專利名稱：一種葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種葡甘露聚糖酸水解產物及其制備技術，特別提供了一種分子量可控、均一性好的葡甘露聚糖水解產物及其制備方法。
背景技術：
多糖是一類由單糖單元組成、具有豐富結構多樣性的特殊生物高分子，在生物體內，多糖以貯能高分子存在，或通過不同方式的超分子作用，形成組織結構大分子；此外，多糖作為某些生物轉化識別(如活性和選擇性)過程中的關鍵物質，已越來越深入地被人們所認識。眾多有機體如植物、動物、真菌、海洋生物和微生物，可通過生物途徑大量合成多糖。天然來源的多糖具有較好的生物相容性和可降解性，通過化學改性，可以獲得功能更為廣泛的多糖衍生物，在現代食品、化妝品、醫藥用品、工業用材料等方面應用廣泛，代表性的如淀粉、纖維素、右旋糖酐、殼聚糖、魔芋葡甘聚糖、阿拉伯膠和西黃芪膠等及其化學改性衍生品。葡甘露聚糖是一種常見的天然黏性多糖，其主鏈為D-甘露糖和D-葡萄糖組成，一般通過β 1-4位糖苷鍵連接，并常有部分支鏈結構和乙酰基修飾。該類多糖分布較為廣泛， 主要在植物中發現，如魔芋多糖(konjac gel)、白及多糖(來自白及Bletilla striata的塊莖)等，在微生物中也有發現。該類多糖常作為優良的天然食品增稠劑、化妝品成份使用，同時在醫藥原料、藥用載體和生物醫學材料中的應用也有報道。通過酸水解制備組份分級的降解多糖，是實驗研究和工業化生產中常規使用的方法，典型的例子包括右旋糖酐、淀粉和肝素的酸水解等。不同結構類型的多糖需要研究相應的酸水解條件，以獲得所需的特定分子量規格降解產物。盡管對葡甘露聚糖的提取純化、結構鑒定研究報道已經很多，但相關的酸降解研究內容較少報道。文獻“Kinetics of Acid Hydrolysis offfater-Soluble Spruce O-Acetyl Galactoglucomannans，，(Xu Chunlin 等， J. Agric. Food Chem. 2008,56 :2429-2435)報道了一種 21. 5kDa 分子量、有半乳糖支鏈修飾的葡甘露聚糖的酸水解研究，所述水解PH范圍1-3，溫度50-90度，但該原料不能獲得較高分子量的水解多糖，且酸水解產物分布范圍變寬、均一性降低，所述凝膠過濾色譜——折光 /多角度激光光散射聯用(HPGPC-RI/MALLS)分析方法需要特定儀器、不便于生產控制。現有魔芋多糖的降解研究報道，主要是超聲、微波、機械作用和酶法水解等，未見公開采用酸水解法制備特定規格降解產物的文獻。在文獻“白及代血漿的研究”(中草藥通訊，1973， (1) :34-38 ；吉林科技，1973，(4) :20-30)和“白及代血漿的臨床應用”(時珍國藥研究， 1995，6 12-13)中曾報道了白及膠經IN鹽酸100°C酸水解、通過終產物粘度控制制備白及代血漿的方法，但未公開具體工藝參數，同時限于當時科技手段，未公開原料和產品純度、 分子量分布范圍等關鍵參數。
發明內容
本發明的目的是提供一種葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法。
本發明是針對現有葡甘露聚糖酸水解產物的制備工藝和相應水解產物監控方法而展開研究的。已報道的魔芋多糖酶法水解受酶活性和種類的影響，難以直接控制所需產物分子量和進行工業化生產。傳統的白及多糖制備工藝所應用的主要是白及膠粗提物，不適于高標準的食用、醫用等原料，不能滿足國家標準要求。本發明通過對葡甘露聚糖酸水解產物制備方法的系統研究，建立了實際可行的葡甘露聚糖制備工藝和質量監控方法，可獲得分子量可控、均一性好的葡甘露聚糖水解產物，具有操作簡便、容易控制、適于工業化生產等優點，適用于天然來源葡甘露聚糖(如魔芋多糖，白及多糖等)水解產物的制備。本發明中所涉及的名詞術語，其概念和含義與本專業術語一致。本發明中所指分子量，一般是指絕對平均重均分子量，其具體數值可通過HPGPC-MALLS法測定。本發明中所指均一性，一般是指產品在適宜的HPGPC分析中樣品色譜峰呈單一的高斯正態分布，其多分散系數D值(平均重均分子量與平均數均分子量的比值)一般為1. 0-3. 0。可以理解，由于高分子多糖屬于多分散體系，同時測定數值受樣品純度和檢測系統的影響，所測定的分子量是一定范圍內統計學意義的平均值。采用本發明所述的制備方法可以解決上述的技術問題。本發明所述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法為(1)選取分子量不小于lOOkDa、均一的葡甘露聚糖原料，制備成0. 5% -2. 0% g/L 的聚糖水溶液；(2)由步驟1所得聚糖水溶液，加入無機酸，調節pH 1. 0-3. 0 ；制備成聚糖酸性水溶液；(3)由步驟2所得聚糖酸性水溶液，加熱至45-100°C進行酸水解0. 5-10小時，加入堿溶液進行中和至溶液PH 5-7，得聚糖水解溶液；(4)由步驟3所得聚糖水解溶液，加入聚糖水解溶液體積2-4倍的95%乙醇或無水乙醇，過濾，沉淀在70°C以下真空干燥，即得葡甘露聚糖酸水解產物。本發明所述制備方法(1)中優選為天然來源的魔芋多糖或白及多糖為葡甘露聚糖原料。本發明所述制備方法(2)中，所述無機酸酸優選鹽酸、硫酸或硝酸，更優選鹽酸； 所述聚糖酸性水溶液優選PH 2. 0-3. 0。本發明所述制備方法(3)中，優選的酸水解溫度范圍為60-90°C ；酸水解時間范圍為1. 5-5. 0小時，所述時間范圍根據預先測定的水解產物相對黏度與反應時間進行確定； 所述堿溶液優選0. 2-2M氫氧化鈉溶液。本發明制備方法(4)中，真空干燥的溫度優選45-60°C。本發明所述葡甘露聚糖酸水解產物具備以下特征(1)該葡甘露聚糖酸水解產物為均一多糖。(2)該葡甘露聚糖酸水解產物的分子量可按需要在小于原料分子量的范圍內選擇。本發明的突出特點在于該制備工藝和質量監控方法具有操作簡便、容易控制、適于工業化生產等優點，可獲得分子量可控、均一性好、純度高的葡甘露聚糖水解產物，適用于天然來源葡甘露聚糖(如魔芋多糖，白及多糖等)水解產物的制備。本發明還提供采用上述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法得到的水解產物在制備治療消化道潰瘍和出血的藥物中的應用。本發明要求保護的重點內容，是在對葡甘露聚糖酸水解產物的制備工藝研究和參數優化、質量監控方法研究等大量研究工作基礎上完成的。本發明的主要技術特征為(1)、葡甘露聚糖原料的選擇本發明旨在通過酸水解法，提供一種特定分子量的葡甘露聚糖，原則上該聚糖可來源于任一生物資源。為保證水解產物具有選擇范圍較寬的分子量范圍，優選不小于 IOOkDa分子量的葡甘露聚糖原料。所述葡甘露聚糖原料可按公開文獻報道方法，從相關生物中獲得，也可從商業途徑獲得。優選的所述葡甘露聚糖原料可從白及中提取，或直接購買
魔芋多糖。為獲得均一性好、純度高的優質酸水解產物，可進一步選取均一性較好的葡甘露聚糖作為原料，該原料的純度和分子量可采用已知的現有技術進行測定，如HPGPC法。為保證酸水解反應的均勻性，本發明優選在均相水溶液中進行反應。相應的， 所述葡甘露聚糖原料應根據其水溶解度制備成適宜濃度的聚糖水溶液。例如，魔芋多糖 (0.5% -1.0% )溶液，白及多糖(0.5%-2.0%)溶液。本發明研究中發現，不同來源或同一來源不同濃度的葡甘露聚糖溶液，其酸水解反應速率常數類似，但具體反應速率有差別， 應在制備具體原料水解產物時先行考察設定。(2)、反應條件考察影響酸水解反應的主要影響因素是反應溫度和酸度范圍。本發明通過大量研究， 發現適宜溫度范圍為45-100度，更優選范圍為60-90度；適宜酸度范圍為pH 1. 0 pH 3.0，更優選范圍為pH 2.0 pH 3.0。在此反應條件范圍，可獲得均一性好、純度高的酸降解產物。為獲得穩定的產物和方便操作，可調整反應溫度和酸度條件，控制反應時間在 0.5-10小時，更優選范圍為1.5-5.0小時。反應中所需酸可為無機酸中的一種，優選鹽酸、 硫酸或硝酸，更優選鹽酸；加堿中止反應時可選適宜強堿溶液，優選0. 2-2M氫氧化鈉溶液。 產物后處理可選用醇沉法，優選95%乙醇或無水乙醇，所用量按體積比為聚糖水解溶液的 2-4倍；醇沉所得沉淀物通過進一步干燥獲得酸水解產物固體，干燥方法優選真空干燥，溫度應小于70度，優選45-60度。代表性的制備方法，以白及多糖(分子量180kD)為例如下稱取1. Og白及多糖，加入90mL蒸餾水，60度水浴加熱溶解。將水浴升溫至75度， 加入一定量HCl溶液和水使得酸終濃度為設定值，開始計時反應，于設定反應終點加入一定量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小時，即得所
需酸水解產物。在60-90度和pH 1. 0_3. 0條件下，測得該白及多糖的酸水解反應速率常數如表 1 表1白及多糖BT180的酸水解反應速率常數
權利要求
1.一種葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法，其特征在于所述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法分為以下步驟(1)選取分子量不小于lOOkDa、均一的葡甘露聚糖原料，制備成0.5% -2. 0% g/L的聚糖水溶液；(2)由步驟(1)所得聚糖水溶液，加入無機酸，調節pHl.0-3.0 ；制備成聚糖酸性水溶液；(3)由步驟(2)所得聚糖酸性水溶液，加熱至45-100°C進行酸水解0.5-10小時，加入堿溶液進行中和至溶液PH 5-7，得聚糖水解溶液；(4)由步驟C3)所得聚糖水解溶液，加入聚糖水解溶液體積2-4倍的95%乙醇或無水乙醇，過濾，沉淀在70°C以下真空干燥，即得葡甘露聚糖酸水解產物。
2.按照權利要求1所述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法，其特征在于所述葡甘露聚糖原料為天然來源的魔芋多糖或白及多糖。
3.按照權利要求1所述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法，其特征在于所述步驟(2) 中無機酸為鹽酸、硫酸或硝酸。
4.按照權利要求1所述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法，其特征在于所述步驟(3) 中酸為鹽酸。
5.根據權利要求1所述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法，其特征在于所述步驟(3) 中聚糖酸性水溶液的PH 2.0-3.0。
6.按照權利要求1所述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法，其特征在于所述步驟(3) 中聚糖酸性水溶液加熱至60-90°C進行酸水解。
7.按照權利要求1所述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法，其特征在于所述步驟(3) 中酸水解時間為1. 5-5. 0小時。
8.按照權利要求1所述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法，其特征在于所述步驟(3) 中堿溶液為0. 2-2M的氫氧化鈉溶液。
9.按照權利要求1所述葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法，其特征在于所述步驟(4) 中真空干燥溫度為45-60°C。
10.按照權利套求1所述制備方法得到的葡甘露聚糖酸水解產物，其特征在于所述葡甘露聚糖酸水解產物可用于制備治療消化道潰瘍和出血的藥物中。
全文摘要
一種葡甘露聚糖酸水解產物的制備方法，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酸度范圍和45-100℃溫度范圍內進行水解0.5-10小時，獲得特定分子量的葡甘露聚糖酸水解產物；本發明同時公開了采用預先測定的水解產物相對黏度監控反應進程的方法，以及所述葡甘露聚糖酸水解產物在消化道潰瘍和出血中的醫學應用；本發明所述酸水解制備葡甘露聚糖的方法可獲得分子量可控、均一性好的葡甘露聚糖水解產物，具有操作簡便、容易控制、適于工業化生產等優點，適用于天然來源葡甘露聚糖(如白及多糖，魔芋多糖等)水解產物的制備。
文檔編號C08B37/02GK102241788SQ201010166718
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月10日 優先權日2010年5月10日
發明者劉江云, 劉艷麗, 張燕, 楊世林, 殷殷, 蔡培烈, 薛百忠 申請人:遼寧諾康醫藥有限公司