一种壳聚糖水溶液的制备及应用的制作方法

本发明涉及日化领域及医药行业，具体是一种壳聚糖水溶液的制备及应用。
背景技术：
：壳聚糖(chitosan)是甲壳素在碱性条件下脱去乙酰基而得到的高分子糖类化合物，化学结构式为(c6h11no4)n，是由d-氨基葡萄糖脱去水分子后经β-1,4-糖苷键连接在一起所形成的共价聚合物。壳聚糖含量丰富，作为一种可再生、无毒副作用，生物相容性和生物可降解性良好的多糖，具有很多独特的生理、药理功能性质，如具有抑菌、抗氧化活性，被广泛应用于医药、食品、农业、日化、环保等多种行业领域中。然而，由于壳聚糖在水以及有机溶剂中的溶解性比较差，严重影响了壳聚糖的使用范围和应用价值，因此对壳聚糖的各种化学和物理修饰处理成为解决其溶解性差和活性低的有效方法和壳聚糖高值化开发利用的新热点。维生素c，又称抗坏血酸，是一种含有6个碳原子的酸性多羟基化合物，是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素和天然的高效抗氧化剂，广泛存在于新鲜的蔬菜水果中。但是，抗坏血酸不能过度摄入体内，长期过量服用则可能导致尿道结石甚至坏血病。而且，通过对抗坏血酸的抗氧化活性发现，抗坏血酸对自由基的清除能力是有选择性的，对大部分自由基表现出很强的清除能力，但对部分自由基如羟自由基清除能力十分有限。同时，抗坏血酸在中性以及碱性环境中很快被氧化，遇光、热、铁和铜等金属离子均会加速氧化，非常容易失效。壳聚糖对羟自由基具有比较强的清除能力，而且壳聚糖在中性及碱性条件下比较稳定，还可以吸附重金属离子。因为壳聚糖与抗坏血酸都属于天然产物，没有毒副作用，将壳聚糖与抗坏血酸物理混合，以期在一定程度上弥补抗坏血酸的缺点，大大延缓抗坏血酸的氧化过程，同时可以大大提高壳聚糖的水溶性和抗氧化性。技术实现要素：本发明目的是提供一种具有较好抗氧化活性的壳聚糖水溶液的制备及应用。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种壳聚糖水溶液，所述壳聚糖水溶液由壳聚糖、抗坏血酸和水组成；壳聚糖分子量为150000-250000；壳聚糖水溶液中壳聚糖与抗坏血酸的摩尔比为0.5-2.0。所述壳聚糖水溶液浓度为20mg/ml。一种壳聚糖水溶液的制备方法，按上述比例将的壳聚糖与抗坏血酸混合后，直接倒入水中；所述抗坏血酸的摩尔量为壳聚糖摩尔量的0.5-2.0倍。所述壳聚糖与抗坏血酸混合后，倒入水中，于25-30℃温度下，震荡0.5-1.0h，放置12-24h，即可得到壳聚糖水溶液待用。一种壳聚糖水溶液的应用，所述壳聚糖水溶液在制备抗氧化剂中的应用。一种抗氧化剂，抗氧化剂为壳聚糖、抗坏血酸和水组成；壳聚糖分子量为150000-250000；壳聚糖水溶液中壳聚糖与抗坏血酸的摩尔比为0.5-2.0；配置的壳聚糖水溶液浓度为20mg/ml。本发明所具有的优点：(1)与壳聚糖相比本发明在加入抗坏血酸后，可以使得壳聚糖溶解在水中，极大地增强的壳聚糖的水溶性以及生物活性。(2)在合成工艺上本合成方法有以下优点：本发明配方合理，制备方便，易于推广，所需原料易得，绿色无毒。本发明所得产品可广泛用于生物、医药、食品、化工等领域。附图说明：图1为配制的壳聚糖水溶液中壳聚糖与抗坏血酸相互作用示意图。抗坏血酸分子中的呋喃环，由于烯基和羰基的存在，具有共轭效应，使得4位上的羟基上的氧原子电负性降低。而壳聚糖2位的氨基上的氮原子具有一定的电负性，可以与抗坏血酸分子中4位的羟基氢形成分子间氢键。此外，由于壳聚糖2位氨基具有孤对电子，表现出部分碱性，抗坏血酸4位的羟基由于共轭效应，表现出部分酸性，因此，壳聚糖2位的氨基与抗坏血酸4位的羟基又存在部分离子键相互作用。以上壳聚糖2位的氨基与抗坏血酸4位的羟基所表现出来的分子间氢键和离子键相互作用，使得壳聚糖的水溶性得到了极大的提高。具体实施方式本研究首先制备得到壳聚糖水溶液，并且研究了其对羟自由基和dpph自由基的清除能力。该壳聚糖水溶液制备简便，为壳聚糖抗氧化剂的研制提供了可行思路。下述所选用的均为分子量在150000-250000的壳聚糖。实施例1称取958.6mg(5.92mmol)壳聚糖与1041.4mg(5.92mmol)抗坏血酸，混合均匀后，倒入水中，定容至100ml，于30℃温度下，震荡1.0h，放置24h，即可得到浓度为20mg/ml的壳聚糖水溶液待用。实施例2与实施例1不同之处在于：称取1296mg(8mmol)壳聚糖与704mg(4mmol)抗坏血酸，混合均匀后，倒入水中，定容至100ml，于30℃温度下，震荡1.0h，放置24h，即可得到浓度为20mg/ml的壳聚糖水溶液待用。实施例3与实施例1不同之处在于：称取630.4mg(3.89mmol)壳聚糖与1369.6mg(7.78mmol)抗坏血酸，混合均匀后，倒入水中，定容至100ml，于25℃温度下，震荡0.5h，放置12h，即可得到浓度为20mg/ml的壳聚糖水溶液待用。实施例4与实施例1不同之处在于：称取958.6mg(5.92mmol)壳聚糖与1041.4mg(5.92mmol)抗坏血酸，混合均匀后，倒入水中，定容至100ml，于25℃温度下，震荡0.5h，放置12h，即可得到浓度为20mg/ml的壳聚糖水溶液待用。应用例1壳聚糖水溶性的测定：分别将实施例中配制的不同配比的壳聚糖水溶液、原料壳聚糖和抗坏血酸分别配制成20mg/ml，然后取20ml，在4000r/min的转速下离心。过滤掉上清液，将所得固体冷冻干燥至恒重，称重。表1，壳聚糖水溶液中壳聚糖的溶解度评价名称未溶解固体的质量(mg)壳聚糖396.3抗坏血酸0壳聚糖水溶液(2:1)132.8壳聚糖水溶液(1:1)0壳聚糖水溶液(1:2)0(注：以上比例为壳聚糖与抗坏血酸的摩尔量之比)实验结果：所用的壳聚糖原料几乎不溶于水，将壳聚糖与抗坏血酸混合加入水后，壳聚糖水溶性得以极大提高。当壳聚糖与抗坏血酸的摩尔比为2:1时，有一半左右的壳聚糖溶解；当壳聚糖与抗坏血酸的摩尔比为1:1时，壳聚糖达到全溶。应用例2清除羟自由基抗氧化能力的测定：分别将实施例中配制的壳聚糖水溶液、低分子量壳聚糖和抗坏血酸配制成20mg/ml的母液。并分别取表2所配制的不同浓度的样品溶液1ml、磷酸缓冲液1ml(配制磷酸缓冲液：分别取41.58gna2hpo4·12h2o、5.2887gnah2po4·2h2o，加水定溶至1000ml)，360μg/ml的番红花1ml，2mmol/l的edta-fe0.5ml，3％过氧化氢1ml，于试管中混匀，在37℃水浴中反应30min后，测定样品在520nm处的吸光度，空白组1ml蒸馏水代替供试样品，对照组1.0ml蒸馏水和1ml磷酸缓冲液替代样品和过氧化氢(注：被测样品均测三次，取平均值)。清除羟自由基能力(％)＝[(a样品520nm-a空白520nm)/(a对照520nm-a空白520nm)]×100表2，壳聚糖水溶液与壳聚糖的清除羟自由基的能力(％)(注：以上比例为壳聚糖与抗坏血酸的摩尔量之比)实验结果：本发明所配制的壳聚糖水溶液与壳聚糖的清除羟自由基的能力如表2所示，抗坏血酸的清除羟自由基的能力十分有限。壳聚糖与抗坏血酸相比，具有较强的清除羟自由基的能力。而将壳聚糖与抗坏血酸混合形成壳聚糖抗坏血酸水溶液后，水溶液的清除羟自由基的能力比壳聚糖或者抗坏血酸的清除能力都有所增强。应用例3清除dpph自由基抗氧化能力的测定：分别将实施例中配制的壳聚糖水溶液、低分子量壳聚糖和抗坏血酸配制成20mg/ml的母液。并分别取表3所配制的不同浓度的样品溶液1ml、dpph2ml(配制dpph：称取35.49mgdpph加无水乙醇定溶至500ml)，于试管中加塞振摇混匀，放置20min后，测定样品在517nm处的吸光度，空白组1ml蒸馏水代替供试样品，对照组2ml无水乙醇替代2mldpph(注：被测样品均测两次，取平均值)。清除dpph自由基能力(％)＝1-[(a样品517nm-a对照517nm)/a空白517nm]×100表3，壳聚糖水溶液与壳聚糖的清除dpph自由基的能力(％)(注：以上比例为壳聚糖与抗坏血酸的摩尔量之比)实验结果：本发明所配制的壳聚糖水溶液与壳聚糖的清除dpph自由基的能力如表3所示，壳聚糖的清除dpph的能力非常弱。抗坏血酸相比于壳聚糖，清除dpph自由基的能力非常强。在将壳聚糖与抗坏血酸混合形成壳聚糖抗坏血酸水溶液后，水溶液的清除dpph的能力比壳聚糖增强了很多，几乎与抗坏血酸的清除能力相当。本发明配制的不同比例的壳聚糖水溶液中，壳聚糖与抗坏血酸配比为2：1时，由于抗坏血酸不足，壳聚糖只有部分溶解，所以表现出的抗氧化活性略低；壳聚糖与抗坏血酸配比为1：2时的抗氧化活性与比配比为1：1时的抗氧化活性相差不大，而且从工业价值上讲，抗坏血酸的价格要比壳聚糖高。因此，基于原料价格和抗氧化活性或者经济和价值方面考虑，壳聚糖与抗坏血酸配比为1：1时为最佳配比。因为壳聚糖与抗坏血酸都属于天然产物，没有毒副作用，本发明将壳聚糖与抗坏血酸物理混合所配制的壳聚糖水溶液，综合了壳聚糖和抗坏血酸在清除自由基能力方面的优点，对羟自由基和dpph自由基均表现出很强的清除能力。在抗氧化剂应用方面具有巨大的潜力。当前第1页12