聚蔗糖羧甲基化改性

，
性溶液中稳定，pH<3时水解破环。聚蔗糖广泛 解性能，使之适用于制备各种交换树脂及药物载
应用于细胞密度梯度分离、功能饮料添加剂、医 体等，不仅可以延长其产业链，而且可以提高系
收稿日期：2012-06-04 *通讯作者 基金项目：广西教育厅科研立项项目(201106LX692)；柳州师范高等专科学校重点资助项目(LSZ2010A001)。 作者简介：张春艳(1972—)，女，广西兴安人，硕士，副教授，研究方向为药用高分子材料。
添加剂与调味品
食品科技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
2012年 第 37卷 第 12期
聚蔗糖羧甲基化改性研究
张春艳1，杨 华2* (1.柳州师范高等专科学校化学与生命科学系，柳州 545004；
2.广西大学化学化工学院，南宁 530004)
摘要：以Ficoll-400为原料，采用氯乙酸法在碱性条件下进行羧甲基化改性。以产物取代度
(DS)为评价指标，通过单因素和正交实验对改性条件进行优化。结果表明：溶胀介质为85% 乙醇，n(聚蔗糖):n(氯乙酸):n(氢氧化钠)=1:4.8:5.5，反应温度为70 ℃，反应时间为10 h时，产
物的DS可达0.6412。该改性方法工艺简单，易于控制，可以为其他多糖的羧甲基化改性提供
参考。
关键词：聚蔗糖；羧Βιβλιοθήκη Baidu基化；取代度
至
防
聚蔗糖(Ficoll)主要指蔗糖与环氧化合物反应 药、食品工艺领域[1-2]等，在免疫学研究中可作低
的产物，应用的产品分子量在7万~80万之间，比 分子量半抗原的惰性载体。然而聚蔗糖固有的一
较常用的是分子量40万的共聚物(Ficoll-400)。聚 蔗糖是白色结晶性粉末，易溶于水，在中性和碱
些缺陷，如溶胀速率慢、稳定性差等，限制了其 应用和发展[3]。对Ficoll进行化学改性，改善其溶
530004)
Abstract: Using Ficoll-400 as the raw material, carboxy methylation was studied by adopting chloroacetic acid in alkaline conditions. through single factor and orthogonal experiments, the effects of reaction conditions no degree of substitution (DS) were investigated. The result showed that the DS product was 0.6412 when reaction medium was 85% ethanol, n(Ficoll-400):n(CH2ClCOOH):n(NaOH) equaled to 1:4.8:5.5 with reaction time of 10 h in 70 ℃. This carboxymethylation has simple process and was easy to control, which can provide reference to the carboxymethylation of other polysaccharides. Key words: Ficoll 400; carboxy methylation; degree of substitution
R-OH+NaOH—→R-ONa＋H2O RONa+ClCH2COONa—→ROCH2COONa+NaCl ROCH2COONa+HCl—→ROCH2COOH+NaCl (注：R-代表聚蔗糖分子键) 副反应：ClCH2COOH+NaOH→CH2OHCOONa +NaCl 1.2.2 聚蔗糖羧甲基化改性方法[3] 将一定量的聚 蔗糖溶在含一定量50% NaOH的30%~95%乙醇溶 液中，室温下搅拌1.5 h，使聚蔗糖充分溶胀；再 加入一定量的氯乙酸溶液，于40~80 ℃反应2~10 h，降温，用1.00 mol/L的HCl中和至中性。抽滤， 固化物用50%的乙醇洗涤至无氯离子检出，再用 无水乙醇脱水，真空干燥后备用。 1.2.3 羧甲基取代度(DS)的测定[10] 取代度是指每 个聚蔗糖分子中蔗糖残基上羟基被取代的平均数 量，采用酸碱滴定法测定。准确称量羧甲基聚蔗 糖样品0.1000 g，置于250 mL的锥形瓶中，加入 40.0 mL的0.1 mol/L NaOH溶液，以酚酞为指示剂，
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2012年 第 37卷 第 12期
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列产品的附加值，是开发利用聚蔗糖的有效途径 之一。
有关多糖改性的方法很多，其中以羧甲基 改性最为成熟，又以淀粉、纤维素和壳聚糖为 主[4-6]；近年来，有关魔芋葡甘聚糖羧甲基改性 的报道也日渐增多[7-8]。但有关聚蔗糖的改性报道 还相对较少[9]，其羧甲基化改性还未见报道。本 文以氯乙酸为羧甲基化试剂，以乙醇为溶胀介 质，在碱性条件下对聚蔗糖进行羧甲基化改性 [3]。以产物取代度(DS)为评价指标，研究了溶剂浓 度、氯乙酸用量、碱用量、反应温度和反应时间 对取代度的影响，初步确定聚蔗糖羧甲基化的最 佳工艺条件；并通过正交实验对改性条件进行优 化，确定了最佳工艺条件。
1 材料与方法
1.1 主要试剂 Ficoll-400：天津市聚合科贸有限公司；氯乙
酸、氢氧化钠等：分析纯，国药集团化学试剂有 限公司。 1.2 实验方法 1.2.1 羧甲基化改性原理 聚蔗糖分子上的羟 基先与碱作用生成醇钠，继而与氯乙酸发生 A.W.Willamson亲核取代反应，结果在聚蔗糖分子 中引入羧甲基，再酸化，得到羧甲基醚。反应式 如下：
中图分类号：O636.1 文献标志码：A
文章编号：1005-9989(2012)12-0244-04
Modification on ficoll by carboxy methylation
ZHANG Chun-yan1, YANG Hua2*
(1.Department of Chemistry and Life Science, Liuzhou Teachers College, Liuzhou 545004; 2.School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi University, Nanning