响应面法优化微波辅助果胶酶制备壳寡糖的工艺

为优化壳寡糖制备工艺,提高壳寡糖得率,以壳聚糖为原料,采用微波法辅助果胶酶酶解壳聚糖制备壳寡糖,以还原糖含量作为壳寡糖的产率依据,通过单因素实验和响应面实验确定最佳工艺条件为:果胶酶加酶量2100 U/g,微波功率510 W,pH4.4,反应温度50℃,在此工艺条件下获得的降解产物中还原糖浓度为1.964 mg/mL,与单一果胶酶酶解法(1.747 mg/mL)相比提高了12%,与单一微波法(1.671 mg/mL)相比提高了18%。     

甲壳低聚糖制备及其抗氧化活性研究

甲壳低聚糖是壳聚糖降解后的产物,其与壳聚糖相比分子量更小,水溶性更好,生物利用度更高。采用超声波协同α-淀粉酶处理壳聚糖制备甲壳低聚糖,以还原糖含量作为产品制备收得率的指标,通过正交实验优化制备工艺。结果表明,最佳工艺条件为:酶浓度1 000 U/g、酶解温度55℃、反应时间50 min、p H 5.2。在该条件下获得的降解产物还原糖浓度为2.25 mg/m L,制备效果优于单独超声波和酶解降解方法。对此方法制备的甲壳低聚糖的体外抗氧化活性进行研究,与抗坏血酸对比,其对DPPH自由基和超氧阴离子(O2-·)均有较强的清除能力。     

组成型壳聚糖酶制备壳寡糖酶解条件的优化

主要对组成型壳聚糖酶降解壳聚糖制备低壳寡糖的工艺进行了研究。以酶解产物壳寡糖的产量(mg)为指标,酶解pH、酶解温度(℃)、底物浓度(%)、酶解时间(min)为自变量,在单因素试验的基础上,通过正交实验确定了最佳酶解工艺为:酶解pH 7.0、酶解温度50℃、酶解时间90 min、底物浓度1%,此时壳寡糖产含量为5.476 mg。     

壳聚糖酶法降解工艺优化及其产物的抗氧化活性

在单因素试验的基础上,运用响应面分析法优化壳聚糖酶法催化成壳寡糖的条件及其酶解产物DPPH自由基清除活性。根据单因素试验结果固定壳聚糖底物质量浓度为2 g/100 m L,选取不同酶底比、酶解时间、壳聚糖溶液p H值和酶解温度作自变量,以酶解产物清除DPPH自由基能力为响应值,应用Box-Behnken中心组合法进行四因素三水平试验设计。研究结果表明,4个因素对酶解产物DPPH自由基清除能力的影响为:壳聚糖溶液p H值﹥酶解反应温度﹥酶底比﹥酶解反应时间。通过二次回归模型响应面分析酶解产物DPPH自由基清除活性最佳优化条件为酶解反应时间64 min,E/S 36%,壳聚糖溶液p H 4.6,反应温度54℃。壳聚糖酶解产物实际DPPH自由基清除能力达92.60%,与模型理论值92.36%相比,误差为0.26%。由响应面法优化得到的壳聚糖酶解产物具有较好的DPPH自由基清除能力,值得进一步研究与应用。     

糖化酶/H2O2二步法降解壳聚糖的研究

研究糖化酶/H2O2二步法降解壳聚糖的工艺条件。以降解产物壳寡糖的相对分子质量和收率为指标,采用单因素和正交试验确定壳聚糖降解的优化工艺条件为酶底质量比0.008,酶解温度62℃,酶解时间33h,H2O2的添加量12.6%,该条件下可以将相对分子质量为2.5×105的壳聚糖降解为分子量为470～1 102的壳聚糖,收率为83.3%。二步法可以更好地降解高分子量的壳聚糖,为壳聚糖的综合利用提供了新途径。     

酶法降解壳聚糖及壳寡糖的初步研究

利用Mitsuaria sp.141-2发酵所得的粗酶液降解壳聚糖,研究了反应时间、底物浓度、pH、温度、加酶量、脱乙酰度对酶促反应的影响。结果表明,该酶降解壳聚糖的最适条件为:底物浓度3%,pH 5.2～5.6,温度65℃,加酶量7 U/g壳聚糖。利用薄层层析法对酶解产物进行分析,酶解产物大部分为三糖和四糖,单糖的含量随酶解时间延长而逐步增多。酶解3 h后可得到平均聚合度小于10的壳寡糖混合物。     

南极磷虾壳聚糖、壳寡糖的制备与品质鉴定

本研究以南极磷虾壳为原料,制备较高品质的壳聚糖与壳寡糖,并对二者的品质进行鉴定。南极磷虾壳经脱钙、脱蛋白处理,探索脱乙酰反应条件（碱溶液浓度、反应温度与反应时间）,制备具有较高脱乙酰度的南极磷虾壳聚糖,并对壳聚糖的理化指标进行鉴定;探索酶法降解条件（壳聚糖酶添加量、酶解时间）,制备较高纯度的南极磷虾壳寡糖,并对壳寡糖的结构特征进行鉴定。结果表明,使用60%的氢氧化钠于110 ℃脱乙酰处理4 h制备的南极磷虾壳聚糖脱乙酰度为85.74%,粘均分子量为 305.65 kDa,水分含量4.66%,灰分含量0.98%,酸不溶物含量0.40%,各项理化指标均符合食品级壳聚糖的要求;使用壳聚糖酶水解南极磷虾壳聚糖制备壳寡糖,在壳聚糖酶添加量为0.2% （m/V）,酶解16 h条件下,南极磷虾壳寡糖产品得率为46.0%,红外光谱与NMR谱图显示了表征壳寡糖结构的全部特征峰,质谱结果显示南极磷虾壳寡糖主要由二糖(GlcN)₂、三糖(GlcN)₂-GlcNAc与四糖(GlcN)₃-GlcNAc构成。本研究通过制备较高品质的壳聚糖与壳寡糖,为南极磷虾壳的高值综合利用与南极磷虾新产品开发提供了技术支持。     

响应面法优化组成型壳聚糖酶酶解条件

以壳聚糖为原料,通过蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）发酵所得壳聚糖酶水解壳聚糖产生壳寡糖,对酶解pH、温度、底物浓度和时间分别进行单因素试验,并在此基础上,通过响应面法研究这4种因素对壳寡糖产量的影响,优化酶解条件。结果表明,壳聚糖酶酶解的最佳条件为pH值5.6,酶解温度53 ℃,壳聚糖质量分数2.09%,酶解时间157 min。在该优化条件下,壳寡糖的浓度为35.73 μmol/mL,与模型预测值35.476 μmol/mL接近,则该模型可用于优化壳聚糖酶酶解条件。     

壳聚糖氧化降解制备聚合度6以下的壳寡糖

壳寡糖是壳聚糖经降解后的低聚物,其相对分子质量较小,水溶性好,易于吸收,生物活性高。本实验采用过氧化氢氧化降解脱乙酰度高于95%的壳聚糖,利用离子色谱-脉冲安培法对低聚合度的壳寡糖进行定性和定量分析,以制备聚合度在6以下的壳寡糖。以降解产物的离子色谱中聚合度6以下的峰面积和与产物得率之积作为响应指标,并结合凝胶渗透色谱来考察过氧化氢浓度、反应时间、反应温度对壳聚糖降解的影响及降解特性,并利用响应面分析法对氧化条件进行优化。研究结果表明,采用离子色谱测定聚合度6以下的壳寡糖在方法学上是可行的,具有良好的精密度、稳定性和重现性。得到的最佳降解工艺条件为:过氧化氢浓度4.50%、反应时间6 h、反应温度56℃。由最优条件下的降解产物离子色谱图可知,聚合度越低的壳寡糖越容易得到;可利用离子色谱法对壳聚糖的降解过程进行调控。     

酶膜耦合法制备高聚合度壳寡糖

为了制备高聚合度壳聚糖,本研究通过对比分批酶解法和酶膜耦合法制备所得壳寡糖产物的聚合度差异,探索了利用酶膜耦合技术高效富集制备高聚合度壳寡糖的可行性。研究结果表明,酶膜耦合方法所得壳寡糖产物中DP 4~8壳寡糖的总收率高达78.1%,DP 4~8壳寡糖所占比例分别为16.5%、35.8%、18.9%、7.81%和5.12%。同时,以卷式膜系统代替板式膜系统,通过错流过滤的方式,可以有效降低实验过程中的不可逆膜污染(R_if=1.56×106 m-1),提高了料液底物浓度(30 g/L)。综上所述,本研究建立了一种基于酶膜耦合技术的高聚合度壳寡糖连续制备工艺,为高聚合度壳寡糖的应用和功能研究提供了基础。