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生物酶降解壳聚糖及其应用研究

王奎兰  
【摘要】: 本文采用了纤维素酶、果胶酶、葡聚糖酶和单宁酶降解壳聚糖,借此来探讨各种酶的降解机理,并对降解后的产物进行了清除自由基和抗氧化性能的应用研究。 主要实验内容如下: (1)测定了实验所用壳聚糖和甲壳素的脱乙酰度以及降解反应前后的壳聚糖分子量。 (2)固定壳聚糖用量和纤维素酶的浓度,以产物产量为指标,考察了脱乙酰度、酶用量、反应温度和pH值对降解反应的影响,并初步探讨了纤维素酶的降解机理,结果表明,纤维素酶降解壳聚糖的最优化工艺条件为:脱乙酰度97.74%,纤维素酶用量18.3ml,反应温度为60℃,pH值为5.1,壳聚糖的脱乙酰度对降解产物的产量影响最大,其次是酶用量和pH值,反应温度所产生的影响最小;纤维素酶催化壳聚糖降解可能是以内切方式作用于壳聚糖,断开糖链上的β-1,4糖苷键。在纤维素酶的催化下,壳聚糖分子链变短,溶液中网络缠结点减少,分子间摩擦阻力下降,从而导致粘度降低;纤维素酶降解壳聚糖主要得到7种低聚糖,其平均分子量为1500。 (3)固定壳聚糖用量和果胶酶的浓度,以产物产量为指标,最优化条件为:脱乙酰度为77.2%,果胶酶用量为0.2ml,反应温度为42℃,pH值为3.8,壳聚糖的脱乙酰度对果胶酶的降解反应影响最大,其次是反应温度和pH值,果胶酶的用量产生的影响最小;果胶酶催化壳聚糖降解的机理和纤维素酶相似,也是以内切方式作用于壳聚糖,断开糖链上的β-1,4糖苷键;果胶酶降解壳聚糖主要得到6种低聚糖,其平均分子量为947。 (4)固定壳聚糖用量和葡聚糖酶的浓度,以产物产量为指标,最优化条件为:脱乙酰度为80.5%,葡聚糖酶用量为15ml,反应温度为77.5℃,pH值为5.7,壳聚糖的脱乙酰度对葡聚糖酶的降解反应产生的影响最大,其次是pH值和反应温度,葡聚糖酶的用量对反应产生的影响最小;葡聚糖酶降解壳聚糖主要得到8种低聚糖,其平均分子量为1123。 (5)固定壳聚糖用量和葡聚糖酶的浓度,以产物产量为指标,最优化条件为:脱乙酰度为97.74%,单宁酶用量为28ml,反应温度为30℃,pH值为4.8,壳聚糖的脱乙酰度对单宁酶降解壳聚糖反应的影响最大,其次是单宁酶的用量和pH值,反应温度的影响最小;单宁酶降解壳聚糖主要得到5种低聚糖,其平均分子量为1536。 (6)低聚糖具有清除·OH自由基的能力,其中纤维素酶的降解产物随着其浓度的增加,清除自由基的能力增强;相同浓度的几种酶降解产物中,也以纤维素酶的产物清除效果 广东工业大学工学硕士学位论文 最好,果胶酶和单宁酶的产物逊之,葡聚糖酶的最差。低聚糖的抗氧化性能也不同,单 独使用低聚糖没有产生抗氧化作用,但将低聚糖和Vc混合使用时却产生了很强的抗氧 化作用,完全可以与BHT相媲美。


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