强烈炽热球菌几丁质酶水解制备低脱乙酰度壳寡糖及其组成与结构分析

利用全基因合成方法合成了强烈炽热球菌（Pyrococcus furiosus）的几丁质酶编码基因并在大肠杆菌（Escherichia coli）中实现了可溶表达。利用该酶对低脱乙酰度壳聚糖进行水解并对获得的壳寡糖产物进行组成及结构分析。分子排阻高效液相色谱结果显示,水解产物相对分子质量分布范围为1?000～5?000。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果显示,酶解产物中包含聚合度2～9、不同脱乙酰度的壳寡糖。核磁共振对酶解产物壳寡糖的结构鉴定结果显示,所有寡糖组分的还原端均主要由两个连续的N-乙酰氨基葡萄糖组成。综上,本研究利用来源于强烈炽热球菌的几丁质酶制备了还原末端结构确定的低脱乙酰度壳寡糖,为复杂结构壳寡糖结构与功能关系研究提供了理论支持。     

纤维素酶制备低脱乙酰度壳寡糖及其组成分析

使用具有壳聚糖水解活性商品纤维素酶对制备的低脱乙酰度壳聚糖进行水解,进而对产物的组成及结构进行分析。分子排阻高效液相色谱(Size exclusion high performance liquid chromatography,SE-HPLC)结果显示,水解产物主要为相对分子质量1000~5000的低聚合度壳聚糖及壳寡糖。超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(Ultra-performance liquid chromatography quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC-QTOF MS)可对水解物中小分子组分进行有效分离及鉴定,根据一级质谱信息,推测其中含有N-乙酰氨基葡萄糖及17种不同结构的壳寡糖。使用核磁共振(Nuclear magnetic resonance,NMR)对其进行分析,结果显示,产物壳寡糖的还原端主要为N-乙酰氨基葡萄糖,非还原端基本为氨基葡萄糖。综合上述测定结果,推测纤维素酶中发挥壳聚糖水解作用的主要为几丁质酶。     

二元驱采出水乳化稳定性的影响因素研究

通过模拟新疆油田二元驱采出水各组分组成,考察固体颗粒、聚合物(HPAM)和表面活性剂种类及浓度对油水分离性能和乳化稳定性的影响。结果表明,表面活性剂对二元驱油田模拟采出水稳定性的影响最大,固体颗粒和聚合物的影响较小。相对于高岭土和蛭石颗粒,蒙脱土颗粒对采出水乳化稳定性的影响最为明显。在加量200mg/L时对应最大的含油量和浊度值,分别为807mg/L和1984NTU;当高于200mg/L时对应的含油量和浊度降低,并且对应较高的zeta电位。增大HPAM(M=10×10~6)的浓度,采出水体相黏度升高,超高分子量聚合物具有极强的絮凝性能,在浓度较高时裹挟大量油滴发生絮凝沉降,降低了采出水的乳化稳定性。表面活性剂通过界面顶替和电性作用,直接改变油滴Zeta电位,决定油滴间的碰撞和聚并的发生,主导了采出水的乳化稳定性;表面活性剂对采出水乳化稳定性的影响从大到小依次为:十二烷基苯磺酸钠Tween-80span-80苯扎氯铵。     

毕赤酵母表达解淀粉芽孢杆菌壳聚糖酶及其水解制备可控结构壳寡糖

优化并全合成解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）壳聚糖酶编码基因并在毕赤酵母（Pichia pastoris）中实现分泌表达,表达产物的蛋白质量浓度达到0.23 mg/mL。壳聚糖水解酶的最适pH值为5.0,最适温度为45 ℃,比活力达52.2 U/mL。该酶在50 ℃以下较稳定。利用该酶水解低脱乙酰度壳聚糖并对产物进行了组成及结构分析。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果显示,酶解产物中包含聚合度3～15、不同脱乙酰度的壳寡糖。核磁共振鉴定结果显示,壳寡糖组分的还原末端及非还原末端均主要由氨基葡萄糖组成。综上,本研究高效表达了来源于解淀粉芽孢杆菌的壳聚糖酶,并制备了确定末端结构的壳寡糖,为壳寡糖的结构与功能关系研究提供理论支持。     

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。