壳聚糖的氧化降解及壳寡糖的分离纯化

发布时间：2017-04-30 21:11

  本文关键词：壳聚糖的氧化降解及壳寡糖的分离纯化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物，由β-1,4糖苷键连接的氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖以一定比例组合而成，分子量大难溶于水。壳寡糖是壳聚糖的降解产物，由于分子量小溶解性好具有较显著的生理活性。目前，已有酶法和酸降解法制备特定聚合度的壳寡糖，但氧化降解法制备7糖以下的寡糖尚未见报道，本文采用过氧化氢将壳聚糖氧化降解，对产物壳寡糖进行有效分离纯化并最终得到壳1糖~壳5糖的组分。论文的主要研究内容及结果如下： （1）系统研究了双氧水对壳聚糖的降解过程及规律。分别采用粘度法和端基还原法表征产物降解程度。在单因素研究的基础上通过正交实验得出最佳降解条件为：反应温度60℃，时间6h，过氧化氢质量分数4.0%，乙酸质量分数4.0%。采用凝胶渗透色谱对降解产物的分子量进行检测，发现壳聚糖已完全降解且相对分子量达2000以下；并通过电喷雾质谱检测证明产物的聚合度集中在10以下，且结构单元为161Da，即氨基葡萄糖的结构单元。 （2）基于聚合度在7以下的壳寡糖具有较好的生理活性，优化降解条件以获得最多的壳1糖至壳6糖的降解产物。采用离子色谱法定性定量测定并采用响应面法优化工艺参数，经Box－Benhnken设计试验，得到最优的降解参数为：过氧化氢浓度4.5%、时间6h、温度56℃。 （3）对降解产物的分离纯化进行了系统研究。选择D301弱碱性阴离子树脂与P-2聚丙烯酰胺凝胶对壳寡糖进行纯化分离，最终得到壳五糖至氨基葡萄糖的5个组分，纯度分别为54.49%、63.27%、60.01%、62.47%、75.81%的。氨基葡萄糖、壳二糖、壳三糖、壳四糖、壳五糖及聚合度大于等于六的寡糖的最终得率分别为：7.24%、5.18%、8.30%、3.41%、2.38%、10.09%。 （4）对壳聚糖氧化降解机理进行了探讨。通过红外光谱、X-RAD谱图及氢谱核磁分析表明壳聚糖与产物壳寡糖的结构单元氨基葡萄糖未改变，有少量含C=O结构的过氧化副产物生成。在降解反应中，主要可能是过氧化氢分解生成的HO进攻壳聚糖大分子结构中的β-1,4糖苷键，通过脱氢反应打开醚键。 （5）对单糖组分的抗菌活性进行了研究。采用牛津杯法检测抑菌圈大小，结果表明壳寡糖对大肠杆菌的抑菌效果明显，对金黄色葡萄球菌及李斯特菌的抗菌效果较弱，且壳五糖在浓度为1mg/mL时即可对大肠杆菌达到抑菌效果。
【关键词】：氧化降解 壳寡糖 纯化 分离
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ28
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-25
• 1.1 壳寡糖的主要功效及应用12-14
• 1.1.1 壳寡糖在医药及保健品中的应用12-13
• 1.1.2 壳寡糖在农产品中的应用13-14
• 1.2 壳聚糖降解的国内外研究现状14-23
• 1.2.1 降解工艺14-17
• 1.2.2 分离纯化方法17-19
• 1.2.3 检测方法19-23
• 1.3 本课题研究的意义及主要内容23-25
• 1.3.1 研究意义23
• 1.3.2 主要研究内容23-25
• 第二章 过氧化氢氧化降解壳聚糖工艺的研究25-37
• 2.1 材料与仪器25-26
• 2.1.1 材料与试剂25
• 2.1.2 仪器设备25-26
• 2.2 实验方法26-29
• 2.2.1 壳聚糖脱乙酰度的测定26
• 2.2.2 降解方法26-27
• 2.2.3 粘度表征与数均分子量测定方法的建立27-28
• 2.2.4 渗透凝胶色谱与电喷雾质谱检测条件28-29
• 2.3 结果与分析29-36
• 2.3.1 脱乙酰度值29
• 2.3.2 单因素变量研究29-32
• 2.3.3 优化降解条件的确定32-33
• 2.3.4 壳寡糖分子量分布的检测33-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 基于响应面分析法优化壳聚糖的可控降解37-51
• 3.1 材料与仪器37-38
• 3.1.1 材料与试剂37-38
• 3.1.2 仪器设备38
• 3.2 实验方法38-41
• 3.2.1 离子色谱-脉冲安培检测法分析壳寡糖方法的建立38-40
• 3.2.2 离子色谱检测的方法学考察40
• 3.2.3 单因素研究40
• 3.2.4 响应面法优化工艺40-41
• 3.3 结果与讨论41-50
• 3.3.1 离子色谱-脉冲安培法测壳寡糖的方法学考察41-43
• 3.3.2 单因素实验43-45
• 3.3.3 响应面实验优化设计45-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 壳寡糖的纯化分离51-65
• 4.1 材料与仪器51-52
• 4.1.1 材料与试剂51
• 4.1.2 仪器设备51-52
• 4.2 实验方法52-54
• 4.2.1 阴离子树脂纯化52-53
• 4.2.2 凝胶树脂分离壳寡糖53-54
• 4.2.3 离子色谱-脉冲安培法定量测定54
• 4.3 结果与讨论54-64
• 4.3.1 静态吸附试验结果54-57
• 4.3.2 动态吸附纯化57-58
• 4.3.3 P-2 凝胶柱分离壳寡糖58
• 4.3.4 离子色谱对分离的产物定性定量测定58-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第五章 壳聚糖结构分析与氧化降解机理探讨65-74
• 5.1 材料与仪器65-66
• 5.1.1 材料与试剂65
• 5.1.2 仪器设备65-66
• 5.2 实验方法66
• 5.2.1 红外检测66
• 5.2.2 X-RAD 研究壳聚糖与降解产物晶型结构66
• 5.2.3 DSC 热分析66
• 5.2.4 核磁共振波谱分析66
• 5.3 结果与讨论66-71
• 5.3.1 红外谱图分析66-67
• 5.3.2 X-RAD 谱图分析67-68
• 5.3.3 DSC 谱图结果分析68-69
• 5.3.4 氢谱核磁共振分析69-71
• 5.4 氧化降解机理探讨71-73
• 5.5 本章小结73-74
• 第六章 壳寡糖抗菌活性研究74-79
• 6.1 材料与仪器74-75
• 6.1.1 材料与试剂74
• 6.1.2 仪器设备74-75
• 6.2 实验方法75-76
• 6.2.1 标准细菌的接种与培养75
• 6.2.2 牛津杯法测定抗菌活性75-76
• 6.3 结果与讨论76-77
• 6.3.1 大肠杆菌的抑菌试验76
• 6.3.2 金黄色葡萄球菌的抑菌试验76-77
• 6.3.3 李斯特菌的抑菌试验77
• 6.4 本章小结77-79
• 结论与展望79-81
• 1. 结论79
• 2. 创新点79-80
• 3. 展望80-81
• 参考文献81-89
• 攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果89-90
• 致谢90-91
• 附表91

【参考文献】

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本文编号：337609