激活免疫，增強吞噬細胞能力；改善胰島素受體敏感性，明顯減低空腹血糖；保護正常肝細胞的分泌、代謝和排洩功能，增強肝細胞的生物轉換機能，直接抑制肝癌細胞及腹水腫瘤細胞的生長;提高有益脂蛋白數量，降低血脂；促進雙歧桿菌的增殖，抑制腸道有害菌的生長等。因此殼寡糖被稱為"生命的第六要素"，是目前世界上唯一帶有游離氨基鹼性基團的陽離子動物纖維物質，具有很強的絡合吸附能力，它不僅能把體內有毒有害物質和重金屬吸附排出體外，還能把體內多餘的脂肪和膽固醇吸附排出體外，是人體的"環保衛士"。殼寡糖還能改善人體酸性環境，活化體內細胞，使許多疾病不藥而愈，改善生命質量。由於殼寡糖能吸附人體內帶負電荷的類脂類、脂肪、膽汁酸等，並能直接進入血液，作用於免疫細胞，因而具有明顯的調節人體免疫功能，提高人體防病抗病能力的作用，尤其對中老年人多發的糖尿病、高血壓以及因免疫力降低而引起的其他疾病具有較好的輔助治療作用，對中老年人保健也有較好的功效。要充分發揮蘋果酸的生理功能，需要每天攝入1至5克蘋果酸。但蘋果酸是較強的有機酸，酸味極強，5。/。水溶液PH達到1.5，大量高濃度服用不僅口感很差，而且會灼傷口腔及食道，同時會造成短期內胃酸過高。若用鹼中和，則會帶入大量鈉鉀等陽離子並影響蘋果酸的生物活性。殼聚糖不溶於水，因此不能配製成水溶液或加入其他液體產品中，只能以固體形式服用，不僅服用不方便，而且影響吸收。殼聚糖的降解產物殼寡糖雖然能溶於水，但溶解速度較慢，加入鹽酸或硫酸能增加溶解速度，但會帶入氯離子或硫酸根離子，因此需要水溶性好而又不帶入其他有害陰離子(如鹽酸鹽會帶入氯離子，硫酸鹽會帶入硫酸根離子)的殼寡糖補充物。
發明內容本發明的目的是提供一種蘋果酸殼寡糖複合鹽。本發明的另一個目的是提供一種上述蘋果酸殼寡糖複合鹽的製備方法。本發明還有一個目的是提供一種上述複合蘋果酸殼寡糖鹽在食品和功能性添加劑領域的應用。本發明提供了一種蘋果酸殼寡糖複合鹽，其結構如下其中R為H或質子化胺基葡萄糖單元，n為1-50。R為H時蘋果酸與殼寡糖中胺基葡萄糖單元形成1:1的複合鹽，其5%水溶液PH值為3.4-3.8;R為質子化胺基葡萄糖單元時蘋果酸與殼寡糖中胺基葡萄糖單元形成l:2的複合鹽，其5n/。水溶液PH值為5.2-5.6。將蘋果酸和殼寡糖製成本發明所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽，不僅中和了蘋果酸的酸性，同時解決殼寡糖的溶解性問題，而且蘋果酸和殼寡糖表現出很強的協同生理功能，所得的蘋果酸殼寡糖複合鹽具有良好的水溶性和優良的生物活性。本發明提供的蘋果酸殼寡糖複合鹽的製備方法包括以下步驟首先將脫乙醯度大於85%的殼聚糖懸浮於一定量純水中，水的加入量為殼聚糖重量的20-200倍，優選為20-100倍;加入DL-蘋果酸或L-蘋果酸，加入量為殼聚糖重量的0.3-0.6倍，攪拌下加熱至40-60。C溶解或溶漲，使體系PH在3.8-7.0之間，優選在4.5-6.5NH30c0cj;H2CHc00ROH之間；然後加入殼聚糖重量5-10%的固定化殼聚糖酶(B加7/wBN-262)水解，溫度30-6(TC，優選為40-50。C，水解時間為5-48小時；過濾回收固定化酶，再根據最終產品是形成l:l或l:2的複合鹽添加0.1-1.5倍殼聚糖重量的蘋果酸，在60-10(TC下繼續水解成鹽2-8小時;然後將水解後的液體冷卻到25-30。C，在攪拌下加入醇進行醇析，醇析所用的醇可以是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇或丁醇，優選乙醇和異丙醇，加入量為溶液量的30-200%(體積)，優選為50-150%(體積)；醇析液經離心分離、洗漆，在50-60'C下真空乾燥6-10小時後得到高純度蘋果酸殼寡糖複合鹽。在水解步驟中，蘋果酸為DL-蘋果酸時優選水解溫度為80-100°C，蘋果酸為L-蘋果酸時優選水解溫度為60-80°C。在醇析步驟中，也可以分步析出所述複合鹽，醇濃度低時得到分子量較大的蘋果酸殼寡糖複合鹽，醇濃度高時得到分子量較小的蘋果酸殼寡糖複合鹽，因此採用本發明的製備方法還可以得到不同分子量分級的蘋果酸殼寡糖複合本發明所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽可廣泛應用於食品和功能添加劑領域，具有抗疲勞，保肝，解毒，增強免疫力和減肥，降血壓及降血脂等功效。通過實施例的方式可進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述實施例範圍之中。圖1是本發明提供的製備蘋果酸殼寡糖複合鹽的工藝流程圖具體實施例方式實施例1將16克殼聚糖(脫乙醯化度大於85%)懸浮於1600ml蒸餾水中，先加入8克DL-蘋果酸，加熱到5(TC溶解，PH4.8，加入1克固定化殼聚糖酶(S加7/^戸"^BN-262)，在5(TC下攪拌水解8小時，過濾回收酶。加入12克DL-蘋果酸，攪拌下加熱到90-95"C反應繼續水解2小時，得到透明的溶液，冷卻到25-3(TC，加入1600ml乙醇，析出白色固體，過濾，用20ml乙醇洗滌兩次，6(TC下真空乾燥6小時得到DL-蘋果酸殼寡糖複合鹽25.3克，元素分析表明該複合鹽含C:41.62%，H:4.92%，N:5.07%。己知蘋果酸與殼寡糖中的胺基葡萄糖單元形成1:1的複合鹽時C、H、O元素的理論百分含量為C:40.9%，H:5.7%，N:4.8%，蘋果酸與殼寡糖中的胺基葡萄糖單元形成1:2的複合鹽時C、H、O元素的理論百分含量為C:42.6%，H:6.3%，N:6.1%。因此元素分析表明在該實施例中DL-蘋果酸與殼寡糖中的胺基葡萄糖單元形成1:1的複合鹽。實施例2將16克殼聚糖(脫乙醯化度大於85%)懸浮於800ml蒸餾水中，先加入7克L-蘋果酸，加熱到5(TC溶解，PH5.2，加入1克固定化殼聚糖酶(BatilluspunitsBN-262),在5(TC下攪拌水解8小時，過濾回收酶。加入23克L-蘋果酸，攪拌下加熱到60-65'C反應繼續水解8小時，得到透明的溶液，冷卻到25-3(TC，加入1200ml異丙醇，析出白色固體過濾，用20ml異丙醇洗滌兩次，6(TC下真空乾燥6小時得到L-蘋果酸殼寡糖複合鹽25.1克。元素分析表明該複合鹽含C:41.24%，H:4.85%，N:5.19%,表明在該實施例中L-蘋果酸與殼寡糖中的胺基葡萄糖單元形成l:1的複合鹽。實施例3將15克殼聚糖(脫乙醯化度大於85%)懸浮於3000ml蒸餾水中，先加入5克DL-蘋果酸，加熱到5(TC溶解，PH5.5，加入1克固定化殼聚糖酶(BatilluspunitsBN-262)，在5(TC下攪拌水解8小時，過濾回收酶。加入2克DL-蘋果酸，攪拌下加熱到90-95'C反應繼續水解4小時，得到透明的溶液，冷卻到25-3(TC，加入3000ml乙醇，析出白色固體過濾，用20ml乙醇洗滌兩次，60。C下真空乾燥6小時得到DL-蘋果酸殼寡糖複合鹽22.6克，元素分析表明該複合鹽含C:42.07%，H:5.44%,N:5.47%，表明在該實施例中DL-蘋果酸與殼寡糖中的胺基葡萄糖單元形成l:l的複合鹽的同時還有l:2的複合鹽存在。實施例4將20克殼聚糖(脫乙醯化度大於85%)懸浮於400ml蒸餾水中，先加入10克DL-蘋果酸，加熱到5(TC溶解，PH4.8，加入1克固定化殼聚糖酶(5a"7/ws/tmtoBN-262)，在5(TC下攪拌水解8小時，過濾回收酶。加入15克DL-蘋果酸，攪拌下加熱到90-95'C反應繼續水解4小時，得到透明的溶液，冷卻到25-3(TC，先加入200ml乙醇，析出白色固體，過濾，用10ml乙醇洗滌兩次，60。C下真空乾燥6小時得到DL-蘋果酸殼寡糖複合鹽6.8克，經測定胺基葡萄糖單元平均為15-16個。元素分析表明該複合鹽含C:41.32%，H:5.30%，N:4.96%，表明此時DL-蘋果酸與殼寡糖中的胺基葡萄糖單元形成1:1的複合鹽。繼續加入600ml乙醇，析出白色固體過濾，用20ml乙醇洗滌兩次，60。C下真空乾燥6小時得到DL-蘋果酸殼寡糖複合鹽18.6克，經測定胺基葡萄糖單元平均為8-9個。元素分析表明該複合鹽含C:41.62%，H:5.35%，N:5.07%，表明此時DL-蘋果酸與殼寡糖中的胺基葡萄糖單元形成的也是1:1的複合鹽。實施例5將15克殼聚糖(脫乙醯化度大於85%)懸浮於1500ml蒸餾水中，先加入6克DL-蘋果酸，加熱到50'C溶解，PH5.5，加入1克固定化殼聚糖酶(BatilluspunitsBN-262)，在50。C下攪拌水解8小時，過濾回收酶。加入4克DL-蘋果酸，攪拌下加熱到90-95。C反應繼續水解4小時，得到透明的溶液，用10%氫氧化鈉溶液將PH調到5以中和過量的蘋果酸，冷卻到25-3(TC，加入750ml乙醇，析出白色固體過濾，用20ml乙醇洗滌兩次，60'C下真空乾燥6小時得到DL-蘋果酸殼寡糖複合鹽8.2克，元素分析表明該複合鹽含C:42.07%，H:6.14%，N:6.27%，因此在該實施例中DL-蘋果酸與殼寡糖中的胺基葡萄糖單元形成1:2的複合鹽。試驗例1蘋果酸殼寡糖複合鹽水溶性和酸性實驗1將實施例1中所得到的DL-蘋果酸殼寡糖複合鹽5克(蘋果酸與殼寡糖中胺基葡萄糖單元形成l:l的複合鹽)加入100ml蒸餾水中，攪拌下複合鹽迅速溶解，溶液的PH為3.8，而相同濃度的蘋果酸溶液PH為1.7。該試驗表明本發明製得的1:1的蘋果酸殼寡糖複合鹽水溶性好，其酸性較同濃度的蘋果酸溶液大大降低，同時改善了殼寡糖的口感，可用於配製口含片，飲品等，可比蘋果酸更廣泛的應用於食品和功能添加劑領域。試驗例2蘋果酸殼寡糖複合鹽水溶性和酸性實驗2將實施例5中所得到的DL-蘋果酸殼寡糖複合鹽5(蘋果酸與殼寡糖中胺基葡萄糖單元形成l:2的複合鹽)克加入100ml蒸餾水中，攪拌下複合鹽溶解，但溶解速度比實驗例1慢，溶液的PH為5.5，而相同濃度的蘋果酸溶液PH1.7。該試驗表明本發明製得的1:2的蘋果酸殼寡糖複合鹽也具有良好的水溶性，但溶解速度較1:1的複合鹽稍差，其酸性較同濃度的1:1的複合鹽溶液低，更是較同濃度的蘋果酸溶液大大降低，可用於配製高濃度蘋果酸的產品或可直接服用而不會損傷食道，也不會改變胃的酸度，從而影響消化。同時l:l和l:2的蘋果酸殼寡糖複合鹽復配使用可調節酸度，從而進一步擴大應用於領域。試驗例3降低膽固醇和甘油三酯試驗對30例單純性肥胖人觀察，分成兩組各15人，第一組每人每天服用1.6克殼寡糖(相當於3克1:1蘋果酸殼寡糖複合鹽中殼寡糖的含量)；第二組每人每天服用3克實施例2中所得的蘋果酸殼寡糖複合鹽，服用30天，試驗結果見表一。該實驗結果表明蘋果酸殼寡糖複合鹽具有明顯降低膽固醇和甘油三酯的功效，並且具有明顯協同效應。tableseeoriginaldocumentpage8權利要求1.一種蘋果酸殼寡糖複合鹽，其結構式如下其中R為H或質子化胺基葡萄糖單元，n為1-50。2.權利要求1所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽，R為H時蘋果酸與殼寡糖中胺基葡萄糖單元形成l:l的複合鹽，其5"/。水溶液PH值為3.4-3.8;R為質子化胺基葡萄糖單元時蘋果酸與殼寡糖中胺基葡萄糖單元形成1:2的複合鹽，其5%水溶液PH值為5.2-5.6。3.權利要求1所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽的製備方法，其特徵在於以DL-蘋果酸或L-蘋果酸和脫乙醯化度85%以上的殼聚糖為原料，包括以下步驟(1)將脫乙醯化度85%以上的殼聚糖懸浮於純水中，其中水的加入量為殼聚糖重量的20-200倍；(2)往步驟(1)的殼聚糖懸浮液中加入DL-蘋果酸或L-蘋果酸，加入量為殼聚糖重量的0.3-0.6倍，攪拌下加熱至40-6(TC溶解或溶漲，使體系PH在3.8-7.0之間；(3)加入殼聚糖重量5-10°/。的固定化殼聚糖酶(Ba"7/wpw"^BN-262)，30-6(TC下水解，水解時間5-48小時；(4)過濾回收固定化酶；再加入殼聚糖重量0.1-1.5倍的DL-蘋果酸或L-蘋果酸，進一步水解成鹽，溫度60-10(TC，時間2-8小時；(5)將水解後的液體冷卻至25-30°C，在攪拌下加入醇進行醇析，醇析所用的醇可以是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇或丁醇，加入量為溶液量的30-200%(體積);(6)醇析液經離心分離、洗滌，在50-6(TC下真空乾燥6-10小時得到高純度蘋果酸殼寡糖複合鹽。4.根據權利要求3所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽的製備方法，其特徵在於步驟(1)中水的加入量為殼聚糖重量的20-100倍。5.根據權利要求3所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽的製備方法，其特徵在於在步驟(2)中調節蘋果酸的加入量，使體系PH在4.5-6.5之間。6.根據權利要求3所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽的製備方法，其特徵在於步驟(3)中水解溫度為40-5(TC。7.根據權利要求3所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽的製備方法，其特徵在於步驟(4)中加入蘋果酸為DL-蘋果酸時，水解溫度為80-100°C;加入的蘋果酸為L-蘋果酸時，水解溫度為60-8(TC。8.根據權利要求3所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽的製備方法，其特徵在於步驟(5)中醇析所用醇為乙醇和異丙醇。9.權利要求3所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽的製備方法，其特徵在於步驟(5)中醇加入量為溶液量的50-150%(體積)。10.權利要求1所述的蘋果酸殼寡糖複合鹽在食品及功能添加劑方面的應用。全文摘要本發明涉及一種蘋果酸殼寡糖複合鹽及其製備方法及應用。所述蘋果酸殼寡糖複合鹽是以DL-蘋果酸或L-蘋果酸和脫乙醯化度85％以上的殼聚糖為原料，經以下步驟製備將殼聚糖懸浮於純水中，水的加入量為殼聚糖重量的20-200倍；然後加入DL-蘋果酸或L-蘋果酸調pH到4.5-6.5，加入固定化殼聚糖酶，攪拌下酶解，溫度為40-60℃，時間為5-48小時；酶解完成後分離回收固定化酶，加入一定量蘋果酸進一步水解成鹽，溫度60-100℃；將水解後的液體冷卻到25-30℃，在攪拌下進行醇析，加入量為溶液量的30-200％；醇析液經離心分離、洗滌，在50-60℃下真空乾燥得到高純度蘋果酸殼寡糖複合鹽。按本方法得到的蘋果酸殼寡糖複合鹽具有良好的水溶性，優良的生物活性，可應用於食品及功能添加劑等領域。文檔編號C08B37/00GK101367885SQ20081022368公開日2009年2月18日申請日期2008年10月7日優先權日2008年10月7日發明者李雲政申請人:李雲政