Способ получения олигосахаридов хитозана

Описан способ получения олигосахаридов хитозана, включающий ферментативную деполимеризацию хитозана хитозаназой в водном растворе в присутствии уксусной, аскорбиновой, янтарной кислоты или их смесей с последующей фильтрацией и сушкой, причем после сушки полученные олигосахариды хитозана подвергают низкотемпературной обработке жидким азотом. Способ позволяет получать олигосахариды хитозана, не имеющие неприятного послевкусия.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству олигосахаридов хитозана для обогащения рациона питания биологически активными веществами с целью профилактики ряда заболеваний и улучшения функционального состояния органов и систем организма.

Известны композиции для получения различных напитков, киселей с использованием олигосахаридов хитозана. Патент RU 2246239 от 16.05.2003, Патент RU 2259048 от 16.05.2003, Патент RU 2248722 от 16.05.2003. С учетом того, что олигосахариды хитозана имеют неприятное вяжущее послевкусие, в композиции были включены специально подобранные маскерующие подсластители, ароматизаторы.

Известно, что олигосахариды хитозана могут использоваться при лечении вертеброгенной дорсалгии, заболеваний печени, остеопароза, дислипопротеидемии, атеросклероза, туберкулеза, гипертонии. Патент RU 2250106 от 14.11.2003, Патент КР 142373 от 31.03.1998.

Однако использования полученных олигосахаридов хитозана из-за сложности рецептур получения различных напитков по причине неприятного послевкусия ограничивается их применением в капсулированной форме.

Задачей изобретения является создание нового эффективного способа получения олигосахаридов хитозана, не имеющих неприятного послевкусия, что значительно расширяет его применение для обогащения рациона питания биологически активным олигосахаридом хитозана с целью профилактики ряда заболеваний и улучшения функционального состояния органов и систем организма.

Сущность изобретения состоит в получении олигосахаридов хитозана ферментативной деполимеризацией в присутствии уксусной, аскорбиновой, янтарной кислоты и их смесей.

Отличие изобретения заключается в том, что после сушки полученные олигосахариды подвергаются низкотемпературной обработке с использованием жидкого азота.

Предлагаемый способ получения олигосахаридов хитозана не известен.

Нижеследующие примеры поясняют настоящее изобретение.

Пример 1.

Хитозан со степенью деацетилирования 98% и исходной вязкостью 36 сП (1%-ный р-р хитозана в 1%-ной уксусной кислоте), полученный из крошки панциря краба путем последовательной деминерализации, депротенирования и деацетилирования (ТУ 9289-058-046893775-2001), используют для получения его 5% раствора в воде, содержащей 2,4% уксусной кислоты. Ферментативный гидролиз ведут в присутствии хитозаназы с активностью 250 ед./г (производство "Lyven" Франция), взятой в количестве 1,5 ед. хитозаназы к 1 г хитозана при температуре 45°С в течение 30 минут. В реакционную емкость вновь добавляют хитозан до получения его общей концентрации в растворе в количестве 10% (мас.) и вводят дополнительно хитозаназу в количестве 1,5 ед. к 1 г добавленного хитозана. Общее время ферментативной обработки 24 часа.

Полученный гидролизат фильтруют через полипропиленовый фильтр, имеющий отверстия 5 микрон.

В полученный гидролизат, содержащий олигосахариды хитозана, добавляют предварительно обработанную 0,1 N раствором NaOH в течение часа и затем промытую дистиллированной водой анионообменную смолу АВ-16 (сильноосновная СОЕ - 8,5 мг-экв/г) в количестве 150 г на 1 литр раствора.

Сорбция уксусной кислоты осуществляется в течение 1 часа при температуре 20°С при медленном перемешивании.

Полученный водный раствор олигосахаридов хитозана отделяют от анионообменной смолы путем фильтрации раствора через пористую хлопчатобумажную ткань. Анионообменную смолу промывают дистиллированной водой из расчета один объем дистиллированной воды на один объем анионообменной смолы. Промывную воду добавляют в водный раствор олигосахаридов хитозана.

Полученный водный раствор олигосахаридов хитозана сушат в распылительной сушилке PC-1,8 со скоростью подачи раствора 50 л/час, температура входящего горячего воздуха 160-170°С, а температура выходящего воздуха 60-70°С.

Полученные олигосахариды хитозана имеют вязкость 18 сП. Выход олигосахаридов 98% (мас.). Количество уксусной кислоты в полученном продукте 0,1% (определение методом обратного титрования).

Молекулярно-массовое распределение олигосахаридов хитозана определялось хроматографическим анализом на хромагрофической системе ВЭЖХ - система Bio-Rad XL. Элюент-фосфорный буфер (0,05 М, рН 3) с добавлением 0,5 М NaNO₃, скорость потока 1,1 мл/мин. Калибровка осуществлялась по декстранам ("Pharmacia Fine Chemicals") с известной массой в диапазоне 20-250 тыс. дальтон, а также по мальтоолигосахаридам ("Sigma") и глюкозе в области низких масс. Молекулярно-массовое распределение полученных олигосахаридов было получено в виде:

n1	0
n2-6	19%
n7-12	70%
n13-20	8%
n20-25	3%
n>25	0

Полученные олигосахариды хитозана в виде тонкого порошка помещают в сосуд Дюара, заливают жидким азотом и выдерживают в течение 5 минут. Жидкий азот сливают, а олигосахарид хитозана подсушивают на поддоне при комнатной температуре от конденсированной влаги. Олигосахарид хитозана приобретает молочно-сладковатый привкус без вяжущего неприятного послевкусия, позволяющий использовать их в дозах, определенных для олигосахаридов хитозана, с различными молочными продуктами, соками, мюсли, готовыми кашами.

Пример 2.

Тонкоизмельченный олигосахарид хитозана (120 меш) со степенью деацетилирования 98% и исходной вязкостью 36 сП, полученный из крошки панциря краба путем последовательной деминерализации, депротенирования и деацетилирования (ТУ 9289-058-04689375-2001), вносят в реакционный сосуд для получения 10% дисперсии в воде, содержащей 3% (мас.) аскорбиновой кислоты. Ферментативный гидролиз ведут в присутствии хитозаназы с активностью 250 ед./г, взятой в количестве 3 ед. хитозаназы к 1 г введенного хитозана при температуре 45°С в среде азота. После полного растворения хитозана ферментативный гидролиз хитозана продолжается до общего времени гидролиза 24 часа.

Полученный гидролизат фильтруют, а затем сушат в условиях примера 1.

Полученные олигосахариды хитозана имеют вязкость 1,52 сП. Выход олигосахаридов 95%, содержание аскорбиновой кислоты в продукте - 21,2% (мас.). Молекулярно-массовое распределение полученных олигосахаридов, определенное в условиях примера 1, получено в виде:

n1	0
n2-6	16%
n7-12	72%
n13-20	19%
n20-25	3%
n>25	0%.

Полученные олигосахариды подвергают обработке жидким азотом в условиях примера 1.

Олигосахариды имеют слабый привкус аскорбиновой кислоты без вяжущего неприятного послевкусия, позволяющий использовать их в дозах, определенных для олигосахаридов хитозана и аскорбиновой кислоты с различными соками.

Пример 3.

Хитозан, взятый в примере 1, используют для получения его 5%-ного раствора в воде, содержащей 1,6% (мас.) аскорбиновой и 1,6% янтарной кислоты. Ферментативный гидролиз ведут в присутствии хитозаназы с активностью 250 ед./г, взятой в количестве 1,5 ед. к 1 г хитозана, в течение 30 минут в среде азота. В реакционную смесь вновь добавляют хитозан до получения его общей концентрации в растворе в количестве 10% (мас.) и вводят дополнительно хитозаназу до количества 3 ед. хитозаназы на 1 г всего хитозана, находящегося в растворе, с учетом ранее добавленной хитозаназы. Ферментативный гидролиз продолжается при температуре 45°С.

Общее время ферментативной обработки 24 часа. Полученный гидролизат фильтруют и затем сушат в условиях примера 1. Полученные олигосахариды имеют вязкость 1,6 сП. Выход олигосахаридов 94% (мас.), содержание аскорбиновой кислоты 10,6% (мас.), содержание янтарной кислоты 10,6% (мас.).

Молекулярно-массовое распределение полученных олигосахаридов, определенное в условиях примера 1, получено в виде:

n1	0
n2-6	16%
n7-12	60%
n13-20	21%
n20-25	3%
n>25	0%.

Полученные олигосахариды подвергают обработке жидким азотом в условиях примера 1.

Олигосахариды имеют слабый кисловатый привкус без вяжущего неприятного послевкусия, позволяющий использовать их в дозах, определенных для олигосахаридов хитозана, аскорбиновой и янтарной кислоты с различными соками.

Пример 4.

Хитозан взятый в примере 2 используют для получения 10% дисперсии в воде, содержащей 3% (мас.) янтарной кислоты. Ферментативный гидролиз ведут в присутствии хитозаназы с активностью 250 ед./г, взятой в количестве 3 ед. хитозаназы на 1 кг введенного хитозана при температуре 45°С.

После полного растворения хитозана ферментативный гидролиз хитозана продолжается до общего времени гидролиза 24 часа. Полученный гидролизат фильтруют, а затем сушат в условиях примера 1.

Полученные олигосахариды хитозана имеют вязкость 1,5 сП. Выход олигосахаридов 94%. Содержание янтарной кислоты в продукте 21,2% (мас.). Молекулярно-массовое распределение полученных олигосахаридов, определенные в условиях примера 1, получено в виде:

n1	0
n2-6	17%
n7-12	64%
n13-20	16%
n20-25	3%
n>25	0%.

Полученные олигосахариды подвергают обработке жидким азотом в условиях примера 1.

Олигосахариды имеют слабый кисловатый привкус без вяжущего неприятного послевкусия, позволяющий использовать их в дозах, определенных для олигосахаридов хитозана и янтарной кислоты с различными соками.

Способ получения олигосахаридов хитозана, включающий ферментативную деполимеризацию хитозана хитозаназой в водном растворе в присутствии уксусной, аскорбиновой, янтарной кислоты или их смесей с последующей фильтрацией и сушкой, отличающийся тем, что после сушки полученные олигосахариды хитозана подвергают низкотемпературной обработке жидким азотом.