一种低凝固温度琼脂糖的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于琼脂糖制备技术领域，具体涉及一种低凝固温度琼脂糖的制备方法。
【背景技术】
[0002]琼脂糖分离自红藻琼脂，是由β?D?吡喃半乳糖和3，6?脱水?α?L?吡喃半乳糖交替连接的多糖共聚物。琼脂糖含硫酸根比琼脂少，有特殊的胶凝性质，尤其有显著的稳固性和滞后性，并且易吸收水分，有特殊的稳定效应，已经广泛应用于生物、食品、医药、化工、纺织、国防等领域。
[0003]天然红藻琼脂直接分离获得的琼脂糖胶液的凝固温度一般为35?40°C，在此温度下，许多有机体或者对热敏感的试剂将失活，因此需要制备具有更低凝固温度的琼脂糖，而目前国内所用的低凝固温度琼脂糖产品主要依靠国外进口。
[0004]现有技术中主要通过改性来获得低凝固温度的琼脂糖，其改性方法主要有烷基化、链烯基化、酰化和羟烷基化等。刘力等人采用硫酸二甲酯进行甲基化得到低凝固温度琼脂糖，但是硫酸二甲酯为毒性物质，存在安全隐患。张全斌等人采用碘甲烷进行甲基化，同样碘甲烷也存在一定的毒性，且价格昂贵。卢灿辉等人采用缩水甘油醚进行改性，凝固温度可以降低，但是凝胶强度过小，且缩水甘油醚无商品化产品。吴刚等人采用卤代烷烃进行烷基化，并且对烷基化后琼脂糖的熔化温度、凝胶强度、硫酸根含量等指标进行比较，发现改性后琼脂糖熔点的降低、白度、复溶性等都没有羟烷基改性那么理想。Guiseley等人采用硫酸二甲酯、环氧丙烷、卤代烷烃进行改性，但是未对改性后的琼脂糖的凝胶强度进行测定，仅得出改性剂加入量与取代度、凝固温度的关系。
[0005]综上所述，目前上述改性的主要问题是所使用的改性剂大多数都是毒性物质，生产中存在安全隐患，同时还存在如产品凝胶强度太低、凝固温度太高等问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种低凝固温度琼脂糖的制备方法。
[0007]本发明的具体技术方案如下:
[0008]—种低凝固温度琼脂糖的制备方法，包括如下步骤:
[0009](I)将琼脂糖于80?95°C下溶于去离子水中，配制成1.0?10.0wt%的琼脂糖溶液；
[0010](2)上述琼脂糖溶液自然冷却至60?83°C后，向其中加入硼氢化钠的氢氧化钠溶液进行还原反应，反应过程中观察溶液的颜色变化，当颜色由浅绿色变为无色透明液体时，终止还原反应；
[0011 ] (3)向步骤(2)所得溶液中加入浓度为2.0?6.0mol/L的氢氧化钠溶液进行碱化处理，该氢氧化钠溶液的添加量为2?20mL/g琼脂糖；
[0012](4)将步骤(3)的溶液迅速冷却至O?10°C，边搅拌边于0.8?1.2h内缓慢滴加环氧乙烷溶液至环氧乙烷在溶液中的浓度为1.0?5.0wt %，再搅拌反应0.5?2.0h;
[0013](5)将步骤(4)所得的溶液加热至60?70°C，边搅拌边滴加乙酸溶液调节溶液的pH值至7.0?8.0;
[0014](6)边搅拌变将40?50°C的热异丙醇加入到步骤(5)的溶液中，然后静置1.0?
3.0h进行醇沉分级；
[0015](7)将步骤(6)所得的物料进行过滤，得到沉淀物，用60?65% (v/v，体积浓度)异丙醇浸没后进行搅拌分散，再以异丙醇洗涤若干次，脱水得滤饼；
[0016](8)将上述滤饼在40?60°C恒温下干燥6.0?12.0h后，再粉碎、过筛，即得所述低凝固温度的琼脂糖，该琼脂糖的熔化温度为60?65°C，凝固温度26?31°C，凝胶强度大于250g/cm2。
[0017]在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)的硼氢化钠的氢氧化钠溶液中，硼氢化钠的浓度为3.0?6.0mol/L，溶剂为10.0?20.0mol/L NaOH溶液。
[0018]在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)的还原反应的时间为5.0?30.0min0
[0019]在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(4)的环氧乙烷溶液为20?60%(v/v)的环氧乙烷水溶液。
[0020]在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(5)的乙酸溶液的浓度为2.0?
6.0mol/L。
[0021]在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(7)中的过滤为离心过滤。
[0022 ]在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(7)中的过滤为板框过滤。
[0023]进一步优选的，所述步骤(7)中的过滤所用的滤网为100?200目的滤网。
[0024]在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(8)中的过筛所用的筛网为200?300目的筛网。
[0025]本发明的有益效果是:
[0026]1、本发明通过采用环氧乙烷衍生化方法制备低凝固温度琼脂糖，所获得的琼脂糖不仅具有较低的凝固温度和熔化温度，而且具有较高的凝胶强度，同时解决了环氧乙烷因为易挥发造成的生产不稳定问题；
[0027]2、本发明的方法采用溶剂稀释法进行琼脂糖改性，成本低廉、生产安全可靠，定量准确，产品质量好，适合大规模工业化生产。
[0028]3、本发明的方法采用热异丙醇可以将改性后的琼脂糖醇沉分级成为两个部分，一种以沉淀的形式产生，该部分的电内渗、硫酸根含量较低；另一部分的电内渗、硫酸根含量较高。
【具体实施方式】
[0029]以下通过【具体实施方式】对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0030]实施例1
[0031](I)将4.0g琼脂糖粉末于90°C下溶于150mL去离子水中，配制成琼脂糖溶液；
[0032](2)上述琼脂糖溶液自然冷却至82°C后，向其中加入0.9mL硼氢化钠的氢氧化钠溶液进行还原反应15min，反应过程中观察溶液的颜色变化，当颜色由浅绿色变为无色透明液体时，终止还原反应，硼氢化钠的氢氧化钠溶液中，硼氢化钠的浓度为4.4mol/L，溶剂为10.0?20.0mol/L NaOH溶液；
[0033](3)向步骤(2)所得溶液中加入40mL浓度为3.8mo 1/L的氢氧化钠溶液进行碱化处理；
[0034](4)将步骤(3)的溶液迅速冷却至5°C，边搅拌边于60min内缓慢滴加20?60 % (v/V)环氧乙烧水溶液至环氧乙烧在溶液中的浓度为1.0?5.0wt %，再搅拌反应60min ；
[0035](5)将步骤(4)所得的溶液加热至70°C，边搅拌边滴加3.0mol/L的乙酸溶液调节溶液的pH值至7.2;
[0036](6)边搅拌边将45°C的热异丙醇加入到步骤(5)的溶液中，然后静置1.0?3.0h进行醇沉分级；
[0037](7)将步骤(6)所得的物料经离心过滤，得到白色沉淀物，用60%体积浓度的异丙醇浸没后进行粉碎，再以异丙醇洗涤4次，压榨脱水得滤饼；
[0038](8)将上述滤饼置于55°C的空气干燥箱中恒温干燥12.0h后，再粉碎、200目筛网过筛，即得所述低凝固温度的琼脂糖，该琼脂糖的熔化温度为60.00C，凝固温度26.5°C，凝胶强度为265g/cm20
[0039]实施例2
[0040](I)将30g琼脂糖粉末于90°C下溶于575mL去离子水中，配制成琼脂糖溶液；
[0041 ] (2)上述琼脂糖溶液自然冷却至82°C后，向其中加入6.8mL硼氢化钠的氢氧化钠溶液进行还原反应15min，反应过程中观察溶液的颜色变化，当颜色由浅绿色变为无色透明液体时，终止还原反应，硼氢化钠的氢氧化钠溶液中，硼氢化钠的浓度为4.4mol/L，溶剂为10.0?20.0mol/L NaOH溶液；
[0042](3)向步骤(2)所得溶液中加入300mL浓度为4.0mo 1/L的氢氧化钠溶液进行碱化处理，并补充575mL去离子水；
[0043](4)将步骤(3)的溶液迅速冷却至5°C，边搅拌边于60min内缓慢滴加20?60 % (v/V)的环氧乙烧水溶液至环氧乙烧在溶液中的浓度为1.0?5.0wt %，再搅拌反应90min ；
[0044](5)将步骤(4)所得的溶液加热至70°C，边搅拌边滴加3.0mol/L的乙酸溶液调节溶