羧甲基化短柄五加多糖、合成純化方法及其作為煙草保潤(rùn)劑的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于保潤(rùn)劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種羧甲基化短柄五加多糖、合成純化方 法及其作為煙草保潤(rùn)劑的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，我國(guó)卷煙工業(yè)中主要采用丙二醇、山梨醇等多羥基物質(zhì)作為保潤(rùn)劑，使用此 類保潤(rùn)劑的主要目的在于維持加工過(guò)程中煙絲的含水率，提高煙絲的耐加工性，但上述保 潤(rùn)劑對(duì)成品卷煙含水率的維持和吸食舒適度的改善效果并不理想。
[0003] 多糖是由大量單糖聚合而成，其大量的羥基與水分子形成氫鍵，其本身便具有較 強(qiáng)的持水能力，將多糖進(jìn)行羧甲基化修飾，不僅可以改善其溶解性，而且可以進(jìn)一步提高其 持水能力。目前，國(guó)內(nèi)外尚未有將羧甲基化短柄五加多糖作為煙草保潤(rùn)劑在卷煙中應(yīng)用的 相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種羧甲基化短柄五加多糖、合成純化方法及其作為煙草保 潤(rùn)劑的應(yīng)用。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種羧甲基化短柄五加多糖的合成純化方法，其包括下述步驟：將短柄五加多糖、氫氧 化鈉加入到溶劑中攪拌溶解，然后加入氯乙酸，在60 - 80°C條件下攪拌反應(yīng)3 - 5h，冷卻， 調(diào)節(jié)PH值至中性，醇沉，過(guò)濾，收集沉淀，沉淀再經(jīng)水溶解，醇沉，透析，冷凍干燥即得羧甲 基化短柄五加粗多糖。
[0006] 具體的，所述溶劑由質(zhì)量比為1 一 1. 5 :1的咪唑類離子液體和水組成；各物料的 添加比例為：短柄五加多糖：氫氧化鈉：溶劑：氯乙酸=IOg :14 - 18g :120mL :16 - 17g。
[0007] 進(jìn)一步優(yōu)選，將羧甲基化短柄五加粗多糖層析分離純化兩次，獲得精制羧甲基化 短柄五加多糖；兩次分離純化所用的層析柱分別為DEAE-32纖維素柱和Sephadex G-200凝 膠柱，兩次分離純化所用的洗脫液分別為〇· 4 mol/L NaCl溶液和0· I mol/LNaCl溶液。
[0008] 利用上述合成純化方法制備所得的羧甲基化短柄五加多糖。
[0009] 利用上述合成純化方法制備所得的羧甲基化短柄五加多糖作為煙草保潤(rùn)劑的 應(yīng)用。較好的，羧甲基化短柄五加多糖在煙絲烘絲前添加，其適宜添加量為煙絲重量的 0· 05 - 1. 5%0〇
[0010] 本發(fā)明通過(guò)合成與純化獲得了羧甲基化短柄五加多糖，并將其進(jìn)行物理保潤(rùn)性能 測(cè)試和內(nèi)在感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)其對(duì)卷煙具有很好的物理和感官保潤(rùn)作用，并且可以降低 卷煙的刺激性和雜氣，提高卷煙煙氣的圓潤(rùn)感和舒適性，可以作為一種性能優(yōu)良的煙草保 潤(rùn)劑在卷煙中應(yīng)用，并確定了其在卷煙中的適宜用量。
[0011] 和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果： 1)在羧甲基化短柄五加多糖的合成過(guò)程中，利用溶劑(離子液體和水1 一 I. 5 :1的混 合液）對(duì)多糖具有良好的溶解性，有效地提高了反應(yīng)原料在單位體積內(nèi)的濃度，為進(jìn)一步提 高反應(yīng)產(chǎn)率奠定基礎(chǔ)。
[0012] 2)采用纖維素和凝膠色譜柱層析分離純化兩次，獲得高純度的精制羧甲基化短柄 五加多糖，整個(gè)提取純化過(guò)程操作簡(jiǎn)便，使用的原料和試劑價(jià)廉易得。
[0013] 3)經(jīng)試驗(yàn)證明：本發(fā)明羧甲基化短柄五加多糖對(duì)煙草制品的保潤(rùn)效果明顯，因此 具有顯著的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值和廣闊的推廣應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
[0015] 試驗(yàn)所用的主要試劑和儀器： 乙醇、氫氧化鈉、乙酸、苯酚、硫酸、氯化鈉(廣州化學(xué)試劑廠，分析純)，1- 丁基-3-甲基 咪唑基氯鹽（蘭州化學(xué)物理研究所，分析純），DEAE-32纖維素柱和Sephadex G200凝膠(美 國(guó)sigma公司），實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。
[0016] BS200SWE1型電子天平(感量：0.0 OOlg，北京賽多麗絲天平有限公司）；R-215型旋 轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士 BUCHI公司）;V-700真空栗(瑞士 BUCHI公司）；DLSB-20/60°C低溫冷卻循環(huán) 栗(上海美強(qiáng)儀器設(shè)備有限公司）;KDM型調(diào)溫電熱套（山東華魯電熱儀器有限公司）;85-2型 恒溫磁力攪拌器(上海司樂(lè)儀器廠)、ZK-82B型電熱真空干燥箱(上海申光儀器儀表有限公 司），CHRIST凍干機(jī)(瑞士 BUCHI公司），TSKGEL G2000 PW高效凝膠色譜柱（美國(guó)Sigma公 司），Agilent LCllOO型高效液相儀及示差折光檢測(cè)儀(美國(guó)Agilent公司）。
[0017] 本發(fā)明中，短柄五加多糖可購(gòu)買普通市售產(chǎn)品，也可采用本領(lǐng)域常規(guī)方法制備而 得。實(shí)施例中的離子液體為1- 丁基-3-甲基咪唑基氯鹽。
[0018] 下述實(shí)施例中的短柄五加多糖采用如下方法制備而得：將粉碎過(guò)的300g干燥短 柄五加用1800ml乙醚索氏提取2h用以除去油脂，殘?jiān)鼡]干。揮干后的殘?jiān)儆?L沸水提 取3次，合并3次所得的沸水提取液，濃縮、離心，取上清液，加上清液3倍體積量的無(wú)水乙 醇進(jìn)行醇沉，靜置過(guò)夜（12h)，再次離心收集沉淀物。沉淀物依次用乙醇、丙酮洗滌3次后用 蒸餾水溶解，再加入沉淀物重量1%。的木瓜蛋白酶于50°C水浴中放置2h，采用Sevage法脫 除蛋白。加入Sg活性炭置于70°C水浴中加熱3h，過(guò)濾除去活性炭，減壓濃縮，自然冷卻后 裝入透析袋中流水透析48h用以除去小分子雜質(zhì)，透析結(jié)束后，再次加入透析后多糖溶液 體積3倍量的無(wú)水乙醇進(jìn)行醇沉，靜置過(guò)夜（12h)，沉淀于70°C干燥得11. 79g粗多糖，收率 為 3. 93%。
[0019] 取2. Og粗多糖用蒸餾水溶解后，用DEAE-CelIuose凝膠色譜柱層析分離 (5. 0X50cm)，以0. 5mol/L NaCl溶液為流動(dòng)相（即洗脫液)，流速為2. 5ml/min，采用硫酸 苯酚法對(duì)層析液顯色，收集主要色譜峰，凍干。然后將凍干所得固體用0. 05mol/L NH4HOV^ 液溶解，用3印11&(1616200凝膠色譜柱再次層析分離（5.0\50〇11)，以0.05111〇1/1順 4!10)3 溶液為流動(dòng)相（即洗脫液)，流速為2. Oml/min，采用硫酸苯酚法對(duì)層析液顯色，收集主要色 譜峰，凍干，即得486mg精制短柄五加多糖固體，收率24. 3%，經(jīng)檢測(cè)LTl糖含量為95. 3%。 [0020] 實(shí)施例1 一種羧甲基化短柄五加多糖的合成純化方法，包括下述步驟：在三口燒瓶中加入 16gNaOH、120mL溶劑(離子液體/水=1: 1，質(zhì)量比)，室溫下攪拌至溶液澄清，加入IOg精制 短柄五加多糖劇烈攪拌20min至充分溶解，然后緩慢加入16. 2g氯乙酸，在60°C下攪拌反應(yīng) 3h，冷卻至室溫，稀醋酸調(diào)節(jié)pH值為7,醇沉，過(guò)濾，收集沉淀。
[0021] 沉淀用適量水溶解，3倍體積95%的乙醇醇沉，4000r/m離心20min。再次收集沉 淀，并用透析袋對(duì)其進(jìn)行流水透析。先用自來(lái)水透析24h，再用蒸餾水透析24h，最后冷凍干 燥得白色棉絮狀的羧甲基化短柄五加粗多糖。
[0022] 將羧甲基化短柄五加粗多糖樣品溶于蒸餾水中，加到已預(yù)處理過(guò)的DEAE-32纖維 素層析柱中，用0. 4mol/L的NaCl溶液梯度洗脫，流速為0. 5mL/min。每試管收集5mL，苯 酚-硫酸法檢測(cè)，收集含多糖的各管樣品，透析脫鹽，冷凍干燥，得到多糖組分；用Sephadex G-200凝膠柱對(duì)其進(jìn)一步純化，用0. lmol/L的NaCl溶液洗脫，同樣用部分收集器收集，檢測(cè) 后分別收集各組分，經(jīng)流水透析、冷凍干燥即得到羧甲基化短柄