專利名稱：一種提高海藻酸鈉粘度和穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高海藻酸鈉粘度和穩(wěn)定性的方法，屬于生物化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，海藻酸鈉作為一種天然高分子物質(zhì)，以其良好的生物降解性和生物相 容性，以及良好的增稠性、成膜性、穩(wěn)定性、絮凝性和鰲合性而被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物、醫(yī) 藥、食品等領(lǐng)域。隨著海藻酸鈉應(yīng)用的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)海藻酸鈉的質(zhì)量和穩(wěn)定性的要求越來(lái)越
尚o但是，當(dāng)前存在的突出問(wèn)題是無(wú)論在水溶液中或含一定量水分的干品中，海藻酸 鈉都會(huì)發(fā)生不同程度的降解，造成海藻酸鈉產(chǎn)品粘度的降低。這種現(xiàn)象給海藻酸鹽產(chǎn)品的 生產(chǎn)、儲(chǔ)存和應(yīng)用帶來(lái)許多困難。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，海藻酸鈉提取工藝點(diǎn)繁多，存在降解 現(xiàn)象并造成產(chǎn)品產(chǎn)率低，粘度不高。由于無(wú)法有效的控制降解，產(chǎn)品質(zhì)量難以穩(wěn)定。在儲(chǔ)存 和應(yīng)用過(guò)程中，海藻酸鈉也會(huì)發(fā)生不同程度的降解，其表征是粘度的不斷下降，其平均分子 質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量的分布范圍也會(huì)不斷變化。自上世紀(jì)七十年代以來(lái)，海藻酸鈉的傳統(tǒng)提取工藝沒(méi)有實(shí)現(xiàn)根本性變革，工藝步 驟繁雜、降解嚴(yán)重。目前降解的機(jī)理仍不明確，具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)海 藻酸鈉的變性研究都沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的突破，其改性產(chǎn)物都沒(méi)有能夠進(jìn)行工業(yè)化。由于海藻酸 鈉結(jié)構(gòu)的特殊性，目前還沒(méi)有一種有效的方法來(lái)完全控制降解的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，針對(duì)海藻酸鈉不穩(wěn)定、易降解的缺陷，本發(fā)明提供了一種提高 海藻酸鈉粘度和穩(wěn)定性的方法，它是一種無(wú)毒副作用、低成本、操作簡(jiǎn)單的交聯(lián)海藻酸鈉的 方法，并通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的控制，實(shí)現(xiàn)提高海藻酸鈉粘度和穩(wěn)定性的目的。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種提高海藻酸鈉粘度和穩(wěn)定性的方法，其步驟如下(1)將海藻酸鈉加入到去離子水中，配制濃度為0. 1 0. 5% (w/v,g/L)的海藻酸 鈉溶液；(2)用酸調(diào)節(jié)海藻酸鈉溶液的pH值至4. 0 6. 0，并充分?jǐn)嚢枞芤海?3)將EDC HC1加入到海藻酸鈉溶液中，室溫下活化海藻酸鈉0. 5 1. 5h ； (4)取濃度為0. 01 0. 05g/ml的PEG600溶液，加入到海藻酸鈉溶液中，反應(yīng)1 3h ；(5)用堿溶液調(diào)節(jié)上述反應(yīng)溶液的pH值至7. 0，終止反應(yīng)；(6)將上述反應(yīng)后的溶液用截留分子量為10000的膜進(jìn)行超濾，以除去其中的小 分子雜質(zhì)，并起到濃縮的作用；(7)超濾完全后，將溶液進(jìn)行預(yù)凍10 14h，然后進(jìn)行冷凍干燥，即獲得高粘度和 高穩(wěn)定性的海藻酸鈉。
所述步驟(2)中，調(diào)節(jié)pH的酸為鹽酸或硫酸溶液。所述步驟(3)中，EDC為1-乙基_3-[3-( 二甲基胺基)丙基]_碳化二亞胺， EDC · HCl為EDC與HCl形成的配合物，為商用品形式。所述步驟(3)中，EDC與糖單元的摩爾百分比為1 3%。所述步驟(4)中，PEG600與EDC的摩爾比為1 (2 3)。所述步驟(5)中，堿溶液為氫氧化鈉溶液。經(jīng)上述方法處理得到的海藻酸鈉，經(jīng)檢測(cè)，海藻酸鈉粘度提高8. 5% 15%，熱穩(wěn) 定性也有所提高。采用本發(fā)明的方法處理海藻酸鈉，可明顯提高其粘度和穩(wěn)定性，本發(fā)明的工藝簡(jiǎn) 單易控，原材料易得，成本低，易于推廣應(yīng)用，制備得到的高粘度和高穩(wěn)定性海藻酸鈉產(chǎn)物 可用于可降解凝膠材料、藥物緩釋材料、生物載體材料、組織工程材料等醫(yī)學(xué)用途，還可用 于食品工業(yè)和印紡工業(yè)等。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1 一種提高海藻酸鈉粘度和穩(wěn)定性的方法步驟如下(1)稱取5g海藻酸鈉加入到IL去離子水中，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解，得 到0. 5% (w/v)海藻酸鈉溶液。(2)用0. lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)上述海藻酸鈉溶液的pH值至4. 0，充分?jǐn)嚢枞芤骸?3)稱取EDC -HCl 0. 049g，加入到上述海藻酸鈉溶液中，室溫下活化海藻酸鈉lh。(4)稱取PEG6000. 077g,用去離子水3ml溶解，然后將PEG600溶液加入到海藻酸 鈉溶液中反應(yīng)2h。(5)用0. Imol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至7. 0，終止反應(yīng)。(6)將上述反應(yīng)后的溶液用截留分子量為10000的膜進(jìn)行超濾，除去其中的小分 子雜質(zhì)，并起到濃縮的作用。(7)超濾完全后將溶液進(jìn)行預(yù)凍12h，然后進(jìn)行冷凍干燥，最終獲得高粘度和高穩(wěn) 定性海藻酸鈉產(chǎn)物。經(jīng)烏氏粘度計(jì)和旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測(cè)海藻酸鈉粘度提高15. 0%;配制0. 5% (w/v,g/L)海藻酸鈉交聯(lián)產(chǎn)物，將溶液置于水浴鍋中用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定溶液從20°C到70°C 的粘度變化，結(jié)果表明海藻酸鈉交聯(lián)產(chǎn)物熱穩(wěn)定性提高。實(shí)施例2 —種提高海藻酸鈉粘度和穩(wěn)定性的方法步驟如下(1)稱取5g海藻酸鈉加入到IL去離子水中，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解，得 到0. 5% (w/v)海藻酸鈉溶液。(2)用0. lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)海藻酸鈉溶液的pH值至5. 0，充分?jǐn)嚢枞芤骸?3)稱取EDC · HCl 0. 025g，加入到海藻酸鈉溶液中，室溫下活化海藻酸鈉lh。(4)稱取PEG6000. 038g,用去離子水3ml溶解，然后將PEG600溶液加入到海藻酸 鈉溶液中反應(yīng)2h。(5)用0. Imol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至7. 0，終止反應(yīng)。
(6)將反應(yīng)溶液用截留分子量為10000的膜進(jìn)行超濾，除去其中的小分子雜質(zhì)，并 起到濃縮的作用。(7)超濾完全后將溶液進(jìn)行預(yù)凍12h，然后進(jìn)行冷凍干燥，最終獲得高粘度和高穩(wěn) 定性海藻酸鈉產(chǎn)物。經(jīng)檢測(cè)海藻酸鈉粘度提高8. 5%，熱穩(wěn)定性也有所提高。實(shí)施例3 —種提高海藻酸鈉粘度和穩(wěn)定性的方法步驟如下(1)稱取5g海藻酸鈉加入到1L去離子水中，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解，得 到0. 5% (w/v)海藻酸鈉溶液。(2)用0. lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)海藻酸鈉溶液的pH值至5. 0，充分?jǐn)嚢枞芤骸?3)稱取EDC HC1 0. 073g，加入到海藻酸鈉溶液中，室溫下活化海藻酸鈉0. 5h。(4)稱取PEG6000. 115g，用去離子水3ml溶解，然后將PEG600溶液加入到海藻酸 鈉溶液中反應(yīng)2h。(5)用0. Imol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至7. 0，終止反應(yīng)。(6)將反應(yīng)溶液用截留分子量為10000的膜進(jìn)行超濾，除去其中的小分子雜質(zhì)，并 起到濃縮的作用。(7)超濾完全后將溶液進(jìn)行預(yù)凍12h，然后進(jìn)行冷凍干燥，最終獲得高粘度和高穩(wěn) 定性海藻酸鈉產(chǎn)物。經(jīng)檢測(cè)海藻酸鈉粘度提高10. 5%，熱穩(wěn)定性也有所提高。
權(quán)利要求
一種提高海藻酸鈉黏度和穩(wěn)定性的方法，其特征在于，其步驟如下(1)將海藻酸鈉加入到去離子水中，配制濃度為0.1～0.5％的海藻酸鈉溶液；(2)用酸調(diào)節(jié)海藻酸鈉溶液的pH值至4.0～6.0，并充分?jǐn)嚢枞芤海?3)將EDC·HCl加入到海藻酸鈉溶液中，室溫下活化海藻酸鈉0.5～1.5h；(4)取濃度為0.01～0.05g/ml的PEG600溶液，加入到海藻酸鈉溶液中，反應(yīng)1～3h；(5)用堿溶液調(diào)節(jié)上述反應(yīng)溶液的pH值至7.0，終止反應(yīng)；(6)將上述反應(yīng)后的溶液用截留分子量為10000的膜進(jìn)行超濾；(7)超濾完全后，將溶液進(jìn)行預(yù)凍10～14h，然后進(jìn)行冷凍干燥，即獲得高黏度和高穩(wěn)定性的海藻酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高海藻酸鈉黏度和穩(wěn)定性的方法，其特征在于所述 步驟(2)中，調(diào)節(jié)pH的酸為鹽酸或硫酸溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高海藻酸鈉黏度和穩(wěn)定性的方法，其特征在于所述 步驟(3)中，EDC與糖單元的摩爾百分比為1 3%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高海藻酸鈉黏度和穩(wěn)定性的方法，其特征在于所述 步驟(4)中，PEG600與EDC的摩爾比為1 (2 3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高海藻酸鈉黏度和穩(wěn)定性的方法，其特征在于所述 步驟(5)中，堿溶液為氫氧化鈉溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提高海藻酸鈉粘度和穩(wěn)定性的方法，其步驟如下(1)配制海藻酸鈉溶液；(2)用酸調(diào)節(jié)海藻酸鈉溶液的pH值至4.0～6.0，并充分?jǐn)嚢枞芤海?3)將EDC·HCl加入到海藻酸鈉溶液中，室溫下活化海藻酸鈉；(4)取PEG600溶液，加入到海藻酸鈉溶液中，反應(yīng)；(5)用堿溶液調(diào)節(jié)上述反應(yīng)溶液的pH值至7.0，終止反應(yīng)；(6)將反應(yīng)后的溶液用膜進(jìn)行超濾，以除去其中的小分子雜質(zhì)，并起到濃縮的作用；(7)超濾完全后，將溶液進(jìn)行預(yù)凍10～14h，然后進(jìn)行冷凍干燥，即獲得高粘度和高穩(wěn)定性的海藻酸鈉。用本發(fā)明的方法處理海藻酸鈉，可明顯提高其粘度和穩(wěn)定性，本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單易控，原材料易得，成本低，易于推廣應(yīng)用，制備得到的高粘度和高穩(wěn)定性海藻酸鈉產(chǎn)物可用于可降解凝膠材料、藥物緩釋材料、生物載體材料、組織工程材料等醫(yī)學(xué)用途，還可用于食品工業(yè)和印紡工業(yè)等。
文檔編號(hào)C08J3/24GK101942121SQ20101050399
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者吉愛(ài)國(guó), 宋淑亮, 張連飛, 梁浩, 王允山 申請(qǐng)人:山東大學(xué)威海分校