摘要
甲壳素是一种天然高分子聚合物，广泛存在于自然界中，壳聚糖是脱乙酰甲壳素。壳寡糖是壳聚糖的降解物，壳聚糖和壳寡糖均具有多种生物活性，如抑菌、抗肿瘤、抗氧化、增强免疫力等，广泛应用于食品、医药、农业等行业。通常，壳聚糖是从虾、蟹等的外骨骼中提取制备的。然而，虾蟹制备壳聚糖受到季节、地域的限制;此外，随着近年来海洋污染的增加，虾和螃蟹来源的壳聚糖可能对人类的健康造成一些危害;限制了壳聚糖的应用。棘孢木霉的细胞壁中含有几丁质，但有关棘孢木霉中壳聚糖提取制备的报道很少;棘孢木霉提取制备多糖、蛋白等后剩余的菌渣通常在露天直接填埋，造成了环境污染及生物资源浪费。本文分别以虾壳粉和棘孢木霉菌渣为原料制备壳寡糖，比较不同来源壳寡糖在结构特性及抑菌活性上的差别。主要研究方法和结果如下: 分别以虾壳粉和棘孢木霉菌渣作为原材料采用碱法制备壳聚糖，得到壳聚糖粗品，命名为CT1和CT2，得率为10.78±0.02％和9.53±0.02％。采用红外光谱法得出CT1和CT2均有壳聚糖的特征吸收峰，说明CT1和CT2的均是壳聚糖。采用GB29941-2013食品安全国家标准方法测得CT1和CT2的脱乙酰度分别为82.40±0.57％和87.59±0.42％;黏度分别为23.25±0.02mPa·s和5.63±0.01mPa·s。采用可见光分光光度法测得CT1和CT2的壳聚糖含量分别为33.90±0.09％和42.15±0.02％。采用高效液相色谱(HPLC)法测得CT1的分子量分布范围约为800kDa和9kDa;CT2的分子量分布范围大约为18kDa。 采用单因素实验和正交实验，利用壳聚糖酶分别对CT1和CT2降解，得到壳寡糖，命名为COS1和COS2。COS1的最佳制备工艺为:酶解温度43℃，酶解时间7h，加酶量30U/g壳聚糖，底物浓度6％(w/v);壳聚糖的水解率为91.98±0.12％。COS2的最佳制备工艺为:酶解温度40℃，酶解时间6h，加酶量30U/g壳聚糖，底物浓度8％(w/v);壳聚糖的水解率为91.03±0.57％。苯酚-硫酸法测得COS1和COS2的糖含量分别为88.5±1.14％和90.2±0.97％。通过薄层色谱(TLC)、HPLC和MALDI-TOF质谱分析表明:COS1是由壳三糖、壳四糖、壳五糖、壳六糖和四乙酰化壳六糖组成的混合物;CO82是由壳三糖、壳五糖和壳六糖组成的混合物。 抑菌性实验结果表明:COS1和COS2对根霉、毛霉、青霉、曲霉均没有抑制效果;对沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌均有抑制作用且COS2抑制效果比COS1好。
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