魔芋葡甘聚糖的化学改性及其性质研究

发布时间：2017-04-20 12:12

  本文关键词：魔芋葡甘聚糖的化学改性及其性质研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 由于石油、煤炭等化石资源日益减少,同时以石油为原料的非降解性高分子材料废弃物造成的环境污染日益严重,因此高分子科学与技术面临新的挑战。研究与开发以天然高分子为原料的新材料已成为高分子科学的前沿领域之一。魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan,简称KGM)作为一种天然高分子,是我国特产资源。它们无毒无害,可生物降解,KGM具有和纤维素类似的结构,但却具有纤维素所不具备的水溶解性,KGM分子中含有丰富的羟基及可修饰乙酰基团,使其便于通过绿色工艺进行化学改性。 一般说来,KGM的分子量可达10~6数量级.高分子量一方面使其具有优良的增稠性、凝胶性,另一方面却使其应用范围受到了很大限制.若能够实现KGM的可控降解,得到预期分子量范围的魔芋葡甘低聚糖.则可以使其有更广泛的应用领域. 在本文的研究工作中,首先,利用酶促及酸促的方法,确定不同的降解条件对魔芋葡甘聚糖分子量的影响,比较其分子量和溶解度,对酸降解和酶降解的工艺进行优化,得到所需分子量范围内的魔芋葡甘低聚糖。 其次,以硫酸酯化度和代表分子量大小的特性粘度为指标,对磺化工艺进行优化,研究并确定了较优的实验室制备工艺条件,将不同分子量的魔芋葡甘低聚糖磺酰化,使其取代度相近。用FTIR、元素分析、光散射、粘度测试对结构进行表征。并通过体外抗凝血活性测试、抗肿瘤测试、抑菌试验等方法研究其生物活性。测试结果表明,磺酰化魔芋葡甘聚糖的分子量在100 000～300 000之间时,其生物活性是较高的。不但具有抗凝血性能,还具有一定的抗肿瘤活性和抑菌活性。, 再次,参照氰乙基纤维素、氰乙基淀粉等工艺,对魔芋葡甘聚糖进行氰乙基改性,并对氰乙基魔芋葡甘聚糖的合成工艺进行优化,得到取代度较高的氰乙基魔芋葡甘聚糖;用FTIR、元素分析、粘度测试等测试对氰乙基魔芋葡甘聚糖的结构和溶致液晶行为进行表征。结果表明,氰乙基魔芋葡甘聚糖的液晶行为不但与取代度有关,而且与氰乙基魔芋葡甘聚糖的浓度有一定的关系,在本文的研究中,将氰乙基多糖溶于间甲苯酚中,当多糖浓度达到8.62wt%时可产生液晶态。 本论文主要对魔芋葡甘聚糖降解、化学改性以及基于对不同分子量的魔芋葡甘低聚糖改性进行深入研究,从而为制备各种用途的新材料提供新途径和科学数据及理论依据,以期充分利用我国特产资源,实现农产品科技增值目的,提高经济和社会效益。
【关键词】：降解 磺酰化 生物活性 氰乙基 液晶
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：O631.3
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 第1章 绪论11-28
• 1.1 引言11-14
• 1.1.1 魔芋葡甘聚糖的结构12-13
• 1.1.2 魔芋葡甘聚糖的性质13-14
• 1.2 魔芋葡甘聚糖的改性14-17
• 1.2.1 KGM酯化改性14-15
• 1.2.2 KGM醚化改性15
• 1.2.3 KGM氧化改性15
• 1.2.4 KGM接枝共聚改性15-16
• 1.2.5 KGM的交联改性16-17
• 1.2.6 互穿聚合物网络改性17
• 1.3 魔芋葡甘聚糖的用途17-19
• 1.3.1 KGM在工业中的应用18
• 1.3.2 KGM在医学中的应用18-19
• 1.3.3 KGM在农业中的应用19
• 1.3.4 KGM在食品中的应用19
• 1.4 魔芋葡甘低聚糖的研究进展19-21
• 1.4.1 葡甘低聚糖简介19-20
• 1.4.2 不同分子量魔芋葡甘聚糖的特性20-21
• 1.4.3 葡甘低聚糖的制备21
• 1.5 硫酸酯化魔芋葡甘聚糖的研究进展21-23
• 1.5.1 浓硫酸法21
• 1.5.2 三氧化硫—吡啶法21-22
• 1.5.3 氯磺酸—吡啶法22
• 1.5.4 非均相法22-23
• 1.6 氰乙基天然生物材料的改性研究进展23-25
• 1.6.1 氰乙基淀粉改性的研究进展23
• 1.6.2 氰乙基纤维素的研究23-24
• 1.6.3 氰乙基壳聚糖的研究24-25
• 1.7 本课题研究目的和意义25-26
• 1.8 本课题的研究内容26-28
• 第2章 低分子量魔芋葡甘聚糖的制备——酶解与酸解28-42
• 2.1 引言28
• 2.2 试验部分28-33
• 2.2.1.魔芋葡甘聚糖的酶降解原理29-30
• 2.2.2 酸水解机理30-31
• 2.2.3 实验主要原材料31
• 2.2.4 实验设备与型号31
• 2.2.5 魔芋葡甘低聚糖的制备31-32
• 2.2.6测试与结构表征32-33
• 2.3 结果与讨论33-40
• 2.3.1 纤维素酶降解魔芋葡甘聚糖条件的研究33-36
• 2.3.2 盐酸降解魔芋葡甘聚糖条件研究36-38
• 2.3.3 溶解度的测定38-39
• 2.3.4 红外光谱分析39-40
• 2.3.5 还原糖含量及水解率测定40
• 2.4 本章小结40-42
• 第3章 不同分子量磺酰化魔芋葡甘聚糖的制备与生物活性研究42-56
• 3.1 引言42-43
• 3.2 实验部分43-46
• 3.2.1 试验主要原材料43
• 3.2.2 试验设备与型号43-44
• 3.2.3.低分子量磺化魔芋葡甘聚糖的制备44
• 3.2.4 测试与结构表征44
• 3.2.5 生物活性测试44-46
• 3.3 结果与讨论46-54
• 3.3.1 反应机理46-47
• 3.3.2 元素分析47-48
• 3.3.3 合成磺化魔芋葡甘低聚糖条件的研究48-51
• 3.3.4 表观黏度分析51
• 3.3.5 红外谱图分析51-52
• 3.3.6 体外抗凝血时间52-53
• 3.3.7 抗肿瘤活性53-54
• 3.3.8 不同分子量样品抑制各种细菌生长的能力54
• 3.4 本章小结54-56
• 第4章 氰乙基魔芋葡甘聚糖的合成及其液晶行为研究56-74
• 4.1 引言56
• 4.2 实验部分56-57
• 4.2.1 试验主要原材料56-57
• 4.2.2 试验设备与型号57
• 4.3.实验方案57-59
• 4.3.1.氰乙基魔芋葡甘聚糖的制备57-58
• 4.3.2 测试与结构表征58-59
• 4.4 结果与讨论59-72
• 4.4.1 反应机理59-60
• 4.4.2 反应历程60
• 4.4.3 合成氰乙基魔芋葡甘聚糖的条件研究60-62
• 4.4.4 红外谱图分析62-63
• 4.4.5 元素分析63-64
• 4.4.6 氰乙基魔芋葡甘聚糖的液晶结构64-72
• 4.5 本章小结72-74
• 第5章 结论74-76
• 参考文献76-80
• 附录:硕士期间发表的论文80-81
• 致谢81

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 姚雪;韩本超;;不同分子量魔芋葡甘露低聚糖的研究进展[J];食品工业科技;2012年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 姚闽娜;魔芋葡甘聚糖结构与其稳定性研究[D];福建农林大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 赵改红;多糖的干燥加热改性研究[D];云南大学;2011年

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本文编号：318678