甲(jiǎ)殼素是(shì)一種天(tiān)然(rán)多(duō)分子(zǐ)多(duō)糖,其分(fēn)子量大於(yú)1000000(MW)。甲殼素(sù)具(jù)有(yǒu)5000個以(yǐ)上(shàng)的由β-1->4 碳鍵(jiàn)相(xiāng)連(lián)的N-乙(yǐ)酰基-β-氨基葡萄(táo)糖(táng)。因(yīn)其分(fēn)子結(jié)構的(dí)不同,分(fēn)為(wéi)α-,β-,γ-三種(zhǒng)類(lèi)型(xíng)。第(dì)一種,α-甲殼(ké)素占地球(qiú)甲殼素(sù)總量的(dí)2/3,它具有不(bù)平行結(jié)構(gòu)(螺(luó)旋(xuán)結(jié)構);第二種(zhǒng)β-甲殼(ké)素存(cún)在於(yú)烏賊軟骨(gǔ)中(zhōng),具有(yǒu)平行結構,相對於(yú)α-甲殼素(sù),其(qí)分子結合力(inter-molecular forces)更弱;第(dì)三種,γ-甲殼素是平行和(hé)非平(píng)行結構的(dí)混合(hé)物。作(zuò)為(wéi)甲殼(ké)素脫去乙酰基(jī)後的生(shēng)成物殼聚糖,亦分為(wéi)α-,β-,γ-三種類型(xíng)。工業級殼(ké)聚(jù)糖廠(chǎng)家(jiā)
烏賊軟骨(gǔ)→脫(tuō)蛋白質(zhì)→β-甲(jiǎ)殼素(sù)→脫(tuō)乙酰(xiān)基→β-殼聚糖(táng)
大量的(dí)烏賊軟骨(gǔ)被視為廢(fèi)棄物(wù)。但是烏賊軟骨含(hán)有(yǒu)大量的β-甲(jiǎ)殼素,蛋白(bái)質以及少(shǎo)量(liáng)碳酸鈣和(hé)類(lèi)胡蘿(luó)卜(bǔ)素,所以不可(kě)使(shǐ)用酸(suān)處理(lǐ)來去處礦(kuàng)物(wù)質,酸處(chǔ)理法(fǎ)通常用於α-殼(ké)聚(jù)糖(táng)的(dí)去除鈣成(chéng)分過(guò)程。β-殼聚糖(táng)僅使用(yòng)鹼處(chǔ)理和酶(méi)解(jiě),它不(bù)含任何有(yǒu)毒成分(fēn),因此比普通α-殼聚(jù)糖(táng)更安全。
在(zài)溫和(hé)的(PH,溫度)脫乙酰過(guò)程中,β-甲殼素很(hěn)容易轉化(huà)成(chéng)α-結構(gòu)殼(ké)聚(jù)糖(táng)。我司(sī)采用(yòng)了的(dí)脫乙酰生(shēng)產(chǎn)過程(chéng),因此(cǐ)β-結(jié)構殼聚(jù)糖(táng)含量(liáng)達(dá)98%以(yǐ)上。
通(tōng)過持(chí)續(xù)提高(gāo)*的(dí)濃(nóng)度,溫(wēn)度(dù)和發應時(shí)間,我(wǒ)司可(kě)生產高(gāo)純(chún)度(dù)β-殼聚糖。但(dàn)是那將導(dǎo)致(zhì)較低(dī)的(dí)黏度繼而降(jiàng)低分(fēn)子質量。因此,基於不同(tóng)的(dí)目(mù)的,生(shēng)產過程(chéng)需要(yào)相(xiāng)應(yīng)調(tiáo)整(zhěng)。
1)分子結構(gòu)分(fēn)析
紅外色譜(pǔ)(FT-IR )
在(zài)1654cm-1附近,β-殼聚糖隻(zhī)有(yǒu)一個氨基峰(fēng) I(peak of amide),而α-殼聚(jù)糖則有(yǒu)許多氨(ān)基(jī)峰(fēng) I。氨(ān)基峰 II,β-殼(ké)聚(jù)糖和α-殼聚(jù)糖分別位於1598cm-1和1570cm-1。這(zhè)點解釋(shì)了β-殼(ké)聚(jù)糖和α-殼聚(jù)糖(táng)的(dí)分(fēn)子結(jié)構(gòu)區(qū)別(bié)。
由於(yú)分(fēn)子結(jié)構更(gēng)簡單,分子間(jiān)作用力更弱(ruò),β-殼聚糖具有(yǒu)四倍(bèi)於α-殼(ké)聚糖的生(shēng)理活性。
核(hé)磁(cí)共振色譜(pǔ)(NMR)
β-甲殼(ké)素有(yǒu)2個(gè)峰,CH3峰(fēng)在23ppm,C=O峰在(zài)173ppm,這些峰在(zài)脫乙酰度達90%以(yǐ)上的(dí)β-殼聚(jù)糖(táng)中是觀(guān)察不到的(dí)。α-甲殼素(sù)的C-3峰(fēng)和(hé)C-5峰可(kě)以在(zài)73ppm和(hé)75ppm處(chǔ)觀(guān)察到(dào),但是β-甲(jiǎ)殼(ké)素則(zé)顯示隻有(yǒu)一(yī)個峰在(zài)74ppm。這解(jiě)釋了α-甲殼素具(jù)有反平行結構(gòu)(螺旋結構),其所有(yǒu)的(dí)氫氧(yǎng)基團(tuán)都(dū)有(yǒu)氫鍵與之(zhī)結(jié)合(hé)。這(zhè)些氫(qīng)鍵(jiàn)或在(zài)C-3,C-5之(zhī)間(jiān),或(huò)在(zài)CH2OH,C-6之(zhī)間。而β-甲(jiǎ)殼素則(zé)隻(zhī)在C-2之(zhī)間有氫鍵。這(zhè)種區別就在(zài)於(yú)C-3和(hé)C-5的化學結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。在α-殼聚糖中,C-4峰可(kě)在(zài)82ppm觀測(cè)到,但是(shì)這種(zhǒng)C-4峰在β-殼聚(jù)糖中(zhōng)是觀(guān)察不到的。
2)β-殼聚糖(táng)的(dí)理(lǐ)化(huà)性質
溶(róng)解性(xìng)——殼(ké)聚(jù)糖不能(néng)100%溶(róng)於(yú)水,但是可(kě)溶於蟻酸,醋(cù)酸(suān)等有機酸(suān)和低(dī)濃(nóng)度(dù)鹽酸等無機(jī)酸(suān)。β-殼(ké)聚(jù)糖(táng)溶(róng)液的PH值取(qǔ)決(jué)於(yú)其含量(liáng)和(hé)酸的(dí)類別,在(zài)PH值小於6時(shí),保(bǎo)持溶液狀態,大(dà)於(yú)6,則(zé)沉澱(diàn)。
,由(yóu)於的(dí)分子結(jié)構(gòu),β-殼(ké)聚糖的(dí)溶(róng)解(jiě)度(dù)遠(yuǎn)大於α-殼聚糖(táng)。因(yīn)此(cǐ),它(tā)可非(fēi)常容易(yì)地(dì)用於各種(zhǒng)食品添加(jiā)劑,因為它(tā)可(kě)以(yǐ)很容(róng)易(yì)地(dì)在(zài)弱酸條件下(xià)降解以提高吸收率(shuài)。
黏度(dù)——β-殼聚(jù)糖溶液(yè)的(dí)典型特(tè)征(zhēng)是高黏度,但(dàn)是(shì)它的黏(nián)度是(shì)基(jī)於其分(fēn)子(zǐ)量,脫乙酰度(dù),離(lí)子強(qiáng)度(dù)和PH值。高溫(wēn)和(hé)延時(shí)導(dǎo)致較(jiào)低的黏度。
活性(xìng)——因的(dí)分子結構,β-殼聚糖具有高於α-殼聚糖(táng)40~50%的(dí)活(huó)性(xìng)。β-殼聚(jù)糖(táng)表(biǎo)現出(chū)對金(jīn)屬離子和螯合物的吸附(fù)性(xìng),因此它(tā)可(kě)用作各(gè)種不可消化(huà)物的載體(tǐ)。並(bìng)且,由(yóu)於它可與放(fàng)射性(xìng)材(cái)料(liào)結合,因(yīn)此(cǐ)可應用(yòng)於(yú)放(fàng)射性材料的(dí)清(qīng)除。工業級(jí)殼(ké)聚糖廠家
穩定(dìng)性——當β-殼聚糖需(xū)要(yào)加(jiā)熱以(yǐ)測試(shì)穩定性時,其(qí)分子結構不(bù)會發生任(rèn)何改(gǎi)變。並(bìng)且(qiě),β-殼聚(jù)糖(táng)放置(zhì)於不(bù)同的(dí)環(huán)境(jìng)下,比如(rú)黑暗,室內以及室(shì)內溫度下2年的(dí)光照下(xià),其外觀(guān),脫(tuō)乙酰度(dù)都不(bù)會(huì)發(fā)生大(dà)的變(biàn)化。些(xiē)微(wēi)注(zhù)意一(yī)下(xià)β-殼聚糖(táng)的(dí)毒素(sù)測試,對於老鼠來(lái)說,在10克(kè)/公斤(jīn)的(dí)劑(jì)量下任何毒素(sù)都不(bù)會出(chū)現。除此(cǐ)之外(wài),在18克(kè)/公斤和16克(kè)/公(gōng)斤的劑(jì)量下,釋(shì)放(fàng)性殼聚(jù)糖(táng)和蟻酸殼(ké)聚糖(táng)同樣(yàng)是(shì)安全(quán)的(dí)。