一種殼聚糖接枝精氨酸的方法與流程

2023-08-14 01:17:26 1

本發明涉及殼聚糖改性的技術領域，特別是一種殼聚糖接枝精氨酸的方法

背景技術：

殼聚糖又名聚氨基葡萄糖，其化學式為C6H11NO4，是甲殼素脫去部分或全部乙醯基得到的產物。殼聚糖具有無毒無害，可生物降解等優良特性，尤為突出的殼聚糖的抗菌性能使得其在生物技術領域、食品方面、化妝品行業等其他領域達到廣泛應用。但值得注意的是由於殼聚糖的活性受到本身脫乙醯度和分子量等諸多因素的影響，並且易降解，在大多數溶劑中溶解性差，所以人們對殼聚糖的改性做了大量的研究提高其活性，包括羧基化、季銨鹽型烷基化、以及氨基化和硫脲化等。本發明就研究了將殼聚糖氨基化的工藝過程，即精氨酸接枝殼聚糖。

精氨酸，化學名為a-氨基-β-胍基戊酸，化學式為N6H14N4O2。精氨酸是重要的化工產品，在醫療、食品、化妝品方面有著極為廣泛的應用，例如，精氨酸是人體的半必需胺基酸，可以為腸胃病患者以及消化道疾病患者，提供必要的蛋白質營養成分，為慢性疾病或者急性患者，提供不用口服的營養物質，預防或者減少放射輻射或者癌症因素引起的白細胞減少症；精氨酸也是多種化妝品的重要原料；精氨酸可以作為食品添加劑，添加到運動功能性飲料中或作為食品調味品，多用於排斥鈉類物質的患者。目前國內外生產精氨酸的方法主要有水解蛋白法、生物酶法、化學合成法和發酵法，所以保證了精氨酸不僅應用廣泛，而且來源充足，是改性殼聚糖非常理想的選擇。

技術實現要素：

本發明的目的就是針對上述存在的問題而提供一種精氨酸接枝精氨酸的方法。通過本發明製備方法，精氨酸可以成功接枝殼聚糖。

附圖說明

圖1為精氨酸、殼聚糖和精氨酸接枝殼聚糖的紅外光譜圖。

提取工藝

本發明是利用精氨酸接枝殼聚糖，具體操作工藝如下：

配置16g/L精氨酸70％(v/v)乙醇溶液，在50℃水浴鍋中攪拌1h，使得 精氨酸充分溶解到蒸餾水中。

稱取與精氨酸摩爾比為1∶1的殼聚糖，加入到上述精氨酸乙醇溶液中。

稱取與精氨酸摩爾比為1∶1的二環己基碳二亞胺(DCC)，並用95％乙醇溶解，在30min內勻速滴加到上述混合溶液中，並在30℃水浴鍋中不斷攪拌。

利用1mol/L鹽酸溶液將上述混合溶液的PH調至5後，加入DCC摩爾質量的5％的4-二甲氨基吡啶(DMAP)，不斷攪拌，30℃反應10h。

將反應後的溶液過濾，濾渣溶於適量的無水乙醇中，50℃攪拌2h以去除異脲。此過程反覆3次。

將上述溶液裝入透析袋中，先在蒸餾水中透析，待透析由於蒸餾水進入完全膨脹後放入18％(m/v)聚乙二醇20000溶液中透析過夜，此過程反覆3次以去除過量的精氨酸和其他雜質，並達到反應物後冷凍乾燥、粉碎，得最終產物，即精氨酸接枝精氨酸。

測定

一)紅外光譜分析

通過分析精氨酸、殼聚糖和精氨酸接枝殼聚糖的紅外光譜圖(圖1)可知，精氨酸接枝殼聚糖以後，在2897cm-1出現明顯的吸收峰，是因為精氨酸中含有較多-CH2鍵；精氨酸1721cm-1處的C＝O的伸縮峰消失，而殼聚糖被改性後在1635cm-1的吸收峰加強，一方面是因為精氨酸的羧基和殼聚糖的羥基形成的醯胺鍵C＝O的伸縮振動和N-H的彎曲振動，另一方面是因為C＝N的伸縮振動；由於精氨酸胍基中的C＝N和C-N形成p-π共軛，使得殼聚糖1417cm-1處的吸收峰向高頻區橫移，就使得改性後的殼聚糖在1454cm-1處出現吸收峰；1099cm-1的吸收峰是因為精氨酸的C-O-C的伸縮振動。

二)氮元素含量分析結果

準確稱取100mg固體樣品，放入乾燥潔淨的煮解瓶中，保證樣品落入燒瓶底部。加入等質量的硫酸銅-硫酸鉀混合物(mCuSO4∶mK2SO4＝1∶3)。隨後加入濃硫酸20mL以及2mL雙氧水。在凱氏燒瓶口放一小漏鬥，使燒瓶成45°傾斜。用小火緩慢加熱，並加入防沸玻璃珠使溶液保持在沸點以下，等沸泡停止，逐步加大火力，反應物先變焦黑，後逐漸變成草綠色，最後變成橙明的淡藍綠色或幾乎無色，期間分三次，每次加入2mL雙氧水以加速變色。樣品經過凱氏蒸餾後， 用0.025mL標準鹽酸溶液滴定所收集的蒸餾液，終點時，指示劑由綠色變為灰色，過量一滴呈粉紅色。樣品氮含量按下式計算

其中，V－－減去空白後，樣品所消耗鹽酸標準溶液的體積(mL)

C－－鹽酸標準溶液的摩爾濃度

W－－樣品的重量(mg)

經凱氏定氮測定本實驗殼聚糖的的氮含量為7.06％，經接枝精氨酸後氮含量為13.34％，由於精氨酸單體為2-氨基-5-胍基戊酸，每分子精氨酸含有兩個氨基與兩個亞氨基，氮含量為32.15％，遠高於殼聚糖，因此殼聚糖接枝精氨酸後依然導致產物氮含量增加，而取代度越高，則氮含量越高。因此，經過測定接枝產物的氮含量結果表明，本實驗已經在殼聚糖大分子鏈上成功引入了一定數量的精氨酸。