劉宗利 王乃強 劉海玉 楊海軍 保齡寶生物股份有限公司
多糖的抗病毒活性與多糖的分子量大小、硫酸根含量以及空間構象有較大聯系，本文對微波輻射制備不同分子量卡拉膠多糖及硫酸酯化修飾技術進行了研究。

1 材料與方法
1.1 材料
標準多糖（Dextran Standard 270000、80000、12000、5000、1000和DextranBlue），卡拉膠，真空反應器，，凝膠色譜柱。
1.2 實驗方法
1.2.1 微波輻射制備卡拉膠多糖
取一定量卡拉膠加水攪勻，80℃保溫15min，使其充分溶解；然后加入一定量H2SO4，750W微波處理10～30min；料液先用堿調節至pH4.5，冷卻后調至pH6.0。
1.2.2 硫酸酯化反應
（1）原料預處理。噴霧干燥上述料液，105℃干燥至含水量低于3％，備用。
（2）酯化試劑制備。向5L反應器中加入2000mL吡啶，置于冰水浴中充分冷卻，沿反應器壁緩慢滴加氯磺酸，充分攪拌，使酯化劑溶解，形成透明的吡啶磺酸溶液。
（3）酯化反應及終點控制
恒溫條件下，分批加入酯化試劑至卡拉膠樣品，攪拌均勻。反應式：吡啶磺酸+卡拉膠多糖→卡拉膠硫酸化多糖+吡啶。

硫酸酯化產物中含大量的無機鹽和少量的吡啶，采用納濾系統（250Da）進行脫鹽和濃縮；濃縮后物料進行噴霧干燥。工藝參數：熱空氣進口溫度170～180℃，出口溫度80～95℃，噴頭壓力2kg/cm2。
1.2.3 分子量測定
高效凝膠色譜法測定多糖分子量，色譜柱TSK－GEL G5000 PWXL（7.8mm×30cm），流動相為0.07％Na2SO4溶液、0.4mL/min，柱溫50℃。將各標準多糖配成濃度為10mg/mL的標準液，各取25uL進樣，以出峰時間和各標準樣分子量的對數值繪制標準曲線。配制樣品溶液、進樣、測定出峰時間，根據標準曲線計算分子量。

2 結果與分析
2.1 微波輻射法制備特定分子量卡拉膠多糖條件的確定
利用微波制備特定分子量卡拉膠，具有速度快、操作簡便、能耗低等優點。影響產物的主要因素包括：料液pH、處理時間、料液濃度、微波功率等。
2.1.1 料液濃度、體積和工作功率的確定
選擇料液體積為600mL/次，料液濃度小于5％時，料液濃度對微波處理效果的影響不大，過高的濃度引起降解不均勻，產生大量沉淀物。故確定微波750W處理時的料液濃度為5％。
2.1.2 pH值和時間對處理效果的影響
設定處理時間10min、12min、23min、30min四個水平，處理pH值2.5、2.0、1.5三個水平；同時測定分子量<1000、1000～20000、>20000的產物峰面積。

以上結果表明，pH值對水解程度的影響十分明顯，pH1.5條件太過劇烈，導致卡拉膠水解過度；pH2.5時水解程度很低，卡拉膠處于凝固態；pH2.0條件下進行水解，產物分布符合要求。
在pH2.0條件下，取時間10min、12min、23min、30min制備卡拉膠，產物分布情況見表3。

利用微波輻射酸解法制備特定分子量卡拉膠的條件為：料液濃度5％（w/w），料液體積60mL，pH2.0，750W微波處理10～30min。目標產物分子量為1000～3000Da時，微波處理時間為30min；5000～8000Da，處理時間20min；10000～12000Da，處理時間12min。
2.2 特定硫酸根取代度卡拉膠硫酸多糖制備
考察反應溫度對取代度的影響，在酯化劑摩爾比為4∶1條件下，設置不同反應溫度。

從上表可看出，要達到相同取代度，小分子量卡拉膠需要的反應溫度低于大分子量卡拉膠。這可能是由于多糖的分子量越小，其立體結構中暴露在外的游離羥基(-OH)也就越多，還原性也就越強，達到一定取代度需要的溫度也就越低。小分子量卡拉膠耐受的酯化反應溫度較低，反應過程中采用梯度升溫策略，更有利于得到均勻且充分酯化的卡拉膠。考察酯化劑比例對取代度的影響時，不同分子量卡拉膠要設立不同的反應溫度，結果如表5所示。

結果表明，酯化劑比例和卡拉膠分子量對硫酸酯化效果的影響很大。取代度隨酯化劑用量的增加而增加；分子量越小，暴露在外能參與酯化反應的羥基就越多，越容易被氧化，在規定時間內達到相同取代度所需酯化劑就越少。

3 結束語
本文開發了微波輻射法制備特定分子量卡拉膠多糖技術和硫酸酯化反應梯度升溫控制策略，得到特定分子量及硫酸根取代度的卡拉膠多糖，為卡拉膠多糖的抗流感病毒活性研究奠定了基礎。