本发明属于多糖降解,具体涉及一种用于降解多糖的催化剂及其制备方法和应用。
背景技术:
1、目前,小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖因其出色的增强免疫力作用,得到了越来越多人的关注,其主要生产工艺包括:酶解法、酸解法及氧化法。
2、酶解法在酶解过程中,半乳糖支链对β-甘露聚糖酶进攻甘露糖主链形成空间位阻,需要加入α-半乳糖苷酶辅助降解。并且,为了提高半乳甘露低聚糖得率,需要尽量降低酶液中的β-甘露糖苷酶的活性。另外,酶水解时间较长,导致生产过程效率降低,生产成本提高。近年来有机酸催化制备低聚糖技术因其反应条件相对安全、工艺绿色得到了广泛的研究,但有机酸降解法存在反应温度较高(>100℃)的弊端,不利于工业化生产。氧化法中过氧化氢应用较多,但其降解效率较低。这些方法各有优缺点,并都存在成本问题,包括时间成本,还有后续的分离成本。因此,急需发展一种低成本、高效的低聚糖制备方法。
3、随着技术的不断发展,一些高级氧化技术,如芬顿反应,被应用于降解多糖,且不断被改进优化。芬顿反应是指利用过氧化氢与二价铁离子组成的具有强氧化性的混合溶液降解有机物的反应。但是,该方法具有金属离子残留的问题,从而增加了后续的分离成本。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题,本发明的目的在于设计提供一种用于降解多糖的催化剂及其制备方法和应用。本发明通过富马酸和过氧化氢制备催化剂用于降解多糖,大幅提高多糖降解效率。
2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
3、一方面,本发明提供了一种用于降解多糖的催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
4、称取富马酸和过氧化氢,混合,制备获得催化剂。
5、所述的制备方法,所述富马酸和过氧化氢的摩尔比为0.5-2:0.5-2。
6、第二方面,本发明提供了一种用于降解多糖的催化剂,通过所述的制备方法获得。
7、所述的催化剂在降解多糖中的应用。
8、所述的应用,所述降解的方法为:称取多糖,加入催化剂,进行降解,制备获得降解后的多糖溶液;
9、优选,降解的条件为:温度70-120℃,时间30-120min。
10、所述的应用,所述多糖为半乳甘露聚糖。
11、所述的应用,所述半乳甘露聚糖降解后获得高分子量半乳甘露聚糖、小分子量半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖。
12、所述的应用,所述半乳甘露聚糖降解的具体过程为:
13、(1)称取半乳甘露聚糖,加入催化剂,进行降解,获得多糖降解液;
14、(2)将多糖降解液离心处理,获得第一上清液,加入有机溶剂,获得第二上清液和沉淀物即高分子量半乳甘露聚糖;
15、(3)在步骤(2)获得的第二上清液中加入有机溶剂,获得第三上清液和沉淀物即小分子量半乳甘露聚糖;
16、(4)将步骤(3)获得的第三上清液进行浓缩,干燥,获得半乳甘露低聚糖。
17、所述的应用,所述有机溶剂选自乙醇、丙酮或丁醇中的一种;
18、所述步骤(2)中有机溶剂在第一上清液中的含量为40%;
19、所述步骤(3)中有机溶剂在第二上清液中的含量为65%;
20、所述步骤(4)中浓缩的温度为50-100℃。
21、所述的应用,所述半乳甘露聚糖的制备方法为:取半乳甘露聚糖的种子,粉碎,用热水抽提得到提取液,在提取液中加入有机溶剂,得到沉淀物a,干燥后重溶,加入蛋白酶后离心得到上清液,加入有机溶剂,得到沉淀物b,将沉淀物b洗涤干燥,得到半乳甘露聚糖固体;
22、优选,所述含有半乳甘露聚糖的种子为银合欢种子;
23、优选,所述有机溶剂选自乙醇、丙酮或丁醇中的一种;
24、优选,所述蛋白酶的添加量为5-20u/g。
25、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
26、本发明采用富马酸和过氧化氢制备获得的催化剂对半乳甘露聚糖进行降解,能够提高多糖降解效率,小分子量半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖得率高,提高了收益。
1.一种用于降解多糖的催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述富马酸和过氧化氢的摩尔比为0.5-2:0.5-2。
3.一种用于降解多糖的催化剂,其特征在于,通过如权利要求1所述的制备方法获得。
4.如权利要求3所述的催化剂在降解多糖中的应用。
5.如权利要求4所述的应用,其特征在于,所述降解的方法为:称取多糖,加入催化剂,进行降解,制备获得降解后的多糖溶液;
6.如权利要求4所述的应用,其特征在于,所述多糖为半乳甘露聚糖。
7.如权利要求6所述的应用,其特征在于,所述半乳甘露聚糖降解后获得高分子量半乳甘露聚糖、小分子量半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖。
8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述半乳甘露聚糖降解的具体过程为:
9.如权利要求8所述的应用,其特征在于,所述有机溶剂选自乙醇、丙酮或丁醇中的一种;
10.如权利要求8所述的应用,其特征在于,所述半乳甘露聚糖的制备方法为:取含有半乳甘露聚糖的种子,粉碎,用热水抽提得到提取液,在提取液中加入有机溶剂,得到沉淀物a,干燥后重溶,加入蛋白酶后离心得到上清液,加入有机溶剂,得到沉淀物b,将沉淀物b洗涤干燥,得到半乳甘露聚糖固体;
