本發(fā)明涉及殼聚糖改性的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種殼聚糖接枝精氨酸的方法

背景技術(shù)：

殼聚糖又名聚氨基葡萄糖，其化學(xué)式為C₆H₁₁NO₄，是甲殼素脫去部分或全部乙?；玫降漠a(chǎn)物。殼聚糖具有無毒無害，可生物降解等優(yōu)良特性，尤為突出的殼聚糖的抗菌性能使得其在生物技術(shù)領(lǐng)域、食品方面、化妝品行業(yè)等其他領(lǐng)域達到廣泛應(yīng)用。但值得注意的是由于殼聚糖的活性受到本身脫乙酰度和分子量等諸多因素的影響，并且易降解，在大多數(shù)溶劑中溶解性差，所以人們對殼聚糖的改性做了大量的研究提高其活性，包括羧基化、季銨鹽型烷基化、以及氨基化和硫脲化等。本發(fā)明就研究了將殼聚糖氨基化的工藝過程，即精氨酸接枝殼聚糖。

精氨酸，化學(xué)名為a-氨基-β-胍基戊酸，化學(xué)式為N₆H₁₄N₄O₂。精氨酸是重要的化工產(chǎn)品，在醫(yī)療、食品、化妝品方面有著極為廣泛的應(yīng)用，例如，精氨酸是人體的半必需氨基酸，可以為腸胃病患者以及消化道疾病患者，提供必要的蛋白質(zhì)營養(yǎng)成分，為慢性疾病或者急性患者，提供不用口服的營養(yǎng)物質(zhì)，預(yù)防或者減少放射輻射或者癌癥因素引起的白細胞減少癥；精氨酸也是多種化妝品的重要原料；精氨酸可以作為食品添加劑，添加到運動功能性飲料中或作為食品調(diào)味品，多用于排斥鈉類物質(zhì)的患者。目前國內(nèi)外生產(chǎn)精氨酸的方法主要有水解蛋白法、生物酶法、化學(xué)合成法和發(fā)酵法，所以保證了精氨酸不僅應(yīng)用廣泛，而且來源充足，是改性殼聚糖非常理想的選擇。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對上述存在的問題而提供一種精氨酸接枝精氨酸的方法。通過本發(fā)明制備方法，精氨酸可以成功接枝殼聚糖。

附圖說明

圖1為精氨酸、殼聚糖和精氨酸接枝殼聚糖的紅外光譜圖。

提取工藝

本發(fā)明是利用精氨酸接枝殼聚糖，具體操作工藝如下：

配置16g/L精氨酸70％(v/v)乙醇溶液，在50℃水浴鍋中攪拌1h，使得 精氨酸充分溶解到蒸餾水中。

稱取與精氨酸摩爾比為1∶1的殼聚糖，加入到上述精氨酸乙醇溶液中。

稱取與精氨酸摩爾比為1∶1的二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)，并用95％乙醇溶解，在30min內(nèi)勻速滴加到上述混合溶液中，并在30℃水浴鍋中不斷攪拌。

利用1mol/L鹽酸溶液將上述混合溶液的PH調(diào)至5后，加入DCC摩爾質(zhì)量的5％的4-二甲氨基吡啶(DMAP)，不斷攪拌，30℃反應(yīng)10h。

將反應(yīng)后的溶液過濾，濾渣溶于適量的無水乙醇中，50℃攪拌2h以去除異脲。此過程反復(fù)3次。

將上述溶液裝入透析袋中，先在蒸餾水中透析，待透析由于蒸餾水進入完全膨脹后放入18％(m/v)聚乙二醇20000溶液中透析過夜，此過程反復(fù)3次以去除過量的精氨酸和其他雜質(zhì)，并達到反應(yīng)物后冷凍干燥、粉碎，得最終產(chǎn)物，即精氨酸接枝精氨酸。

測定

一)紅外光譜分析

通過分析精氨酸、殼聚糖和精氨酸接枝殼聚糖的紅外光譜圖(圖1)可知，精氨酸接枝殼聚糖以后，在2897cm^-1出現(xiàn)明顯的吸收峰，是因為精氨酸中含有較多-CH₂鍵；精氨酸1721cm^-1處的C＝O的伸縮峰消失，而殼聚糖被改性后在1635cm^-1的吸收峰加強，一方面是因為精氨酸的羧基和殼聚糖的羥基形成的酰胺鍵C＝O的伸縮振動和N-H的彎曲振動，另一方面是因為C＝N的伸縮振動；由于精氨酸胍基中的C＝N和C-N形成p-π共軛，使得殼聚糖1417cm^-1處的吸收峰向高頻區(qū)橫移，就使得改性后的殼聚糖在1454cm^-1處出現(xiàn)吸收峰；1099cm^-1的吸收峰是因為精氨酸的C-O-C的伸縮振動。

二)氮元素含量分析結(jié)果

準(zhǔn)確稱取100mg固體樣品，放入干燥潔凈的煮解瓶中，保證樣品落入燒瓶底部。加入等質(zhì)量的硫酸銅-硫酸鉀混合物(mCuSO₄∶mK₂SO₄＝1∶3)。隨后加入濃硫酸20mL以及2mL雙氧水。在凱氏燒瓶口放一小漏斗，使燒瓶成45°傾斜。用小火緩慢加熱，并加入防沸玻璃珠使溶液保持在沸點以下，等沸泡停止，逐步加大火力，反應(yīng)物先變焦黑，后逐漸變成草綠色，最后變成橙明的淡藍綠色或幾乎無色，期間分三次，每次加入2mL雙氧水以加速變色。樣品經(jīng)過凱氏蒸餾后， 用0.025mL標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定所收集的蒸餾液，終點時，指示劑由綠色變?yōu)榛疑?，過量一滴呈粉紅色。樣品氮含量按下式計算

其中，V－－減去空白后，樣品所消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL)

C－－鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度

W－－樣品的重量(mg)

經(jīng)凱氏定氮測定本實驗殼聚糖的的氮含量為7.06％，經(jīng)接枝精氨酸后氮含量為13.34％，由于精氨酸單體為2-氨基-5-胍基戊酸，每分子精氨酸含有兩個氨基與兩個亞氨基，氮含量為32.15％，遠高于殼聚糖，因此殼聚糖接枝精氨酸后依然導(dǎo)致產(chǎn)物氮含量增加，而取代度越高，則氮含量越高。因此，經(jīng)過測定接枝產(chǎn)物的氮含量結(jié)果表明，本實驗已經(jīng)在殼聚糖大分子鏈上成功引入了一定數(shù)量的精氨酸。