专利名称：一种葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种葡甘露聚糖酸水解产物及其制备技术，特别提供了一种分子量可控、均一性好的葡甘露聚糖水解产物及其制备方法。
背景技术：
多糖是一类由单糖单元组成、具有丰富结构多样性的特殊生物高分子，在生物体内，多糖以贮能高分子存在，或通过不同方式的超分子作用，形成组织结构大分子；此外，多糖作为某些生物转化识别(如活性和选择性)过程中的关键物质，已越来越深入地被人们所认识。众多有机体如植物、动物、真菌、海洋生物和微生物，可通过生物途径大量合成多糖。天然来源的多糖具有较好的生物相容性和可降解性，通过化学改性，可以获得功能更为广泛的多糖衍生物，在现代食品、化妆品、医药用品、工业用材料等方面应用广泛，代表性的如淀粉、纤维素、右旋糖酐、壳聚糖、魔芋葡甘聚糖、阿拉伯胶和西黄芪胶等及其化学改性衍生品。葡甘露聚糖是一种常见的天然黏性多糖，其主链为D-甘露糖和D-葡萄糖组成，一般通过β 1-4位糖苷键连接，并常有部分支链结构和乙酰基修饰。该类多糖分布较为广泛， 主要在植物中发现，如魔芋多糖(konjac gel)、白及多糖(来自白及Bletilla striata的块茎)等，在微生物中也有发现。该类多糖常作为优良的天然食品增稠剂、化妆品成份使用，同时在医药原料、药用载体和生物医学材料中的应用也有报道。通过酸水解制备组份分级的降解多糖，是实验研究和工业化生产中常规使用的方法，典型的例子包括右旋糖酐、淀粉和肝素的酸水解等。不同结构类型的多糖需要研究相应的酸水解条件，以获得所需的特定分子量规格降解产物。尽管对葡甘露聚糖的提取纯化、结构鉴定研究报道已经很多，但相关的酸降解研究内容较少报道。文献“Kinetics of Acid Hydrolysis offfater-Soluble Spruce O-Acetyl Galactoglucomannans，，(Xu Chunlin 等， J. Agric. Food Chem. 2008,56 :2429-2435)报道了一种 21. 5kDa 分子量、有半乳糖支链修饰的葡甘露聚糖的酸水解研究，所述水解PH范围1-3，温度50-90度，但该原料不能获得较高分子量的水解多糖，且酸水解产物分布范围变宽、均一性降低，所述凝胶过滤色谱——折光 /多角度激光光散射联用(HPGPC-RI/MALLS)分析方法需要特定仪器、不便于生产控制。现有魔芋多糖的降解研究报道，主要是超声、微波、机械作用和酶法水解等，未见公开采用酸水解法制备特定规格降解产物的文献。在文献“白及代血浆的研究”(中草药通讯，1973， (1) :34-38 ；吉林科技，1973，(4) :20-30)和“白及代血浆的临床应用”(时珍国药研究， 1995，6 12-13)中曾报道了白及胶经IN盐酸100°C酸水解、通过终产物粘度控制制备白及代血浆的方法，但未公开具体工艺参数，同时限于当时科技手段，未公开原料和产品纯度、 分子量分布范围等关键参数。
发明内容
本发明的目的是提供一种葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法。
本发明是针对现有葡甘露聚糖酸水解产物的制备工艺和相应水解产物监控方法而展开研究的。已报道的魔芋多糖酶法水解受酶活性和种类的影响，难以直接控制所需产物分子量和进行工业化生产。传统的白及多糖制备工艺所应用的主要是白及胶粗提物，不适于高标准的食用、医用等原料，不能满足国家标准要求。本发明通过对葡甘露聚糖酸水解产物制备方法的系统研究，建立了实际可行的葡甘露聚糖制备工艺和质量监控方法，可获得分子量可控、均一性好的葡甘露聚糖水解产物，具有操作简便、容易控制、适于工业化生产等优点，适用于天然来源葡甘露聚糖(如魔芋多糖，白及多糖等)水解产物的制备。本发明中所涉及的名词术语，其概念和含义与本专业术语一致。本发明中所指分子量，一般是指绝对平均重均分子量，其具体数值可通过HPGPC-MALLS法测定。本发明中所指均一性，一般是指产品在适宜的HPGPC分析中样品色谱峰呈单一的高斯正态分布，其多分散系数D值(平均重均分子量与平均数均分子量的比值)一般为1. 0-3. 0。可以理解，由于高分子多糖属于多分散体系，同时测定数值受样品纯度和检测系统的影响，所测定的分子量是一定范围内统计学意义的平均值。采用本发明所述的制备方法可以解决上述的技术问题。本发明所述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法为(1)选取分子量不小于lOOkDa、均一的葡甘露聚糖原料，制备成0. 5% -2. 0% g/L 的聚糖水溶液；(2)由步骤1所得聚糖水溶液，加入无机酸，调节pH 1. 0-3. 0 ；制备成聚糖酸性水溶液；(3)由步骤2所得聚糖酸性水溶液，加热至45-100°C进行酸水解0. 5-10小时，加入碱溶液进行中和至溶液PH 5-7，得聚糖水解溶液；(4)由步骤3所得聚糖水解溶液，加入聚糖水解溶液体积2-4倍的95%乙醇或无水乙醇，过滤，沉淀在70°C以下真空干燥，即得葡甘露聚糖酸水解产物。本发明所述制备方法(1)中优选为天然来源的魔芋多糖或白及多糖为葡甘露聚糖原料。本发明所述制备方法(2)中，所述无机酸酸优选盐酸、硫酸或硝酸，更优选盐酸； 所述聚糖酸性水溶液优选PH 2. 0-3. 0。本发明所述制备方法(3)中，优选的酸水解温度范围为60-90°C ；酸水解时间范围为1. 5-5. 0小时，所述时间范围根据预先测定的水解产物相对黏度与反应时间进行确定； 所述碱溶液优选0. 2-2M氢氧化钠溶液。本发明制备方法(4)中，真空干燥的温度优选45-60°C。本发明所述葡甘露聚糖酸水解产物具备以下特征(1)该葡甘露聚糖酸水解产物为均一多糖。(2)该葡甘露聚糖酸水解产物的分子量可按需要在小于原料分子量的范围内选择。本发明的突出特点在于该制备工艺和质量监控方法具有操作简便、容易控制、适于工业化生产等优点，可获得分子量可控、均一性好、纯度高的葡甘露聚糖水解产物，适用于天然来源葡甘露聚糖(如魔芋多糖，白及多糖等)水解产物的制备。本发明还提供采用上述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法得到的水解产物在制备治疗消化道溃疡和出血的药物中的应用。本发明要求保护的重点内容，是在对葡甘露聚糖酸水解产物的制备工艺研究和参数优化、质量监控方法研究等大量研究工作基础上完成的。本发明的主要技术特征为(1)、葡甘露聚糖原料的选择本发明旨在通过酸水解法，提供一种特定分子量的葡甘露聚糖，原则上该聚糖可来源于任一生物资源。为保证水解产物具有选择范围较宽的分子量范围，优选不小于 IOOkDa分子量的葡甘露聚糖原料。所述葡甘露聚糖原料可按公开文献报道方法，从相关生物中获得，也可从商业途径获得。优选的所述葡甘露聚糖原料可从白及中提取，或直接购买
魔芋多糖。为获得均一性好、纯度高的优质酸水解产物，可进一步选取均一性较好的葡甘露聚糖作为原料，该原料的纯度和分子量可采用已知的现有技术进行测定，如HPGPC法。为保证酸水解反应的均勻性，本发明优选在均相水溶液中进行反应。相应的， 所述葡甘露聚糖原料应根据其水溶解度制备成适宜浓度的聚糖水溶液。例如，魔芋多糖 (0.5% -1.0% )溶液，白及多糖(0.5%-2.0%)溶液。本发明研究中发现，不同来源或同一来源不同浓度的葡甘露聚糖溶液，其酸水解反应速率常数类似，但具体反应速率有差别， 应在制备具体原料水解产物时先行考察设定。(2)、反应条件考察影响酸水解反应的主要影响因素是反应温度和酸度范围。本发明通过大量研究， 发现适宜温度范围为45-100度，更优选范围为60-90度；适宜酸度范围为pH 1. 0 pH 3.0，更优选范围为pH 2.0 pH 3.0。在此反应条件范围，可获得均一性好、纯度高的酸降解产物。为获得稳定的产物和方便操作，可调整反应温度和酸度条件，控制反应时间在 0.5-10小时，更优选范围为1.5-5.0小时。反应中所需酸可为无机酸中的一种，优选盐酸、 硫酸或硝酸，更优选盐酸；加碱中止反应时可选适宜强碱溶液，优选0. 2-2M氢氧化钠溶液。 产物后处理可选用醇沉法，优选95%乙醇或无水乙醇，所用量按体积比为聚糖水解溶液的 2-4倍；醇沉所得沉淀物通过进一步干燥获得酸水解产物固体，干燥方法优选真空干燥，温度应小于70度，优选45-60度。代表性的制备方法，以白及多糖(分子量180kD)为例如下称取1. Og白及多糖，加入90mL蒸馏水，60度水浴加热溶解。将水浴升温至75度， 加入一定量HCl溶液和水使得酸终浓度为设定值，开始计时反应，于设定反应终点加入一定量IM NaOH溶液中和至pH 6_7，加入300mL乙醇使沉淀，60度真空干燥12小时，即得所
需酸水解产物。在60-90度和pH 1. 0_3. 0条件下，测得该白及多糖的酸水解反应速率常数如表 1 表1白及多糖BT180的酸水解反应速率常数
权利要求
1.一种葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法，其特征在于所述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法分为以下步骤(1)选取分子量不小于lOOkDa、均一的葡甘露聚糖原料，制备成0.5% -2. 0% g/L的聚糖水溶液；(2)由步骤(1)所得聚糖水溶液，加入无机酸，调节pHl.0-3.0 ；制备成聚糖酸性水溶液；(3)由步骤(2)所得聚糖酸性水溶液，加热至45-100°C进行酸水解0.5-10小时，加入碱溶液进行中和至溶液PH 5-7，得聚糖水解溶液；(4)由步骤C3)所得聚糖水解溶液，加入聚糖水解溶液体积2-4倍的95%乙醇或无水乙醇，过滤，沉淀在70°C以下真空干燥，即得葡甘露聚糖酸水解产物。
2.按照权利要求1所述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法，其特征在于所述葡甘露聚糖原料为天然来源的魔芋多糖或白及多糖。
3.按照权利要求1所述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法，其特征在于所述步骤(2) 中无机酸为盐酸、硫酸或硝酸。
4.按照权利要求1所述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法，其特征在于所述步骤(3) 中酸为盐酸。
5.根据权利要求1所述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法，其特征在于所述步骤(3) 中聚糖酸性水溶液的PH 2.0-3.0。
6.按照权利要求1所述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法，其特征在于所述步骤(3) 中聚糖酸性水溶液加热至60-90°C进行酸水解。
7.按照权利要求1所述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法，其特征在于所述步骤(3) 中酸水解时间为1. 5-5. 0小时。
8.按照权利要求1所述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法，其特征在于所述步骤(3) 中碱溶液为0. 2-2M的氢氧化钠溶液。
9.按照权利要求1所述葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法，其特征在于所述步骤(4) 中真空干燥温度为45-60°C。
10.按照权利套求1所述制备方法得到的葡甘露聚糖酸水解产物，其特征在于所述葡甘露聚糖酸水解产物可用于制备治疗消化道溃疡和出血的药物中。
全文摘要
一种葡甘露聚糖酸水解产物的制备方法，所述方法采用分子量不小于100kDa、均一的葡甘露聚糖原料，在pH1.0-3.0酸度范围和45-100℃温度范围内进行水解0.5-10小时，获得特定分子量的葡甘露聚糖酸水解产物；本发明同时公开了采用预先测定的水解产物相对黏度监控反应进程的方法，以及所述葡甘露聚糖酸水解产物在消化道溃疡和出血中的医学应用；本发明所述酸水解制备葡甘露聚糖的方法可获得分子量可控、均一性好的葡甘露聚糖水解产物，具有操作简便、容易控制、适于工业化生产等优点，适用于天然来源葡甘露聚糖(如白及多糖，魔芋多糖等)水解产物的制备。
文档编号C08B37/02GK102241788SQ201010166718
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月10日 优先权日2010年5月10日
发明者刘江云, 刘艳丽, 张燕, 杨世林, 殷殷, 蔡培烈, 薛百忠 申请人:辽宁诺康医药有限公司