微生物壳聚糖酶的研究概况

文献综述食品科学与工程壳聚糖国内外的研究及应用现状[摘要] 本文从壳聚糖的定义、性质、研究进展及其应用的现状进行了综述，并指出我国应重点开发和充分利用壳聚糖及其衍生物，扩大对壳聚糖研究的范围。

[关键词]壳聚糖；研究；应用壳聚糖是一类重要的天然高分子化合物，英文名为( chitosan)又名脱乙酰几丁质、聚氨基葡萄糖、可溶性甲壳素，是由甲壳素经脱乙酰化反应转化而成的生物大分子，也是一种维持和保护甲壳动物和微生物躯体的线性氨基多糖，广泛存在于海洋节肢动物(如虾、蟹等)的甲壳中，也存在于昆虫、藻类、菌类和高等植物的细胞壁中，分布极广泛，在自然界的存储量仅次于纤维素。

作为地球上一类大量存在的有机资源，可以说是人类取之不尽、用之不竭的巨大再生资源宝库。

壳聚糖由于其本身独特的多糖分子结构，通过化学改性可赋予各种功能特性。

其阳离子食用纤维性，以及同生物体极好的兼容性等特点，使得壳聚糖及其衍生物在化妆品、吸水剂、药物、酶载体、细胞固化、聚合试剂、金属吸附和农用化学制剂的研制中具有广阔的应用前景。

从1811年Braconnot首次描述甲壳素至今，人们对甲壳素和壳聚糖的认识与研究取得了长足进步。

近几年，各国研究人员对壳聚糖及其衍生物的实验探究开始越来越多，大家公认的是：在自然界迄今为止发现中，壳聚糖是的膳食纤维中唯一带阳离子的高分子基团，并因为它特有的结构和特性在医学、化妆品、农业、食品、生物工程、化工、环境等领域得到了广泛的推广和应用。

现在，科学家们逐渐将壳聚糖看成继蛋白质、糖类、维生素、矿物质、脂肪之后人体生命活动必需的第六生命要素。

1壳聚糖的研究概述1.1壳聚糖的结构与性质1.1.1壳聚糖定义与结构壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)脱乙酰基后的产物，是甲壳素最基本、最重要的衍生物。

甲壳素又名甲壳质、几丁质，化学名为(1,4)—2—乙酰胺—2—脱氧—β—D—葡聚糖，主要存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及菌类、藻类植物的细胞壁中。

微生物壳聚糖酶的研究进展及应用现状几丁质（chitin）又名甲壳素、甲壳质，是N-乙酰-D-葡萄糖胺以β-1,4-糖苷键相连而成，是地球上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。

壳聚糖(chitosan)为几丁质脱乙酰化后的产物,是一种阳离子型多糖，也是目前唯一的商品化碱性多糖。

壳聚糖是一种高分子阳离子絮凝剂，由于具有无毒、可被生物降解、良好的生物容性和成膜性等优良特性，在医药卫生、农业等方面得到广泛的应用。

如可作为离子交换剂，毛发固定剂、保湿剂和柔软剂，药物缓释剂、增溶剂，饲料添加剂，种子处理剂等。

但是壳聚糖的分子量大，水溶性较差，在人体内不易吸收，使其应用受到限制。

而壳聚糖的降解产物壳寡聚糖（Chitooligosaccharides）不仅具有水溶性好、易吸收等优点，近年来更是发现，低分子量壳寡聚糖（如五糖、六糖）具有抗肿瘤、抗菌、免疫激活及保湿吸湿等特点，使其在医药领域有着广泛的应用前景。

壳寡糖的制备大多数是以虾、蟹等为原料，经过脱乙酰基等处理得到壳聚糖，再进一步水解得到壳寡糖。

目前，由壳聚糖制备壳寡糖主要有两种水解方法：酸解法和酶解法。

酸解法一般是用盐酸部分水解壳聚糖，用甲醇除去水解液中产生的大量单糖，经加Dowex离子交换树脂分离得到壳寡糖。

酸水解法的缺点是反应产物单糖较多，而壳寡糖含量低，反应条件苛刻，工艺烦琐，同时这一工艺由于产生大量废弃酸液，易给环境造成污染。

酶解法是指采用酶制剂在较温和的条件下降解壳聚糖。

一般分为两类：非专一性水解酶和专一性水解酶。

非专一性酶工艺，是利用如脂肪酶、溶菌酶等壳聚糖非专一性水解酶，降解壳聚糖。

但降解程度有限，而且产物复杂，不易分离，酶量使用大。

专一性水解酶是利用以壳聚糖为专一性底物的壳聚糖酶，专一性水解壳聚糖，该反应条件温和，可通过反应时间控制水解产物，为大规模生产壳寡糖提供了可能，是一种较为理想的壳寡糖制备方法。

壳聚糖酶（Chitosanase,EC.3.2.1.132）是催化壳聚糖降解的专一性酶。

微生物壳聚糖酶的研究概况
戴芸;朱旭芬
【期刊名称】《浙江大学学报（农业与生命科学版）》
【年(卷),期】2004(030)002
【摘要】壳聚糖是自然界中最丰富的多糖之一.壳聚糖酶能够降解壳聚糖生成壳寡糖,壳寡糖具有多种生物学特性,用途广泛.壳聚糖酶主要分布在微生物和一些植物中,理化性质较稳定.根据其底物特异性和断裂键的专一性可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类.根据已测序壳聚糖酶的氨基酸序列相似性,壳聚糖酶分别属于糖苷水解酶46号、75号和80号.目前,只有2种壳聚糖酶的3级结构被测定.
【总页数】8页(P229-236)
【作者】戴芸;朱旭芬
【作者单位】浙江大学,生物科学系,浙江,杭州,310012;浙江大学,生物科学系,浙江,杭州,310012
【正文语种】中文
【中图分类】Q556
【相关文献】
1.微生物几丁质酶与壳聚糖酶的研究与应用 [J], 周桂
2.微生物壳聚糖酶的研究进展 [J], 季更生;陈爱春
3.微生物壳聚糖酶的研究及其降解产物壳寡糖在食品领域的应用 [J], 宋晓晨;祖国仁;陈莉;孔繁东
4.微生物壳聚糖酶研究进展 [J], 陈小娥;夏文水;余晓斌
5.微生物制备壳聚糖酶的研究进展 [J], 钟超
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壳聚糖酶产生菌的育种、发酵条件优化和壳寡糖的
酶解制备的开题报告
一、研究背景和目的
壳寡糖是一种天然抗菌物质，具有广泛的生物活性及重要的应用价值，受到了广泛的关注。

壳聚糖酶是壳寡糖酶解的关键酶，本研究的目
的是通过菌种育种和发酵条件优化的方法，提高壳聚糖酶的产量和活性，并探究壳聚糖酶在制备壳寡糖过程中的应用。

二、研究方法和步骤
1. 筛选壳聚糖酶高产菌株：从土壤中筛选出可能具有壳聚糖酶活性
的菌株，通过液体培养发酵进行初步筛选，利用壳聚糖酶测定仪测量不
同菌株的壳聚糖酶活性，选出产酶能力较强的菌株。

2. 优化发酵条件：对筛选出来的菌株进行发酵条件的优化，包括碳源、氮源、pH值、温度、接种量等条件进行优化，从而提高壳聚糖酶的
产量和活性。

3. 酶解制备壳寡糖：利用优化条件培养出的壳聚糖酶进行壳寡糖的
酶解制备，通过高效液相色谱仪进行分离纯化，并进行壳寡糖结构的分析。

三、预期结果
通过筛选出高产壳聚糖酶菌株和优化发酵条件，预期可获得高产壳
聚糖酶，并通过其进行壳寡糖的酶解制备。

同时，分析壳寡糖的结构及
特性，探究其在生物医学和农业领域的应用前景。

四、意义和应用
本研究将对壳聚糖酶的产量提高及壳寡糖的制备和应用进行深入探讨，可为生物医学、农业领域的壳寡糖应用提供基础和方法，为壳聚糖酶产业的发展做出贡献。

毕业设计（论文）开题报告理工类题目:壳聚糖酶产生菌产酶条件优化研究学院：专业班级：学生姓名：指导教师：淮海工学院毕业设计（论文）开题报告1.课题研究的意义，国内外研究现状、水平和发展趋势1.课题的研究意义：壳聚糖酶可以专一性地降解壳聚糖，生产壳寡糖。

壳寡糖具有水溶性好、生物活性高、功能作用大、应用领域广、易被人体吸收等突出特点，因此被广泛地应用于医药卫生、保健食品、食品加工、化妆品、纺织、环保、农业、饲料、环保等领域。

但物理降解和化学降解生产壳寡糖由于污染较大，效率低，收率低，逐渐被淘汰。

利用专一性的壳聚糖酶来制备壳聚糖，由于反应条件温和，得率高，以及可以结合一些过程工程的技术，从而可实现经济的大规模壳聚糖的连续生产，以此成为最有前途的方法。

2.国内外研究现状、水平：国外对壳聚糖酶的研究已深入到分子水平，侧重于研究不同来源的壳聚糖酶的晶体结构与催化作用机理，并与已知壳聚糖酶的核苷酸序列进行对比，分析同源性，寻找酶分子中发挥催化功能的少数几个必需氨基酸，探索它们在催化壳聚糖水解过程中的作用。

国内对壳聚糖酶的研究日益增多，主要是从自然界中筛选产酶活性较高的微生物菌种，进行诱变选育，优化发酵工艺与酶解条件，以期获得产酶量较大的菌种和活性较高的壳聚糖酶；而酶的氨基酸序列测定、重组壳聚糖酶基因的异源表达等方面的研究则相对较少。

3.问题与展望虽然壳聚糖酶已经得到了商业化的应用，但是由于原始的菌株产壳聚糖酶能力仍然较低，使得壳聚糖酶的来源有限，生产成本较高，这些均成为限制壳寡糖在应用中不可避免的问题。

同时，现在商品壳聚糖酶在热稳定性等方面还不能满足大规模降解壳聚糖工业化生产的需求。

因此，一方面须要继续寻找不同微生物来源的壳聚糖酶，另一方面须要对现有的壳聚糖酶菌株进行改造，以及培养条件的优化，以期获得高产壳聚糖酶菌株。

淮海工学院毕业设计（论文）开题报告2.课题的基本内容，可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施(1) 课题的基本内容：①调查并充分查阅资料②设计实验方案③活化菌种④优化发酵培养基的碳、氮源以及碳氮比，提高壳聚糖酶产量⑤研究不同接种量、装液量对壳聚糖酶产量的影响⑥通过加入某些特殊添加物来提高壳聚糖酶产量⑦研究不同温度、pH以及培养时间对壳聚糖酶产量的影响(2) 可能遇到的困难：①微生物操作技术不熟练②拿到的菌可能不是单菌③该菌是否具有产酶活力(3) 提出解决问题的方法和措施：①调查和搜集各方面资料，咨询老师，调整不同的培养基。

壳聚糖酶的特性及其固定化研究的开题报告
一、选题背景与意义
壳聚糖（chitosan）是一种重要的天然产物，具有良好的生物降解能力、低毒性且具有较好的生物相容性。

壳聚糖酶（chitosanase）可将壳
聚糖水解成低聚物和单体，是壳聚糖降解的关键酶类。

因此，壳聚糖酶
的研究对于壳聚糖的高效利用、环境保护和生物医药等领域具有重要意义。

固定化壳聚糖酶可以增加酶的稳定性和重复使用性，降低生产成本
和环境污染，提高反应效率，因此具有广泛的应用前景。

二、研究内容
本文拟就壳聚糖酶的特性及其固定化研究展开探讨，包括以下部分：
1. 壳聚糖酶的来源、结构和分类；
2. 壳聚糖酶的催化机理；
3. 壳聚糖酶的特性研究，包括最适pH、最适温度、热稳定性、催化动力学参数等；
4. 壳聚糖酶的固定化方法，包括吸附、共价结合和包埋等；
5. 固定化壳聚糖酶的特性研究，包括催化活性、重复使用性、稳定性、抗污染性等。

三、研究方法
本文将采用实验和文献综述相结合的方法，通过文献综述了解前人
的研究成果和方法，评价其可行性与优点。

在此基础上针对本研究的目标、任务和方法进行实验设计和实验操作，评估实验结果的可操作性和
可信度，最终得出科学的研究结论。

四、预期成果和意义
通过研究壳聚糖酶的特性及其固定化，可以深入了解壳聚糖酶的催化机理和特性，为其在生产实践和环境治理中的应用提供理论和实验依据。

同时，对固定化技术的比较和选择，可为生物催化的产业化提供指导。

最终，具有高活性、高稳定性的固定化壳聚糖酶的制备，将为壳聚糖的高效利用和环境保护做出重要贡献，具有经济价值和社会效益。

壳聚糖在生物医学领域中的应用及研究进展壳聚糖是一种生物可降解、生物相容性极高的多糖类物质，具有广泛的应用潜力。

在生物医学领域，壳聚糖已被广泛研究并应用于药物传递、组织工程、伤口修复等多个方面。

本文将对壳聚糖在生物医学领域中的应用及研究进展进行综述。

首先，壳聚糖在药物传递领域中起到了重要的作用。

由于其生物相容性和生物可降解性，壳聚糖可以作为载体用于药物的传递和释放。

研究表明，壳聚糖可以包封大量的药物，形成稳定的纳米粒子或微球，以提高药物的稳定性、溶解度和生物利用度。

此外，壳聚糖还可以通过改变载体的表面性质来实现药物的靶向传递，提高药物的治疗效果并减少副作用。

其次，壳聚糖在组织工程中的应用也备受关注。

组织工程是一种通过构建人体组织和器官来替代受损组织或器官的方法。

壳聚糖作为一种天然多糖材料，具有优良的生物相容性和生物降解性，被广泛用于组织工程中的支架材料。

研究人员可以利用壳聚糖构建三维支架，为细胞提供生长和分化的结构支持，并促进新生组织的生成和修复。

此外，壳聚糖还可以通过调控细胞的黏附和增殖，促进组织修复和再生。

此外，壳聚糖在伤口修复中的应用也具有潜力。

伤口修复是生物医学领域中一个重要的研究方向，壳聚糖作为一种生物相容性材料，可以用于伤口的结构修复和功能重建。

研究表明，壳聚糖可以促进伤口的愈合，减少感染和炎症反应。

壳聚糖膜可以形成在伤口表面，形成一种保护层，促进伤口的愈合，并具有调控渗透性、防止水分流失和细菌入侵的功能。

除此之外，壳聚糖还可以通过促进血管新生和修复胶原蛋白的合成，加速伤口愈合的过程。

壳聚糖在生物医学领域的研究进展迅猛。

近年来，研究人员不断创新壳聚糖的制备方法和功能化修饰方法，提高壳聚糖的性能和应用范围。

例如，利用壳聚糖与其他材料的复合，可以形成具有多功能性的材料，如利用壳聚糖与胶原蛋白复合后可提高材料的强度和生物活性。

同时，研究壳聚糖纳米载体的应用也越来越受到关注，通过改变纳米颗粒的尺寸和表面性质，可以实现药物的靶向释放和控制释放。