羧甲基化短柄五加多糖、合成纯化方法及其作为烟草保润剂的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于保润剂技术领域，具体涉及一种羧甲基化短柄五加多糖、合成纯化方 法及其作为烟草保润剂的应用。
【背景技术】
[0002] 当前，我国卷烟工业中主要采用丙二醇、山梨醇等多羟基物质作为保润剂，使用此 类保润剂的主要目的在于维持加工过程中烟丝的含水率，提高烟丝的耐加工性，但上述保 润剂对成品卷烟含水率的维持和吸食舒适度的改善效果并不理想。
[0003] 多糖是由大量单糖聚合而成，其大量的羟基与水分子形成氢键，其本身便具有较 强的持水能力，将多糖进行羧甲基化修饰，不仅可以改善其溶解性，而且可以进一步提高其 持水能力。目前，国内外尚未有将羧甲基化短柄五加多糖作为烟草保润剂在卷烟中应用的 相关报道。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种羧甲基化短柄五加多糖、合成纯化方法及其作为烟草保 润剂的应用。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种羧甲基化短柄五加多糖的合成纯化方法，其包括下述步骤：将短柄五加多糖、氢氧 化钠加入到溶剂中搅拌溶解，然后加入氯乙酸，在60 - 80°C条件下搅拌反应3 - 5h，冷却， 调节PH值至中性，醇沉，过滤，收集沉淀，沉淀再经水溶解，醇沉，透析，冷冻干燥即得羧甲 基化短柄五加粗多糖。
[0006] 具体的，所述溶剂由质量比为1 一 1. 5 :1的咪唑类离子液体和水组成；各物料的 添加比例为：短柄五加多糖：氢氧化钠：溶剂：氯乙酸=IOg :14 - 18g :120mL :16 - 17g。
[0007] 进一步优选，将羧甲基化短柄五加粗多糖层析分离纯化两次，获得精制羧甲基化 短柄五加多糖；两次分离纯化所用的层析柱分别为DEAE-32纤维素柱和Sephadex G-200凝 胶柱，两次分离纯化所用的洗脱液分别为〇· 4 mol/L NaCl溶液和0· I mol/LNaCl溶液。
[0008] 利用上述合成纯化方法制备所得的羧甲基化短柄五加多糖。
[0009] 利用上述合成纯化方法制备所得的羧甲基化短柄五加多糖作为烟草保润剂的 应用。较好的，羧甲基化短柄五加多糖在烟丝烘丝前添加，其适宜添加量为烟丝重量的 0· 05 - 1. 5%0〇
[0010] 本发明通过合成与纯化获得了羧甲基化短柄五加多糖，并将其进行物理保润性能 测试和内在感官质量评价，发现其对卷烟具有很好的物理和感官保润作用，并且可以降低 卷烟的刺激性和杂气，提高卷烟烟气的圆润感和舒适性，可以作为一种性能优良的烟草保 润剂在卷烟中应用，并确定了其在卷烟中的适宜用量。
[0011] 和现有技术相比，本发明的有益效果： 1)在羧甲基化短柄五加多糖的合成过程中，利用溶剂(离子液体和水1 一 I. 5 :1的混 合液）对多糖具有良好的溶解性，有效地提高了反应原料在单位体积内的浓度，为进一步提 高反应产率奠定基础。
[0012] 2)采用纤维素和凝胶色谱柱层析分离纯化两次，获得高纯度的精制羧甲基化短柄 五加多糖，整个提取纯化过程操作简便，使用的原料和试剂价廉易得。
[0013] 3)经试验证明：本发明羧甲基化短柄五加多糖对烟草制品的保润效果明显，因此 具有显著的工业应用价值和广阔的推广应用前景。
【具体实施方式】
[0014] 以下通过实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此。
[0015] 试验所用的主要试剂和仪器： 乙醇、氢氧化钠、乙酸、苯酚、硫酸、氯化钠(广州化学试剂厂，分析纯)，1- 丁基-3-甲基 咪唑基氯盐（兰州化学物理研究所，分析纯），DEAE-32纤维素柱和Sephadex G200凝胶(美 国sigma公司），实验用水为蒸馏水。
[0016] BS200SWE1型电子天平(感量：0.0 OOlg，北京赛多丽丝天平有限公司）；R-215型旋 转蒸发仪(瑞士 BUCHI公司）;V-700真空栗(瑞士 BUCHI公司）；DLSB-20/60°C低温冷却循环 栗(上海美强仪器设备有限公司）;KDM型调温电热套（山东华鲁电热仪器有限公司）;85-2型 恒温磁力搅拌器(上海司乐仪器厂)、ZK-82B型电热真空干燥箱(上海申光仪器仪表有限公 司），CHRIST冻干机(瑞士 BUCHI公司），TSKGEL G2000 PW高效凝胶色谱柱（美国Sigma公 司），Agilent LCllOO型高效液相仪及示差折光检测仪(美国Agilent公司）。
[0017] 本发明中，短柄五加多糖可购买普通市售产品，也可采用本领域常规方法制备而 得。实施例中的离子液体为1- 丁基-3-甲基咪唑基氯盐。
[0018] 下述实施例中的短柄五加多糖采用如下方法制备而得：将粉碎过的300g干燥短 柄五加用1800ml乙醚索氏提取2h用以除去油脂，残渣挥干。挥干后的残渣再用2L沸水提 取3次，合并3次所得的沸水提取液，浓缩、离心，取上清液，加上清液3倍体积量的无水乙 醇进行醇沉，静置过夜（12h)，再次离心收集沉淀物。沉淀物依次用乙醇、丙酮洗涤3次后用 蒸馏水溶解，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法脱 除蛋白。加入Sg活性炭置于70°C水浴中加热3h，过滤除去活性炭，减压浓缩，自然冷却后 装入透析袋中流水透析48h用以除去小分子杂质，透析结束后，再次加入透析后多糖溶液 体积3倍量的无水乙醇进行醇沉，静置过夜（12h)，沉淀于70°C干燥得11. 79g粗多糖，收率 为 3. 93%。
[0019] 取2. Og粗多糖用蒸馏水溶解后，用DEAE-CelIuose凝胶色谱柱层析分离 (5. 0X50cm)，以0. 5mol/L NaCl溶液为流动相（即洗脱液)，流速为2. 5ml/min，采用硫酸 苯酚法对层析液显色，收集主要色谱峰，冻干。然后将冻干所得固体用0. 05mol/L NH4HOV^ 液溶解，用3印11&(1616200凝胶色谱柱再次层析分离（5.0\50〇11)，以0.05111〇1/1順 4!10)3 溶液为流动相（即洗脱液)，流速为2. Oml/min，采用硫酸苯酚法对层析液显色，收集主要色 谱峰，冻干，即得486mg精制短柄五加多糖固体，收率24. 3%，经检测LTl糖含量为95. 3%。 [0020] 实施例1 一种羧甲基化短柄五加多糖的合成纯化方法，包括下述步骤：在三口烧瓶中加入 16gNaOH、120mL溶剂(离子液体/水=1: 1，质量比)，室温下搅拌至溶液澄清，加入IOg精制 短柄五加多糖剧烈搅拌20min至充分溶解，然后缓慢加入16. 2g氯乙酸，在60°C下搅拌反应 3h，冷却至室温，稀醋酸调节pH值为7,醇沉，过滤，收集沉淀。
[0021] 沉淀用适量水溶解，3倍体积95%的乙醇醇沉，4000r/m离心20min。再次收集沉 淀，并用透析袋对其进行流水透析。先用自来水透析24h，再用蒸馏水透析24h，最后冷冻干 燥得白色棉絮状的羧甲基化短柄五加粗多糖。
[0022] 将羧甲基化短柄五加粗多糖样品溶于蒸馏水中，加到已预处理过的DEAE-32纤维 素层析柱中，用0. 4mol/L的NaCl溶液梯度洗脱，流速为0. 5mL/min。每试管收集5mL，苯 酚-硫酸法检测，收集含多糖的各管样品，透析脱盐，冷冻干燥，得到多糖组分；用Sephadex G-200凝胶柱对其进一步纯化，用0. lmol/L的NaCl溶液洗脱，同样用部分收集器收集，检测 后分别收集各组分，经流水透析、冷冻干燥即得到羧甲基化短柄