目前,低分子量海藻酸钠价格较昂贵,国内仅有少量使用,这与海藻酸钠广泛的用途和我国丰富的海藻酸钠资源是不相称的。如能开发出实用、高效、环保的海藻酸钠降解方法将会带来可观的经济效益和社会效益。现有工业化降解多糖类高分子材料工艺主要为酸催化降解法。酸催化降解是利用多糖类高分子材料易与酸反应,苷键发生断裂,达到降解目的。该工艺过程繁杂,大量使用酸碱溶液,对环境造成一定污染,对产品的品质也有一定的影响。
针对这些问题,国内外多个研究组专注于开发新的低污染或无污染的降解方法,其中为突出的为辐射降解法和生物降解法。这两种方法均具有降解快速、污染轻的特点。生物降解法因降解效率高、一次性制造成本低引起广泛研究,但生物降解后生物酶的分离仍是需要解决的难题,极大影响了降解产物的品质和该技术的推广。辐射降解法降解快速,降解前工艺简单易操作,降解后产品易回收,因此倍受关注。本研究利用γ辐照装置对海藻酸钠进行辐照降解,并利用多角度激光光散射仪与凝胶渗透色谱仪联接系统MALLS/GPC对辐照前后的分子量及其分布的变化进行测试分析。
通过对大分子量海藻酸钠的60Coγ辐照降解研究,发现在水溶液环境中,辐射能有效降解海藻酸钠,降低海藻酸钠平均分子量并能减小分子量分布宽度。当吸收剂量为40~60kGy时,海藻酸钠重均分子量降至15000以下,其分子量分布峰值区域的重均分子量低于10000,能很好地被人体吸收,具有优良的医疗保健功能。值得提出的是,本研究中使用的溶剂为纯净水,海藻酸钠辐照后收集过程不存在酸碱污染,利于环境,可持续发展工业化生产。
此外,在辐照过程中,除产生了聚合度不等的海藻酸钠外,还产生了少量的新组分,这些新组分需分离纯化,并确定其分子结构,辨识其是否存在生物危害性。如果新组分对人体不存在危害,则辐射降解法是一种值得大力推广的低分子量海藻酸钠制备方法。