[发明专利]一种远红外线辅助多糖高效水解装置及方法

说明书

本发明属多糖结构分析技术领域，具体为一种远红外线辅助多糖高效水解装置及方法。本发明将远红外线发生器、回流冷凝管、水解容器和调压器组装成多糖水解装置，多糖溶于含挥发性酸的水溶液中后，于水解容器中进行远红外辅助水解，水解完毕抽去挥发性酸可用于后续单糖色谱分析。由于多糖和溶液分子强烈吸收远红外线，加速了多糖分子振动以及与酸性水溶液的作用，显著提高了多糖水解效率。本发明用远红外线辐射非接触加热技术代替传统多糖水解中使用的水浴，多糖水解时间从水浴加热水解的数小时大幅缩短到15分钟以内，而水解效果得到明显提高。远红外线辅助多糖高效水解方法具有设备简单、能耗低和操作简便的优点，在多糖结构分析技术中有良好的应用前景。

技术领域

本发明属多糖结构分析技术领域，具体涉及一种远红外线辅助多糖高效水解装置方法。

背景技术

凡能水解成多个单糖分子或其衍生物的糖为多糖。它是由二十个单糖到上万个单糖分子经缩合、脱水形成的大分子化合物。多糖可以由一种单糖缩合而成，如淀粉、纤维素等称为同聚多糖；也可以由不同单糖或其衍生物缩合而成，如半纤维素等称为杂聚多糖。多糖是自然界中含量最丰富的生物聚合物，几乎存在于所有的生物中，具有能量储存、结构支持、防御功能和抗原决定性等多方面的生物功能，多糖不仅是重要的营养物质，有些多糖或其衍生物还有多种药理活性，如抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、降血糖、降血脂等，所以近年来多糖成为天然药物研究的一个热点。

多糖结构分析技术中需要知道多糖的单糖组成和各单糖的相对比例等结构信息。传统的方法是将提取的多糖与三氟乙酸、盐酸、硫酸等的水溶液混合，在接近100℃的水浴水解6小时以上。该方法水解时间长，能耗高，水解不彻底。

红外线为波长为0.76微米至1000微米的不可见电磁波，在太阳光中广泛存在。按照波长的不同可将红外光分成近红外（0.76～1.40微米）、中红外（1.40～3.00微米）和远红外（3.00～1000微米）三个波段。其中远红外辐射照射物体的生热效果大大超过近红外辐射，这是由于水和有机物的吸收光谱的波长大都处于3微米至100微米的范围之内，与远红外线的波长处于同一范围，对远红外线的吸收十分强烈，所以远红外辐射十分适合作加热热源。目前，远红外辐射加热技术已广泛用于家用取暖器、粮食干燥、油漆干燥以及医疗保健等领域。但经检索国内外文献和专利，未发现远红外线辅助多糖高效水解技术的报道。

远红外线具有与多糖、水和酸催化剂的红外吸收光谱相匹配的辐射能谱分布，辐射能大部分被水解体系吸收，加速了多糖分子振动以及与酸性水溶液的作用，可大幅提高多糖水解效率。由于远红外线穿透能力强，对含多糖的酸性水解溶液的加热不同于传统的面加热，而是对其从内而外同步进行立体加热，效率较高。此外，远红外线加热没有热惯性,短时间内就可以开始工作,加热速度快，也可以在很短时间内停止工作，易于控制。

鉴于远红外线加热的这些优点，本发明将远红外线辐射源、回流冷凝装置、水解容器和调压器组装成远红外辐射辅助多糖水解系统，开展了深入研究，成功建立了远红外线辅助多糖高效水解技术，将多糖水解时间从水浴加热水解的6小时以上大幅缩短到15分钟以内，而水解效果得到明显提高。远红外线辅助多糖高效水解方法具有设备简单、低能耗和操作简便的优点，在多糖结构分析技术中有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够大幅提高多糖水解效率的远红外线辅助多糖水解装置及方法。

本发明提出的远红外线辅助多糖高效水解装置，结构参见图1所示。其包括：回流冷凝管，水解容器，远红外线发生器（也称远红外辐射源），调压器；其中，所述回流冷凝管和水解容器分别通过夹子固定于一垂直支架上，回流冷凝管的下端与和水解容器的上口连接；回流冷凝管上部设有出水口，下部设有进水口，用于通入冷却水；水解容器用于盛放多糖的酸性水溶液；所述远红外线发生器放置于一铁架台上，位于水解容器下方，用于对水解容器进行远红外辐射加热；所述支架下端固定于铁架台上；所述调压器与远红外线发生器连接，用于调节调压器远红外线发生器的输出功率和发射的红外线强度，可通过控制远红外线发生器的输入电压控制多糖水解的速度和程度。