[发明专利]壳聚糖制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及由天然存在的含甲壳质的原料生产壳聚糖的方法。

背景技术

甲壳质(C₈H₁₃NO₅)_n是天然存在的N-乙酰葡萄糖胺多糖，其可从多种来源中获得，特别是可从海洋动物的外骨骼获得；例如，甲壳质是甲壳类动物壳的主要组分。参见Mathur，N.K.和Narang，C.K.的文章；“Chitin and chitosan，versatile polysaccharides from marine animals”；Journal of Chemical Educaton；第67卷，1990，第938页，其公开内容通过引用并入本文。

以下文献是公开用于产生壳聚糖的多种方案的多篇文献中的典型代表；专利公开US2006/0205932 A1，专利公开CN 1371922A、专利公开CN 1158335A、专利公开CN 101177328A和美国专利4,066,735。

发明内容

概括来讲，本发明的方法包括制造壳聚糖的方法，其包括以下步骤：预处理(并非在所有情况下都需要)，去矿化(demineralization)，脱蛋白质，脱乙酰和干燥，每个步骤之后都进行水洗，当然干燥和脱水步骤无需水洗。所述方法的步骤优选按照所列出的顺序实施。起始材料可以是任何天然存在的甲壳质来源如甲壳类动物壳，例如，加工虾所产生的废弃虾壳。本发明的方法在无需任何现有技术中的壳聚糖脱色步骤的情况下提供了白色的药用级质量的壳聚糖。

更具体来讲，根据本发明，提供了一种由天然存在的甲壳质源生产壳聚糖的方法，所述方法包括以下步骤。通过以下步骤将天然存在的甲壳质源进行去矿化：将天然存在的甲壳质源在某一温度下浸入去矿化(有时称为“DMIN”)盐酸溶液中达DMIN时间段，所述盐酸溶液优选为约0.5至约2摩尔/升、更优选为约0.9至约1.1摩尔/升(M)的HCl，所述温度为约20℃至约30℃，更优选为约22℃至约26℃，所述DMIN时间段优选为约0.5至约2小时，更优选为约0.75至约1.25小时，然后将所得的经去矿化的甲壳质源从所述酸溶液中分离出来，将该甲壳质源在DMIN洗涤水中清洗，清洗时间为DMIN清洗时间段，其优选为约0.5至约2小时，更优选为约0.9至约1.1小时，然后将所述经去矿化的甲壳质源与所述DMIN洗涤水分离。通过下述步骤将所述经去矿化的甲壳质源进行脱蛋白质(有时称为“DPRO”)：在某一温度下在DPRO氢氧化钠溶液中处理所述经去矿化的甲壳质源达DPRO时间段，所述溶液优选含有约1％至约10％w/v的NaOH，更优选含有约4％至约6％w/v的NaOH，所述温度优选为约60℃至约80℃，更优选为约70℃至约75℃，所述DPRO时间段优选为约4至约24小时，更优选为约4至约6小时，然后将所得的DMIN和DPRO甲壳质源从所述脱蛋白质氢氧化钠溶液中分离出来，在DPRO洗涤水中清洗所述分离的DMIN和DPRO甲壳质源，DPRO清洗时间段优选为约0.5至约2小时、更优选约1小时，然后将所述DMIN和DPRO甲壳质源与所述脱蛋白质洗涤水分离。随后从所述DMIN和DPRO甲壳质源中分离出残留的水。将从所述脱蛋白质步骤获得的甲壳质源在约90℃至约110℃的温度下浸入浓氢氧化钠去乙酰化(有时称为“DEAC”)溶液中并保持DEAC时间段，所述DEAC溶液优选含有约40％至约50％w/w、更优选约45％至约50％w/w的NaOH，所述DEAC时间段足以将从所述脱蛋白质步骤获得的甲壳质源的乙酰基转化成胺基，从而形成含有d-葡萄糖胺作为甲壳质生物聚合物单体的壳聚糖生物聚合物。将所得的壳聚糖生物聚合物从所述DEAC溶液中分离出来，在DEAC洗涤水中清洗所述分离的壳聚糖生物聚合物，DEAC清洗时间段优选为约1至约3小时、更优选约0.9至约1.1小时，而后将所述壳聚糖生物聚合物与所述DEAC洗涤水分离。然后从所述壳聚糖生物聚合物中分离出残留的水，然后将所述壳聚糖生物聚合物在空气中在优选约50℃至约65℃、更优选约50℃至约60℃的温度下干燥约4至约6小时、更优选约2至约5小时的一段时间，以使壳聚糖生物聚合物的水分含量降到低于10％，从而提供药用级质量的壳聚糖。