可控酶解葡甘露低聚糖的制備與其凝膠應用基礎研究.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)模化加工和應用關鍵技術》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物的影響，并據此制備出各個分子量段的降解產物，對降解產物的凝膠機理和應用做了研究。研究結果如下：
　　 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的最適溫度

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

3、因素的基礎上，通過正交試驗得出，在降解反應過程中，各水解因素對降解產物分子量的影響順序是：酶濃度>底物濃度>pH>溫度>時間；對降解產物的分子量分散系數的影響順序為：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，探討了酶解底物濃度、尿素濃度、醇洗次數、烘干溫度等條件對MH-KGM粉體產率的影響。結果表明，酶解底物濃度1.5％，尿素濃度10％，醇洗次數

4、3次，烘干溫度50℃時產物得率最高。
　　 ⑶紅外分析結果表明，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)結構有一定影響，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℃；電鏡分析結果表明，不同分子量MH-KGM粉體表現出比天然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通過高級旋轉流變儀和凝膠滲透色譜-靜態(tài)光散射聯用儀(SEC-MALLS)測定魔芋MH-KGM的分子量、相關分子參數和流變性質。SEC-MALLS分析結果表明，隨MH-KOM分子量的下降，均方根旋轉半徑迅速減小，相對剛性參數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變。流變分析結果表明，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與聚丙烯酸互穿網絡凝膠作為藥物載體應用時，由于較低分子量MH-KGM粉體的多孔性質使二者的互穿網絡更加致密，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。目前對未降解的魔芋葡甘聚糖的性質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個分子