不同原料壳寡糖的制备及抑菌活性研究

发布时间：2020-05-10 21:20

【摘要】：甲壳素是一种天然高分子聚合物,广泛存在于自然界中,壳聚糖是脱乙酰甲壳素。壳寡糖是壳聚糖的降解物,壳聚糖和壳寡糖均具有多种生物活性,如抑菌、抗肿瘤、抗氧化、增强免疫力等,广泛应用于食品、医药、农业等行业。通常,壳聚糖是从虾、蟹等的外骨骼中提取制备的。然而,虾蟹制备壳聚糖受到季节、地域的限制;此外,随着近年来海洋污染的增加,虾和螃蟹来源的壳聚糖可能对人类的健康造成一些危害;限制了壳聚糖的应用。棘孢木霉的细胞壁中含有几丁质,但有关棘孢木霉中壳聚糖提取制备的报道很少;棘孢木霉提取制备多糖、蛋白等后剩余的菌渣通常在露天直接填埋,造成了环境污染及生物资源浪费。本文分别以虾壳粉和棘孢木霉菌渣为原料制备壳寡糖,比较不同来源壳寡糖在结构特性及抑菌活性上的差别。主要研究方法和结果如下:分别以虾壳粉和棘孢木霉菌渣作为原材料采用碱法制备壳聚糖,得到壳聚糖粗品,命名为CT_1和CT_2,得率为10.78±0.02%和9.53±0.02%。采用红外光谱法得出CT_1和CT_2均有壳聚糖的特征吸收峰,说明CT_1和CT_2的均是壳聚糖。采用GB29941-2013食品安全国家标准方法测得CT_1和CT_2的脱乙酰度分别为82.40±0.57%和87.59±0.42%;黏度分别为23.25±0.02mPa·s和5.63±0.01 mPa·s。采用可见光分光光度法测得CT_1和CT_2的壳聚糖含量分别为33.90±0.09%和42.15±0.02%。采用高效液相色谱(HPLC)法测得CT_1的分子量分布范围约为800 kDa和9 kDa;CT_2的分子量分布范围大约为18kDa。采用单因素实验和正交实验,利用壳聚糖酶分别对CT_1和CT_2降解,得到壳寡糖,命名为COS_1和COS_2。COS_1的最佳制备工艺为:酶解温度43℃,酶解时间7h,加酶量30U/g壳聚糖,底物浓度6%(w/v);壳聚糖的水解率为91.98±0.12%。COS_2的最佳制备工艺为:酶解温度40 ℃,酶解时间6h,加酶量30U/g壳聚糖,底物浓度8%(w/v);壳聚糖的水解率为91.03±0.57%。苯酚-硫酸法测得COS_1和COS_2的糖含量分别为 88.5±1.14%和 90.2±0.97%。通过薄层色谱(TLC)、HPLC 和 MALDI-TOF质谱分析表明:COS_1是由壳三糖、壳四糖、壳五糖、壳六糖和四乙酰化壳六糖组成的混合物;COS_2是由壳三糖、壳五糖和壳六糖组成的混合物。抑菌性实验结果表明:COS_1和COS_2对根霉、毛霉、青霉、曲霉均没有抑制效果;对沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌均有抑制作用且COS_2抑制效果比COS_1好。
【图文】：

不同原料壳寡糖的制备及抑菌活性研究

图３－ｌ邋ＣＴ，和ＣＴ２的红夕圈（ａ表示ＣＴ，邋，，邋ｂ表示ＣＴ２）逡逑Ｆｉｇ．邋３－１邋Ｔｈｅ邋ＦＴ－ＩＲ邋ｐｒｏｆｉｌｅ邋ｏｆ邋ＣＴ｜邋ａｎｄ邋ＣＴ］逡逑

标准曲线,壳聚糖,标准曲线,出峰时间

根据高效液相色谱图的出峰时间计算得出ＣＴ，和ＣＴ２所对应的分子质量的大致范逡逑围。逡逑由图３－３可知ＣＴ，在高效液相色谱图中的出峰时间主要为８．６４４邋ｍｉｌｌ和丨４．３５２逡逑ｍｉｎ，代入回归方程计算得ＣＴｉ的分子质量分布范围约为８００邋ｋＤａ左右和９邋ｋＤａ左右。逡逑由图３－４可知ＣＴ２在高效液相色谱图中的出峰时间主要为１３．７％邋ｍｉｎ，代入回归方程逡逑计算得ＣＴ２的分子质量分布范围约为１８邋ｋＤａ左右。说明，以虾壳粉为原料提取制备逡逑的壳聚糖主要以大分子为主，而以棘孢木霉菌渣为原料提取制备的壳聚糖主要以小分逡逑子为主；文献报道的以虾壳、真菌及其菌渣制备的壳聚糖的分子量分布范围约为５．２逡逑ｋＤａ［９９］，邋１０ｋＤａ［２１３１，邋２７ｋＤａ［２２１，１００ｋＤａｌ９９］，邋１２６ｋＤａｍ等。逡逑２７逡逑
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O636.1

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