可控酶解葡甘露低聚糖的制備與其凝膠應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、本研究在“十一五”國家科技支撐計劃項目《魔芋葡甘聚糖規(guī)?；庸ず蛻?yīng)用關(guān)鍵技術(shù)》的資助下，以我國豐富可再生的天然魔芋葡甘聚糖為原料，研究了工業(yè)化的β-甘露聚糖酶對天然魔芋葡甘聚糖的降解過程中各水解因素對降解產(chǎn)物的影響，并據(jù)此制備出各個分子量段的降解產(chǎn)物，對降解產(chǎn)物的凝膠機理和應(yīng)用做了研究。研究結(jié)果如下：
　　 ⑴在β-甘露聚糖酶催化降解魔芋葡甘聚糖的過程中，通過單因素試驗，研究得出該β-甘露聚糖酶催化降解魔芋葡甘聚糖反應(yīng)的最適溫度

2、為50℃，而分子量分散系數(shù)則隨溫度的增加先增加后減??；降解反應(yīng)的最適pH為7.5，在pH較低時，分子量分散系數(shù)變化不大，當(dāng)pH在最適pH附近時，分子量分散系數(shù)增加；由于β-甘露聚糖酶活性很高，因此酶濃度對降解產(chǎn)物分子量的影響十分敏感，而分散系數(shù)則隨酶液濃度的增加而減小；降解反應(yīng)中，分子量分散系數(shù)隨底物濃度的增加而減小，而降解產(chǎn)物的分子量的變換則逐漸變??；降解反應(yīng)中，降解產(chǎn)物的分子量和分子量分散系數(shù)都隨時間的增加而減小，最后趨于平穩(wěn)。在單

3、因素的基礎(chǔ)上，通過正交試驗得出，在降解反應(yīng)過程中，各水解因素對降解產(chǎn)物分子量的影響順序是：酶濃度>底物濃度>pH>溫度>時間；對降解產(chǎn)物的分子量分散系數(shù)的影響順序為：酶濃度>溫度>pH>底物濃度>時間。
　　 ⑵以尿素作為解膠凝劑，研究了乙醇沉淀法提純和制備不同分子量MH-KGM粉體的技術(shù)，探討了酶解底物濃度、尿素濃度、醇洗次數(shù)、烘干溫度等條件對MH-KGM粉體產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明，酶解底物濃度1.5％，尿素濃度10％，醇洗次數(shù)

4、3次，烘干溫度50℃時產(chǎn)物得率最高。
　　 ⑶紅外分析結(jié)果表明，降解后不同分子量MH-KGM與天然KGM具有相同的紅外吸收峰；XRD分析結(jié)果表明，不同分子量MH-KGM與天然KGM具有相似的彌散峰，都屬于非晶相，但峰的位置和強弱稍有不同，表明分子量不同對MH-KGM粉體的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)有一定影響，隨分子量降低，峰位向低衍射角偏移；熱重分析結(jié)果表明，天然KGM、MH-KGM B、MH-KGM A的失重溫度分別是218℃、225℃和27

5、0℃，而三者的50％失重溫度為309℃、300℃和334℃；電鏡分析結(jié)果表明，不同分子量MH-KGM粉體表現(xiàn)出比天然KGM粉體更加疏松、多孔的特征，且分子量越低，這種特征越明顯。
　　 ⑷通過高級旋轉(zhuǎn)流變儀和凝膠滲透色譜-靜態(tài)光散射聯(lián)用儀(SEC-MALLS)測定魔芋MH-KGM的分子量、相關(guān)分子參數(shù)和流變性質(zhì)。SEC-MALLS分析結(jié)果表明，隨MH-KOM分子量的下降，均方根旋轉(zhuǎn)半徑迅速減小，相對剛性參數(shù)β從0.38增加到0.

6、80，即分子鏈由半柔順性鏈向短小的剛性鏈轉(zhuǎn)變。流變分析結(jié)果表明，所形成凝膠的儲能模量G’和耗能模量G”均隨著MH-KGM相對分子量、MH-KGM濃度和堿濃度的增加而增加，損耗因子tanδ則相應(yīng)減少，即形成凝膠的彈性和穩(wěn)定性增加。
　　 ⑸不同分子量MH-KGM與聚丙烯酸互穿網(wǎng)絡(luò)凝膠作為藥物載體應(yīng)用時，由于較低分子量MH-KGM粉體的多孔性質(zhì)使二者的互穿網(wǎng)絡(luò)更加致密，有利于載藥和釋藥的穩(wěn)定性。溶脹分析表明KGM/PAA-IPN在p

7、H7.4時的溶脹率明顯大于pH2.2時的溶脹率，即具有pH敏感性，且由分子量較大的MH-KGM組成的KGM/PAA-IPN凝膠的溶脹率、失重速度和失重率都明顯大于由分子量較小的MH-KGM組成的KGM/PAA-IPN凝膠。
　　 ⑹不同分子量的MH-KGM具有不同的理化性質(zhì)。目前對未降解的魔芋葡甘聚糖的性質(zhì)已有比較全面深入的研究，但苦于不能得到各個階段分子量的MH-KGM，所以對不同分子量的MH-KGM的研究僅停留在極少數(shù)個分子