生物工程專題

1、低聚殼聚糖的功能及制備低聚殼聚糖的功能及制備生物工程方安然13849913摘要：本文綜述了低聚殼聚糖的性質和功能以及制備方法。關鍵字：低聚殼聚糖，功能，制備方法甲殼素(Chitin)，又名幾丁質、甲殼質、殼多糖等，殼聚糖(Chitosan)是甲殼素脫乙?；漠a(chǎn)物，結構式如圖1。甲殼素廣泛存在于生物界，如海蟹、海洋貝殼類、軟體動物軟骨、昆蟲外殼以及蘑菇類的細胞膜中，是僅次于纖維素的第二大多糖，素有“人體第六要素”的美譽[1]。由于具有良好

2、的生物相容性和可降解性[2]，因而具有廣泛的用途。但由于其分子量大、水溶性差、在人體內不易被吸收而使其應用受到限制[3]。低聚殼聚糖(Chitooligosacide)是殼聚糖經(jīng)降解生成的一類低聚物，是一種可生物降解的聚陽離子高分子材料。低聚殼聚糖也叫做殼寡糖、殼聚寡糖或幾丁寡糖，學名叫β14寡糖葡萄糖胺[4]，其相對分子量一般在100010000之間。低聚殼聚糖的水溶性顯著提高，其不僅保留了高分子量殼聚糖原有的功能特性，而且還有許多獨

3、特的生理活性和功能性質，具有更有魅力的新用途。1低聚殼聚糖糖具有性質和功能低聚殼聚糖糖具有性質和功能1.1水溶性水溶性當殼聚糖降解時，其相對分子質量降低，殼聚糖分子中的氫鍵作用隨之減弱，使殼聚糖分子在溶液中具有更大的擴展趨勢，從而引起殼聚糖分子構象發(fā)生一定的變化。而鏈長度和分子構象的變化使得殼聚糖在水溶液中的無序程度增加，從而使其水溶性大為改善。1.2吸濕保濕性吸濕保濕性夏文水等人相對分子質量在1500和3000之間的低聚殼聚糖進行研究

4、，結果表明這個分子量區(qū)間的殼聚糖保濕和吸濕能力均高于透明質酸、甘油和乳酸鈉，且抑菌作用極為顯著[5]。1.3抗菌抑菌功能抗菌抑菌功能有試驗證明殼聚糖的抑菌作用是隨著殼聚糖相對分子質量的降低而逐漸增強的，尤以相對分子質量為1500左右的低聚殼聚糖的抗菌效果最好[5]。低聚殼低聚殼聚糖的制備主要從生物體內提取，基本過程是：生物體提取甲殼素、甲殼素脫乙酰得殼聚糖、殼聚糖水解制備出低聚殼聚糖。最近有項發(fā)明可以利用絲狀真菌將木糖轉化為殼聚糖，提高

5、了殼聚糖的產(chǎn)率。2.1甲殼素制備甲殼素制備甲殼素主要來源于蝦、蟹、昆蟲等外殼，其外殼主要由甲殼素、蛋白質和CaC03組成，含有少量的色素、脂類及金屬鹽類。通常用稀酸(一般4％6％HCI)除去CaC03，和金屬鹽類，再用濃堿(一般10％NaOH，100℃)去除蛋白質和色素，即得甲殼素制品，產(chǎn)物乙酰度為90％95％。通常蝦類提取率高于蟹類。Shimahara等[13]研究一種蛋白酶(來自Pseudomonasmaltophilia)可替代濃

6、堿，不水解糖苷鍵，可在溫和條件下去除蛋白質。Aline等[14]研究了從海洋蝦類(Parapenaeopsisstylifera)提取甲殼素的優(yōu)化條件。過量的0.25moLHCI(固液比wv=140)常溫下處理15min去除CaC03，1molLNaOH在70℃條件下處理24h去除蛋白質，產(chǎn)物甲殼素乙酰度達95％。2.2殼聚糖制備殼聚糖制備甲殼素脫乙酰后可制得殼聚糖。僅一甲殼素用濃堿(40％50％NaOH，1201500C)脫乙酰處理可

7、產(chǎn)生殼聚糖，產(chǎn)物乙酰度為5％30％[15]。反復堿處理可制備高脫乙酰度殼聚糖。Kurita等通過比較研究認為，β甲殼素比α甲殼素易脫乙酰，且不易變色。β甲殼素脫乙酰條件為40％NaOH、80℃。McGahern等[16]研究認為，一些真菌細胞壁中含有殼聚糖，可分離制得，雖制備成本較高，但反應條件較溫和。酶法制備殼聚糖是利用專一性酶對甲殼素進行脫乙?；磻@種方法的關鍵是如何獲得甲殼素脫乙酰酶。許多微生物可通過自身合成的甲殼素酶、殼聚糖