一種可生物降解的羧甲基纖維素微囊及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及微囊制備領域，具體涉及一種可生物降解的羧甲基纖維素微囊及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 羧甲基纖維素(CMC)是一種重要的水溶性纖維素醚類衍生物，由于具有無毒、可生 物降解、便宜易得，易溶于水且在水溶液中具有良好的增稠性及抗剪切能力、水分保持等特 點，被廣泛用于食品、醫藥和化妝品、涂料、油漆、紡織以及石油和造紙等行業。目前關于CMC 改性研究已經取得一定成功，已有不少新品種研制出來，如CMC與二甲基二烯丙基氯化銨接 枝共聚物、CMC與丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基二甲基辛基溴化銨接枝共聚物等。通過CMC與 其他化合物的基團發生接枝共聚反應所制得的接枝CMC兼具有天然合成高分子兩者的優 點，性能優異，可降解，可用來制備微囊，包裹活性物質，用于食品、化妝品等領域。但是通常 的化學反應對反應條件要求較高，需要催化劑，副產物較多，由于以上的缺點，造成羧甲基 纖維素的合成后，反應物提純困難，催化劑附著在合成物的表面，經過多步驟的提純工序， 增加了生產成本。
[0003]而固定化脂肪酶是固體物質，與反應體系很容易分離，可以通過簡單的過濾就能 與體系分離，不需要后續的提純步驟。且酶反應的優點是專一性高，條件溫和，常溫常壓，不 需要耐高溫高壓的設備而且催化速率高。此外，脂肪酶在非水相體系中能夠催化酯的合成， 所以可以在常溫常壓條件下，完成酯化反應。
【發明內容】
[0004] 發明目的：本發明的目的是為了彌補現有研究技術的不足，提供了一種提純步驟 少、反應副產物少且反應溫和、生產成本低的可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法。
[0005] 技術方案:一種可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法，包括如下步驟：
[0006] 1)脫水有機溶劑的制備：將分子篩于180-200°c烘箱內活化2h-4h，置于干燥器中 冷卻后，與N，N-二甲基甲酰胺分子篩與有機溶劑的質量比為1:10-30,加入反應容器中，于 室溫下震蕩48h后，濾去分子篩，得脫水有機溶劑，備用；
[0007] 2)凍干脂肪酶的制備:將濃度為0.2mol/L pH值為7.5的磷酸鹽緩沖液與脂肪酶混 合，磷酸緩沖溶液與脂肪酶質量比為1:3-5，凍干后，得凍干脂肪酶，備用；
[0008] 3)將步驟2)中所得的凍干脂肪酶置于密閉容器中，與氯化鈉的飽和水溶液氣相平 衡72h以上，并將羧甲基纖維素和步驟1)中所得的脫水有機溶劑置于另一密閉容器中，與氯 化鈉的飽和水溶液氣相平衡72h以上，使固定化脂肪酶的水活度與飽和鹽溶液的水活度相 同；
[0009] 4)羧甲基纖維素接枝化合物的制備:在反應容器中加入步驟3)中所得到的羧甲基 纖維素，和油酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺，并加入步驟3)中所得的脂肪酶，反應Ih后加入經 過活化處理的分子篩，羧甲基纖維素：油酸甲酯：脂肪酶:分子篩:N，N-二甲基甲酰胺：1:1-5 :3-5:2-5:30-50，40-60°C，于200r/min，36h反應結束，過濾去除分子篩和固定化脂肪酶，這 個步驟簡單方便，減少了提純步驟，得羧甲基纖維素接枝化合物；
[0010] 5)制備羧甲基纖維素微囊:將制備所得的羧甲基纖維素接枝化合物經甲醇透析， 后經冷凍干燥機干燥，所得到的反應物溶解在蒸餾水中，經超聲處理，即得羧甲基纖維素微 囊。
[0011]本發明還公開了一種可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法所制得的羧甲 基纖維素微囊。
[0012] 有益效果:本發明通過固定化酶合成CMC接枝化合物，克服化學反應步驟繁瑣，反 應條件高，副產物多，反應產物提純難等缺點，所制備的CMC接枝化合物用于制備兩性化合 物的微囊。
【具體實施方式】：
[0013] 本發明中，脂肪酶使用的是市售的N_435(諾維信脂肪酶435)。
[0014] 實施例1:
[0015] -種可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法，包括如下步驟：
[0016] 1)脫水有機溶劑的制備：將分子篩于180°C烘箱內活化3h，置于干燥器中冷卻后， 與N，N-二甲基甲酰胺，分子篩與有機溶劑的質量比為1:10,加入反應容器中，于室溫下震蕩 48h后，濾去分子篩，得脫水有機溶劑，備用；
[0017] 2)凍干脂肪酶的制備:將濃度為0.2mol/L pH值為7.5的磷酸鹽緩沖液與脂肪酶混 合，磷酸緩沖溶液與脂肪酶質量比為1:3-5，凍干后，得凍干脂肪酶，備用；
[0018] 3)將步驟2)中所得的凍干脂肪酶置于密閉容器中，與氯化鈉的飽和水溶液氣相平 衡72h以上，得固定化脂肪酶，并將羧甲基纖維素和步驟1)中所得的脫水有機溶劑置于另一 密閉容器中，與氯化鈉的飽和水溶液氣相平衡72h以上，使固定化脂肪酶的水活度與飽和鹽 溶液的水活度相同；
[0019] 4)羧甲基纖維素接枝化合物的制備:在反應容器中加入步驟3)中所得到的羧甲基 纖維素，油酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺，并加入步驟3)中所得的脂肪酶，反應Ih后加入經過 活化處理的分子篩，羧甲基纖維素：油酸甲酯：脂肪酶:分子篩:N，N-二甲基甲酰胺的質量比 為1:1:3:2:30，40-60°C，于200r/min，36h反應結束，得羧甲基纖維素接枝化合物；
[0020] 5)制備羧甲基纖維素微囊:將制備所得的羧甲基纖維素接枝化合物經甲醇透析， 后經冷凍干燥機干燥，所得到的反應物溶解在蒸餾水中，經超聲處理，即得羧甲基纖維素微 囊。
[0021] 實施例2:
[0022] -種可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法，包括如下步驟：
[0023] 1)脫水有機溶劑的制備：將分子篩于200°C烘箱內活化2.5h，置于干燥器中冷卻 后，與N，N-二甲基甲酰胺，分子篩與有機溶劑的質量比為1:30,加入反應容器中，于室溫下 震蕩48h后，濾去分子篩，得脫水有機溶劑，備用；
[0024] 2)凍干脂肪酶的制備:將濃度為0.2mol/L pH值為7.5的磷酸鹽緩沖液與脂肪酶混 合，磷酸緩沖溶液與脂肪酶質量比為1:5，凍干后，得凍干脂肪酶，備用；
[0025] 3)將步驟2)中所得的凍干脂肪酶置于密閉容器中，與氯化鈉的飽和水溶液氣相平 衡72h以上，并將羧甲基纖維素和步驟1)中所得的脫水有機溶劑置于另一密閉容器中，與氯 化鈉的飽和水溶液氣相平衡72h以上，使固定化脂肪酶的水活度與飽和鹽溶液的水活度相 同；
[0026] 4)羧甲基纖維素接枝化合物的制備:在反應容器中加入步驟3)中所得到的羧甲基 纖維素，油酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺，并加入步驟3)中所得的脂肪酶，反應Ih后加入經過 活化處理的分子篩，羧甲基纖維素：油酸甲酯:脂肪酶:分子篩:N，N-二甲基甲酰胺：1:2:4:3 :40，40-60°C，于200r/min，36h反應結束，得羧甲基纖維素接枝化合物；
[0027] 5)制備羧甲基纖維素微囊:將制備所得的羧甲基纖維素接枝化合物經甲醇透析， 后經冷凍干燥機干燥，所得到的反應物溶解在蒸餾水中，經超聲處理，即得羧甲基纖維素微 囊。
[0028] 實施例3:
[0029] -種可生物降解的羧甲基纖維素微囊的制備方法，包括如下步驟：
[0030] 1)脫水有機溶劑的制備:將分子篩于180-200°c烘箱內活化2h，置于干燥器中冷卻 后，與N，N-二甲基甲酰胺，分子篩與有機溶劑的質量比為1:20,加入反應容器中，于室溫下 震蕩48h后，濾去分子篩，得脫水有機溶劑，備用；