聚合度11-15大環(huán)糊精的制備分離與包合功能研究.pdf

1、環(huán)糊精是淀粉經(jīng)酶降解環(huán)化后的產(chǎn)物，其具有內(nèi)疏水外親水的筒狀結(jié)構(gòu)，可以與多種分子形成包合物，從而改變客體分子的特性，因而在食品、醫(yī)藥、化工及輕工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而目前市場上得到廣泛應(yīng)用的只有α-、β-和γ-環(huán)糊精及其衍生物。對于聚合度大于9的環(huán)糊精的應(yīng)用幾乎沒有，這主要是受到其產(chǎn)量的限制，另外對于大環(huán)糊精的性質(zhì)知之較少也影響了其應(yīng)用的開發(fā)。為此，本文從大環(huán)糊精合成酶的性質(zhì)、合成條件的優(yōu)化、單一聚合度（聚合度11-15）的分離及包

2、合性能進行了分析研究。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.以直鏈淀粉為底物，分析研究了底物濃度、酶量、溫度、pH、麥芽糖、乙醇、二甲基亞砜對反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響，結(jié)果表明底物濃度過高和過低都會使轉(zhuǎn)化率下降，而酶用量對最終轉(zhuǎn)化率影響不大，最適轉(zhuǎn)化pH值是6.5，最適轉(zhuǎn)化溫度是40℃，麥芽糖對環(huán)糊精的合成起抑制作用，乙醇和二甲基亞砜能通過抑制麥芽糖轉(zhuǎn)糖基酶的歧化反應(yīng)提高轉(zhuǎn)化率。
　　 2.以高含量直鏈玉米淀粉為底物，借助design-

3、expert軟件，通過Plackett-Burman設(shè)計方法從7種可能影響大環(huán)糊精轉(zhuǎn)化率的因素中篩選出三個最為重要的影響因素，分別為酶用量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間。在底物淀粉濃度為10 mg/mL和反應(yīng)體系的pH、乙醇、DMSO添加量分別為6.5、8％、15％的條件下，采用最陡爬坡實驗尋找響應(yīng)面實驗的中心點，結(jié)果表明最優(yōu)中心點為酶用量20 U/g淀粉、反應(yīng)溫度38℃、反應(yīng)時間10 h。進一步采用Box-Benhnken設(shè)計相應(yīng)面方法分析，得

4、出回歸方程存在最大值點，此時酶用量20.8 U/g淀粉、反應(yīng)溫度37.5℃、反應(yīng)時間10.3 h，在此條件下實際測得轉(zhuǎn)化率為29.62％，與預(yù)測值29.20％基本接近，比優(yōu)化前轉(zhuǎn)化率提高81.05％。
　　 3.采用沸水浴滅活，離心除蛋白，5倍體積乙醇沉淀，經(jīng)真空干燥后制得大環(huán)糊精粗品，其回收率約為46％。用一根160 cm×1.2 cm i.d.的Bio-Gel P-4柱分離可得到純度66％-71％的大環(huán)糊精單體（聚合度11-

5、15），用一根18 cm×1.2 cmi.d.的硅膠柱分離可得到純度84％-92％的大環(huán)糊精單體（聚合度11-15）。
　　 4.分析研究了β-環(huán)糊精及聚合度為11-15的大環(huán)糊精對苯甲酸和3，5-二硝基水楊酸的包合作用，結(jié)果表明β-環(huán)糊精和聚合度11-15的大環(huán)糊精環(huán)糊精對苯甲酸和3，5-二硝基水楊酸有一定的包合能力，包合結(jié)果使得苯甲酸和3，5-二硝基水楊酸的最大吸光值分別從228 nm躍遷到293 nm和從335 nm躍遷到

6、455 nm;β-環(huán)糊精和聚合度11-15的大環(huán)糊精在濃度0-3.5 mM和0-0.5 mM內(nèi)的相溶解度曲線屬于AL型，計算得β-環(huán)糊精、聚合度11-15的人環(huán)糊精對苯甲酸和3，5-二硝基水楊酸的包合常數(shù)分別為215M-1、43 M-1、41 M-1、48 M-1、53 M-1、52 M-1和296 M-1、156 M-1、173 M-1、200 M-1、220 M-1、207 M-1，其中β-環(huán)糊精的包合常數(shù)最大，聚合度在11-14之