物理方法在壳聚糖降解中的应用

作为一种资源丰富、用途广泛的天然高分子化合物,壳聚糖广泛应用于化工、食品、农业、环保、医药等众多领域,由于分子量对壳聚糖的性质有很大影响,不同分子量的壳聚糖性质差异很大,将壳聚糖降解到需要的分子量是其应用的前提。目前主要使用化学降解法,存在降解效率低,产品成本高,环境污染大等不足。概述了壳聚糖低聚物在实际中的应用,详细介绍了物理降解方法的研究进展。     

物理方法在壳聚糖降解中的应用

作为一种资源丰富、用途广泛的天然高分子化合物，壳聚糖广泛应用于化工、食品、农业、环保、医药等众多领域，由于分子量对壳聚糖的性质有很大影响，不同分子量的壳聚糖性质差异很大，将壳聚糖降解到需要的分子量是其应用的前提。目前主要使用化学降解法，其存在降解效率低，产品成本高，环境污染大等不足。概述了壳聚糖低聚物在实际中的应用，详细介绍了物理降解方法的研究进展。     

物理方法在壳聚糖降解中的应用

作为一种资源丰富、用途广泛的天然高分子化合物,壳聚糖广泛应用于化工、食品、农业、环保、医药等众多领域,由于分子量对壳聚糖的性质有很大影响,不同分子量的壳聚糖性质差异很大,将壳聚糖降解到需要的分子量是其应用的前提.概述了壳聚糖低聚物在实际中的应用,详细介绍了物理降解方法的研究进展.     

微波辐射对不同介质均相壳聚糖的降解研究

在小同酸性介质中，采用微波辐射对壳聚糖进行均相降解反应，制备出不同分子量的壳聚糖。探讨反应介质、过氧化氢与壳聚糖配比、微波辐射功率和辐射时间对降解反应的影响。结果表明：选择不同的反应条件，微波辐射1～6min就可制备出相对分了量在1～10万之间不同分子量大小的壳聚糖，且反应产率高、重复性好。固定其他反应条件不变，在CH3COOH介质中，壳聚糖的降解速度最快，适合制备分了量为1～5万的水不溶性壳聚糖，产率在80％以上；在HCOOH介质中，降解速度最慢，适合制备分子量在5万以上的壳聚糖，产率在90％以上；在HCl介质中的降解速度则介于二者之间。     

微波强化壳聚糖固相酸降解研究

本文研究了微波强化下的壳聚糖固相酸降解反应,分析了降解过程中微波辐射功率和盐酸用量等参数对降解产物分子量变化的影响,并利用红外光谱和核磁共振氢谱对降解产物的结构进行了表征。研究表明,微波辐射功率和盐酸用量的增加均有利于壳聚糖分子量的降低。采用微波辐射壳聚糖固相酸化物料15 min,即可获得重均分子量低于50000的低分子量壳聚糖,且糖单元的结构在反应过程中保持稳定。采用微波强化固相酸降解和酶降解复合工艺制备壳寡糖,壳寡糖单位时间内的产能可提高4倍以上。综上所述,本研究建立了一种基于微波强化的壳聚糖固相酸降解的高效制备低分子量壳聚糖和壳寡糖的方法,有助于低分子量壳聚糖和壳寡糖的广泛应用。     

低聚壳聚糖制备及其在功能食品中应用

甲壳素是N-乙酰葡萄糖胺的聚合物,甲壳素脱乙酰后为壳聚糖,壳聚糖糖苷键断裂降解为低分子量壳聚糖。功能食品是指适宜特定人群食用、不以治疗疾病为目的、可调节人体生理机能的一类食品。低聚壳聚糖具有许多特殊的理化性质和生理功能,已广泛应用于食品、医药、化妆品、农业生产、环保等领域。本文综述了低聚壳聚糖的制备及其在功能食品中的应用情况。     

羧甲基壳聚糖的降解及其抗氧化性能的研究

羧甲基壳聚糖是壳聚糖的一种重要衍生物。本研究采用过氧化氢氧化法对羧甲基壳聚糖进行降解,并考察了降解时间及过氧化氢用量对降解的影响。用粘度法和改进的Schales’方法测定了降解产物的分子量。并用流动注射化学发光分析法检测了降解产物的抗氧化能力--对羟基自由基的清除活性。结果表明:随着过氧化氢在降解体系中的浓度的增大,降解产物的分子量将趋于一固定值;当H2O2在总反应体系中浓度大于1.3mol/L,降解时间大于16h,将得到分子量低至1100左右的羧甲基壳聚糖;经降解得到的羧甲基壳聚糖均具有一定的羟基自由基清除活性,且分子量越小,其抗氧化性能越强。     

超声波-微波协同H_2O_2降解壳聚糖的研究

采用正交实验方法优化超声波-微波联合H2O2氧化降解制备水溶性低分子量壳聚糖,并对水溶性低分子量壳聚糖进行红外光谱表征及热稳定性测定。正交实验结果显示,H2O2浓度8%,H2O2氧化10 min,超声-微波联合降解3 min,制备得到平均分子量为3.52 ku的低分子量壳聚糖。红外光谱分析表明壳聚糖在降解过程中分子骨架结构保持不变,引起了β(1→4)糖苷键部分断裂,降解过程伴随脱乙酰反应发生;差热分析表明降解后的低分子量水溶性壳聚糖的热稳定性低于原料壳聚糖。     

高速剪切作用对壳聚糖的降解效果研究

采用高速剪切技术对壳聚糖的机械降解过程进行了研究。考察了剪切时间、转速、温度、壳聚糖原溶液浓度、分子量和溶液pH等因素对壳聚糖降解效果的影响。以壳聚糖的动力黏度下降率来反映壳聚糖的降解程度,分别采用傅立叶变换红外光谱及凝胶渗透色谱对壳聚糖降解前后的结构和分子量分布进行了分析。研究结果表明,纯机械作用能够促进壳聚糖的降解,当壳聚糖原溶液浓度为3 g/L,分子量为100×104,pH为4.6,温度为40 ℃,降解时间为40 min,转速为20000 r/min时,降解效果最明显,动力黏度下降率为20.27%。研究还发现黏度对壳聚糖的机械降解过程有一定影响,当壳聚糖原溶液黏度为4.0 mPa·s时,壳聚糖的黏度下降率最大。本文为深入探究壳聚糖降解机理提供了理论依据。     

壳聚糖的降解及其对真丝绸抗皱性能的影响

本文采用H2O2氧化降解法对壳聚糖进行降解,对降解前后壳聚糖的分子量、脱乙酰度及聚集态结构进行测定和分析,并探讨壳聚糖对真丝绸抗皱性能的影响.结果表明,降解后壳聚糖的分子量明显降低,脱乙酰度提高,分子间作用力减弱,结晶度降低,热稳定性下降.壳聚糖可以明显改善真丝织物的抗皱性能,且降解后分子量较小的壳聚糖对织物的抗皱性能更佳.     

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。     

壳聚糖的高压均质降解动力学研究

采用高压均质技术(piston-gap型高压均质机)降解壳聚糖,考察循环次数及原料相对分子质量对其降解效果的影响,研究高压均质降解动力学,探讨其降解产物相对分子质量与循环次数之间的关系。结果表明:高压均质降解效果随循环次数的增加及原料相对分子质量的增大而提高;壳聚糖的高压均质降解过程遵循一级反应动力学;壳聚糖降解产物的相对分子质量与循环次数之间存在函数关系。     

壳聚糖及其降解产物黏均分子质量的测定

测定降解前、后壳聚糖的分子质量,用0.1 mol.L-1乙酸-0.2 mol.L-1氯化钠溶液做溶剂,采用黏度法进行测定。测得未降解壳聚糖[η]为407.6,分子质量约为5.7×105,降解180 min壳聚糖[η]为26.0,分子质量约为2.9×104。采用黏度法测定壳聚糖的分子质量具有原料处理简单,仪器易于清洗,实验数据重现性好等特点。     

乙酸均相体系中脉冲电场对壳聚糖降解的影响

以脉冲电场为处理手段,研究电场强度、处理时间、壳聚糖质量浓度和电导率等因素对壳聚糖大分子降解的影响。结果表明：壳聚糖降解产物的相对分子质量随着电场强度的增大而降低,且在高场强下降解显著,电场强度为33.3kV/cm时,降解率达54.2%;降解速率随处理时间的延长逐渐变缓,前20min和后70min的降解率分别为18.5%和8.5%;而壳聚糖质量浓度和电导率的升高则不利于壳聚糖的降解。傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)分析表明,降解前后壳聚糖的侧链结构未发生改变;原料及经相同方法处理过的降解产物在2θ为10.4°和20.2°处均存在X射线衍射峰,表明产物的晶体结构没有发生明显变化。     

臭氧降解制备低聚壳聚糖的研究

为制备分子量较低的可溶于水的低聚壳聚糖,研究了在乙酸均相体系中臭氧对壳聚糖的氧化降解过程,采用凝胶渗透色谱法(GPC)跟踪测定了壳聚糖氧化降解过程中分子量及其分布的变化,探索制备不同分子量低聚壳聚糖的适宜条件。结果表明,壳聚糖降解的最佳条件为氧气流量1.2L/min、处理时间20min、壳聚糖浓度2g/L,此条件下水溶性低聚壳聚糖得率为66.7%,其平均相对分子量为9500u。