瓜尔胶改性方法研究进展

本文综述了瓜尔胶的结构和性质,重点介绍了化学改性研究方法方面的研究进展。     

羧甲基半乳甘露聚糖的制备及表征

通过对半乳甘露聚糖(GG)进行羧甲基化改性,制备出不同取代度的羧甲基半乳甘露聚糖,并确定其最佳工艺条件。采用Box-Behnken设计对影响羧甲基产物取代度的3个相关因素进行研究,建立此三因素对羧甲基产物取代度影响的二次回归模型,优化得到最佳制备条件是:NaOH与GG的质量比为2、醚化温度为65℃、醚化时间为6. 5 h,并利用扫描电镜、红外光谱、X射线分析等对制得样品进行表征,结果表明,成功制备得到羧甲基半乳甘露聚糖,取代度为0. 44。     

瓜尔胶衍生物的制备及其对染料的吸附研究

将瓜尔胶键接到β-环糊精微球上,制备了系列β-环糊精微球的衍生物,利用X-射线衍射仪和傅立叶变换红外光谱表征原料和衍生物的结构.通过改变各种试验条件和吸附刺种类,研究不同衍生物对碱性品红的吸附性能.结果表明,反应时间为2h,m(氯丙基羟基瓜尔胶):m(β-环糊精微球):m(碳酸钠)为0.6:0.8:1.0时的衍生物的吸附量为24mg·g-1.     

高酶活性β-甘露聚糖酶定向进化及其用于制备甘露寡糖

为了提高β-甘露聚糖酶的活性,本研究采用易错PCR将来源于地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)KD-1的β-甘露聚糖酶基因manBl进行分子进化,并在枯草芽孢杆菌(B. subtilis)中进行表达,以定向筛选酶活性提高的β-甘露聚糖酶突变体。筛选得到的突变体ManBl (I91N/L211I),其比酶活性为 15554.7 U/mg,是野生型ManBl的4.2倍,食品级表达的胞外酶产量达17601.3 U/mL。应用AlphaFold2对该酶的三维结构进行预测,结果表明,尽管β-甘露聚糖酶的2个位点(I91N 和 L211I)位于催化中心之外,但在很大程度上影响酶活性。β-甘露聚糖酶ManBl (I91N/L211I)水解魔芋胶产物主要由甘露六糖、甘露三糖和甘露二糖组成。该研究首次报道I91N/L211I 2个位点联合突变能够提高β-甘露聚糖酶活性；ManBl (I91N/L211I)食品级表达,为该酶绿色安全地应用奠定了基础。     

阴离子瓜尔胶的制备及其稀溶液性质

在碱催化剂作用下,用改性剂2-氨基乙磺酸钠-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪与瓜尔胶反应制得新型阴离子瓜尔胶(AGG),采用IR对AGG进行了表征。借助乌氏黏度计研究了AGG的稀溶液性质,考察了温度和外加盐浓度对AGG的影响。结果发现,随着温度的升高,其特性粘度先增大后减小;而其特性粘度则随着NaCl溶液浓度的增加先减小后增大。     

瓜尔胶的改性及其透光性能研究

瓜尔豆片为原料,经羟丙基提纯后阳离子改性,得到透明性较好的阳离子瓜尔胶（CGG）。经分析碱法水解除蛋白质最优工艺为：豆片25g,NaOH5g,98℃下反应3h：蛋白质去除率为98．24％,透光率达77％。羟丙基化较优工艺为：环氧丙烷8mL。60℃反应4h;羟丙基取代度为0．2650,透光率为89％e阳离子化最优工艺为：醚化剂10mL,60℃反应3～5h,取代度（DS）为0．1701,透光率达97％。用IR对产蹦结构进行了表征,用TG和DSC对瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶和阳离子瓜尔胶的对比研究表明,接枝的阳离子基团对瓜尔胶的相态稳定温度有影响,阳离予瓜尔胶的水分含量和结合水含量有所降低,利于储存。此产品用于对透光率要求较高的领域。     

木薯淀粉-瓜尔胶复合膜的制备及性质研究

研究木薯淀粉与瓜尔胶、木薯淀粉与阴离子瓜尔胶的复合膜,淀粉含量为复合基质量的100%、80%、60%、40%和20%制成复合膜,对膜的性质用红外、热重以及扫描电镜分别表征,对膜的力学性能、水蒸气透过率和吸水性能测试。分别以强度和伸长率为指标得出最优的复合膜配比。以强度为指标的最优复合膜成分：淀粉为80%,瓜尔胶为20%,得到样本1-2与原淀粉膜相比强度提高50%,伸长率下降30%,水蒸气透过率下降15.8%,吸水率几乎没有变化。以伸长率为指标的最优膜成分：淀粉80%,阴离子瓜尔胶20%,得到样本2-1与原木薯淀粉膜相比伸长率提高了142%,但强度降低了22%,水蒸气透过率下降了5.4%,吸水性降低了5.5%。成膜条件为：淀粉糊化温度为95℃,反应时间0.5 h,烘干温度为50℃。     

羧甲基瓜尔胶絮凝剂的合成及其絮凝性能研究

以植物瓜尔胶为原料,采用半干法快速合成了羧甲基瓜尔胶,研究了合成反应温度、氯乙酸量、碱量等因素对其取代度的影响,得到了最佳合成工艺条件:瓜尔胶、氯乙酸、氢氧化钠的质量比为1.6∶1.2∶1,反应温度为70℃,反应时间为1h,室温搅拌20min。在最佳合成条件下,羧甲基瓜尔胶的取代度为0.51,黏度为3960mPa·s,采用红外光谱、热重分析等测试方法分析羧甲基瓜尔胶的结构及热稳定性,并将其应用于微污染水源水的强化处理工艺中,试验结果表明:羧甲基瓜尔胶对浊度的去除率可达90%以上。     

半乳甘露聚糖的提取纯化、结构特征以及应用研究进展

半乳甘露聚糖是中性多糖,具有优异的增稠、稳定和胶凝能力,广泛应用于食品、制药、生物医学和化妆品行业.有关半乳甘露聚糖的研究文献近年来逐渐增多,对半乳甘露聚糖的提取纯化技术、结构特征以及应用等方面进行了总结和概括,为半乳甘露聚糖的进一步深入研究和产品开发提供了参考.     

2-吡唑酰壳低聚糖的制备、表征及其抗菌活性的研究

以壳低聚糖与氯乙酰氯反应制备出中间产物2-氯乙酰壳低聚糖,中间产物再与吡唑反应得到2-吡唑酰壳低聚糖。通过FT-IR、1H-NMR、热重分析、溶解度实验对产物进行了结构和性能表征,并测定了产物对褐腐病菌和灰霉病菌的抑菌活性。结果表明:目标产物结构正确,热稳定性略低于壳低聚糖;在水中的溶解度为3 mg·m L-1;抑菌研究表明,产物的抑菌活性随浓度的增大而增大,对褐腐病菌菌丝生长抑制的IC50值为0.33 mg·m L-1,对灰霉病菌菌丝生长抑制的IC50为0.45 mg·m L-1,抑菌活性优于壳低聚糖。     

β-甘露聚糖酶的基因与表达

β-甘露聚糖酶(EC 3.2.1.78)是一类能够水解含β-1,4-D-甘露糖苷键的内切水解酶,属于半纤维素酶类。水解的底物有半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖和甘露聚糖,产物有少量的单糖和2～10个单糖分子构成的寡糖。在纸浆漂白,饲料加工,食品加工等方面具有广阔的应用前景。文章综述了近年来国内外对β-甘露聚糖酶的基因序列、分子的结构区域、基因克隆和表达方面的研究进展。     

两性离子型瓜尔胶的制备及稀溶液性质

以瓜尔胶(GG)为原料,2,3-环氧丙基二甲铵基乙酸盐(ECDH)为两性醚化剂,在碱催化剂作用下干法合成了新型两性离子型瓜尔胶(ZGG)。采用酸碱滴定法测定了ZGG的等电点,并借助乌氏黏度计研究了等电点范围内ZGG的稀溶液性质,考察了外加盐浓度和不同外加盐对ZGG的影响。结果发现,随着氯化钠溶液浓度的增大,其特性黏度增大,表现出明显的反聚电解质溶液行为,二价金属离子对ZGG的影响大于一价金属离子对其的影响,即CaCl2>MgCl2>NaCl。     

田菁胶的理化性能

叙述了从不同渠道收集的 12个样品理化性能的测定结果。结果表明 :改性后的田菁胶各种性能指标均接近国外进口的瓜尔胶 ,是瓜尔胶理想的替代品     

双水相萃取直接从枯草芽孢杆菌发酵液中提取β-甘露聚糖酶

研究了聚乙二醇(PEG)平均相对分子质量、PEG浓度、(NH4)2SO4浓度、NaCl浓度对β-甘露聚糖酶和总蛋白分配系数、相体积比和萃取率的影响。实验表明PEG100020%(m/m)和(NH4)2SO415%(m/m),NaCl为2%(m/m)组成的双水相体系,室温下直接对含菌体的枯草芽孢杆菌发酵液抽提β-甘露聚糖酶,可纯化2.76倍,萃取率达98.79%。     

羟基-炔点击化学改性半乳甘露聚糖薄膜的制备及性能研究

以植物源半乳甘露聚糖(GM)为原料,1-苯基-2-丙炔-1-酮(PPK)为醚化试剂,通过绿色高效的羟基-炔点击化学改性技术,成功地在室温条件下制备得到兼具优异力学性能、疏水性能和紫外屏蔽性能的半乳甘露聚糖苯丙基烯酮醚(GMPPK)薄膜。结果表明：羟基-炔点击化学可以实现GM表面羟基的高效醚化。与未改性的GM薄膜相比,由于PPK分子的引入,GMPPK薄膜表现新的紫外屏蔽性(GMPPK2在275 nm处的屏蔽率高达98.86%)、疏水性(水接触角从74.9°增加至96.5°)和耐水溶胀性。此外,随—OH∶PPK的反应摩尔比增加,GMPPK2薄膜的力学性能进一步增加,其拉伸应力为44.7 MPa,韧性为1.7 MJ/m³,杨氏模量为25.3 MPa,分别是未改性GM薄膜的2.2倍、1.9倍和2.4倍。研究结果可为开发高性能半乳甘露聚糖包装薄膜材料的应用研究奠定理论基础。     

地衣芽孢杆菌中性β-甘露聚糖酶的分离纯化

采用絮凝、超滤及离子交换对地衣芽孢杆菌中性β-甘露聚糖酶进行了分离纯化,纯化倍数为33倍,酶活收率达42%,所得纯化的β-甘露聚糖酶比活为4341 U/mg蛋白质.本文提出的分离纯化工艺易于工业放大.     

丙烯酰胺-阳离子瓜尔胶接枝共聚物的絮凝性能研究

研究了低温合成的高相对分子质量的天然高分子改性絮凝剂--丙烯酰胺-阳离子瓜尔胶接枝共聚物(CGG-g-PAM)对高浊度烟草废水的絮凝效果,以及PAC投加量、CGG-g-PAM投加量、pH和不同相对分子质量CGG-g-PAM等对浊度(》4 500 NTU)、COD和色度去除率的影响.结果表明,在pH 5,PAC投加质量浓度为120 mg/L,CGG-g-PAM投加质量浓度为3.6 ms/L时,去浊率达98%,COD去除率达24%,色度去除率达20%,且絮凝性能优于阳离子瓜尔胶(CGG)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM).实验研究表明,产品具有良好的絮凝效果,在工业废水处理中具有一定的应用前景.     

瓜尔胶辐照法接枝甲基丙烯酸共聚物的制备及应用

在60Co的γ-射线辐照下,瓜尔胶与甲基丙烯酸(MAA)接枝共聚反应,合成的共聚物可在石油工业作增稠剂.本文研究了瓜尔胶与MAA配比、辐照剂量、pH值对接枝率的影响,用傅立叶红外光谱法(FTIR)、X射线衍射法(XRD)表征了接枝产物,并测定了接枝产物的粘度,结果表明接枝产物的粘度比原胶液明显提高,提示其具有更好的增稠性能.     

温度对β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中表达的影响

β-甘露聚糖酶已经广泛的在毕赤酵母中异源表达,为了提高β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中的产量,本文研究了培养温度对β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中表达的影响。通过比较不同温度下β-甘露聚糖酶在转录和蛋白表达水平的差异,发现降低温度虽然降低了mRNA表达量,但是外源蛋白得到积累增加;降低培养温度可以显著提高重组菌株的活性,从而减少细胞死亡带来的胞内蛋白酶的释放,最终使得低温下发酵液中的蛋白酶活力显著下降。研究结果表明降低培养温度能显著提高β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中的表达量。