一种特定分子量水溶性羧甲基可得然胶及其制备方法和应用与流程

本发明涉及多糖衍生化，尤其涉及一种特定分子量水溶性羧甲基可得然胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、可得然胶是由葡萄糖残基通过β-1,3-糖苷键线性连接而成的微生物胞外多糖，其分子链间密集的氢键网络使多糖链组装为致密的三螺旋结构，导致可得然胶在常温水及常规有机溶剂中极难溶解，严重限制了其在食品加工等领域的应用。

2、为改善水溶性，可采用羧甲基化等手段对可得然胶进行化学改性，通过引入亲水性基团破坏三螺旋结构以提高溶解度。然而，化学改性仅能改变溶解性能，无法有效调控多糖的分子量，改性产物仍具有极高的分子量且分布宽泛。为降低分子量，现有技术采用酸、碱或高温热降解法，但可得然胶的不溶性导致降解反应仅在非均相界面进行，糖苷键断裂具有随机性，产物分子量分布极宽。生物酶解法虽条件温和、专一性强，但致密的三螺旋结构构成物理屏障，酶分子难以有效渗透至多糖颗粒内部，酶解效率极低。

3、现有技术始终难以兼顾多糖的高分子属性与水溶性及分子量均一性之间的平衡。当分子量过高或分布过宽时，产物中部分大分子组分难以完全溶解；而当分子量过低时，多糖链过短则丧失高分子多糖所必需的增稠、稳定等功能特性，难以满足食品与日化领域对高分子原辅料的性能要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种特定分子量水溶性羧甲基可得然胶及其制备方法和应用，通过羧甲基化改性结合限时酶解策略，在保持多糖高分子骨架的前提下实现了分子量的均一化调控，使产物兼具良好的水溶性和增稠、稳定等功能特性。

2、第一方面，本发明提供了一种特定分子量水溶性羧甲基可得然胶的制备方法，包括如下步骤：

3、将可得然胶悬浮于乙醇溶液中，加入氢氧化钠溶液进行碱化，再加入氯乙酸进行醚化反应；

4、反应结束后经纯化、干燥，得到羧甲基可得然胶中间体；

5、将所述羧甲基可得然胶中间体配制成底物溶液，加入β-葡聚糖酶进行15~30min的酶解反应；

6、加热灭酶，经纯化、干燥，即得特定分子量水溶性羧甲基可得然胶。

7、优选地，氢氧化钠溶液的浓度为5~15m，可得然胶与氢氧化钠溶液的用量比为1g :(0.2~2.5)ml。

8、优选地，碱化的温度为20~70℃，碱化的时间为20~60min。

9、优选地，氯乙酸与可得然胶葡萄糖单元的摩尔比为(0.25~1.25) : 1。

10、优选地，醚化温度为20~80℃，醚化时间为2~6 h。

11、优选地，所述底物溶液的质量体积比浓度为3~8%。

12、优选地，所述酶解反应的温度为50~60℃，酶解反应的ph为4.2~4.8。

13、优选地，通过调控所述β-葡聚糖酶的添加剂量，获得不同分子量的羧甲基可得然胶：

14、当酶添加剂量为0.05~0.1 u/g时，获得重均分子量为0.336×106~0.350×106g/mol的产物；

15、当酶添加剂量为2.0~4.0 u/g时，获得重均分子量为0.148×106~0.233×106g/mol的产物；

16、当酶添加剂量为6.0~10.0 u/g时，获得重均分子量为0.072×106~0.107×106g/mol的产物。

17、第二方面，本发明提供了上述制备方法制备得到的特定分子量水溶性羧甲基可得然胶。

18、第三方面，本发明提供了上述特定分子量水溶性羧甲基可得然胶在制备食品增稠剂、稳定剂或质构改良剂中的应用。

19、与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

20、本发明通过将可得然胶依次进行羧甲基化改性和酶解处理，先破坏三螺旋结构以提高水溶性并暴露酶切位点，再将酶解时间限定在特定区间内，使底物分子链得到适度剪切而避免被彻底降解为寡糖片段，从而在保持多糖高分子属性的同时实现分子量的均一化调控，赋予产物良好的常温水溶性和增稠、稳定等功能特性，有效克服了现有技术难以兼顾水溶性、分子量均一性与高分子骨架完整性的技术缺陷。

1.一种特定分子量水溶性羧甲基可得然胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氢氧化钠溶液的浓度为5~15m，可得然胶与氢氧化钠溶液的用量比为1g : (0.2~2.5)ml。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，碱化的温度为20~70℃，碱化的时间为20~60min。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氯乙酸与可得然胶葡萄糖单元的摩尔比为(0.25~1.25) : 1。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，醚化温度为20~80℃，醚化时间为2~6 h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述底物溶液的质量体积比浓度为3~8%。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酶解反应的温度为50~60℃，酶解反应的ph为4.2~4.8。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通过调控所述β-葡聚糖酶的添加剂量，获得不同分子量的羧甲基可得然胶：

9.如权利要求1~8任一项所述的制备方法制备得到的特定分子量水溶性羧甲基可得然胶。

10.如权利要求9所述的特定分子量水溶性羧甲基可得然胶在制备食品增稠剂、稳定剂或质构改良剂中的应用。