壳聚糖的酶解法降解及
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生物酶解壳寡糖壳寡糖又称壳聚寡糖、低聚壳聚糖、甲壳寡聚糖、氨基寡糖素等,是一种通过降解甲壳素或壳聚糖得到的聚合度在2~20之间的寡糖产品,是甲壳素、壳聚糖产品的升级产品;壳寡糖是自然界中唯一带正电荷阳离子碱性氨基低聚糖,是动物性纤维素。
具有分子量低、水溶性好、功能作用大、更易被吸收等特点。
以海洋生物虾、蟹壳为原料,通过脱钙、脱蛋白后获得甲壳素,甲壳素通过酶解或强碱水解后脱去部分乙酰基获得壳聚糖,壳聚糖通过酶解或酸解得到壳寡糖。
乐满地生物酶解壳寡糖:采用生物酶解技术制成壳寡糖,具有降解条件温和、无副反应、脱乙酰度高、分子量小,壳寡糖生物活性高等特点。
含量:5%、10%PH 值:6.5-7分子量:≤ 2000Da脱乙酰度:≥97%状态:黄褐色液体壳寡糖主要特性:1、改良土壤:壳寡糖能促进有益微生物的生长繁殖,显著减少土壤有害菌及线虫类,促进土壤团粒结构形成,改善土壤理化性质,增强透气性和保水保肥能力,为根系提供良好的土壤微生态环境。
2、提高肥效:壳寡糖能活化养分,使氮、磷、钾等养分能得到植物充分有效地吸收,提高养分利用率,提高肥效,减少化学肥料用量;壳寡糖能螯合铁、铜、锌、锰、钼等微量元素,使肥料中微量元素有效态养分增加,同时使土壤中固定的微量元素养分释放出来,容易被作物吸收利用。
3、促进生长:壳寡糖是一种新型的生物刺激素,能促进根系生长,促进根部伤口愈合及发育,作物根系发达,根毛、须根、次生根数量大大增加,增强植物吸收水肥能力,提高抗旱能力,促使茎秆粗壮,有利于养分供应传输,提高抗倒伏能力。
4、激发作物免疫系统:壳寡糖可诱导植物抗性,增强作物抗病、抗旱、抗冻能力;壳寡糖可诱导植物产生抵御病原物质的抗性蛋白,抑制病菌的生长,诱导木质素形成,促进伤口愈合,壳寡糖对病害具有广谱性的抵御作用,增强作物对病毒病、真菌、细菌、线虫等病害的抵抗能力,减少农药使用,同时能缓解作物因肥害、药害产生的影响。
5、增产提质:壳寡糖是一种天然的植物营养生长促进剂,能增加营养吸收力,有效促进植物生长,增加作物产量,壳寡糖能促进钙离子吸收,减少裂果等缺钙症状,提高座果率,促进微量元素吸收,增加甜度、促进早熟、延长保险贮藏期,提升作物品质。
过氧化氢降解壳聚糖现象
有关壳聚糖的降解过程研究报道较多,研究发现,不同的溶液环境、 PH 值及添加物等因素均可以影响到其分子量。
实验表明,在碱性条件下降解速度快;相反,在酸性条件下则难以降解。
本文通过使用过氧化氢降解壳聚糖获得了壳聚糖的主要成分——多糖。
具体方法如下:将去离子水配制成3%~5%浓度的碱性溶液,将等量的壳聚糖样品放入该溶液中浸泡2小时后取出,再次放回原来的溶液中继续浸泡4小时,然后转移至0.1M 磷酸缓冲液中进行过滤,并将所得滤渣烘干备用。
向上述滤渣中滴加10%的过氧化氢溶液,搅拌30 min 后静置24h,过滤除去沉淀,即为纯净的壳聚糖粉末。
目前对于壳聚糖的降解机理尚未清楚,本试验采用过氧化氢处理壳聚糖是否能够促进其降解还需要进一步探讨。
此外,由于过氧化氢会与壳聚糖产生反应而导致颜色变深,故需注意控制好反应温度和反应时间。
另外,由于壳聚糖属于非极性高分子材料,易被空气中的氧气所氧化,从而失去其固有特征,这也限制了它作为食品包装材料的应用范围。
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壳聚糖溶解方法概述说明以及解释1. 引言1.1 概述引入壳聚糖溶解方法的概念,在科学研究和制造业中,溶解壳聚糖是一项常见而重要的工艺。
壳聚糖作为一种天然产物,在生物医药、食品添加剂等领域具有广泛的应用前景。
因此,深入了解和掌握壳聚糖溶解方法及其原理对于相关领域的发展具有积极意义。
1.2 文章结构本文将按照以下顺序进行叙述:首先介绍壳聚糖的基本特性以及不同的溶解方法;接着详细阐述了两种常见的壳聚糖溶解方法,并对其原理进行解释;随后,通过实验验证和结果分析来进一步说明所介绍的壳聚糖溶解方法的可行性;最后,我们还将探讨壳聚糖溶解方法在医药领域中的应用,并对未来的研究进展进行展望。
1.3 目的本文旨在对壳聚糖溶解方法进行全面而系统地介绍,并深入解释这些方法的原理。
同时,通过实验验证和结果分析,探讨壳聚糖溶解方法在医药领域中的应用潜力,并对未来的研究进行展望。
通过本文的阐述,读者将能够了解并掌握不同的壳聚糖溶解方法及其应用领域,为相关领域的科学研究和工程实践提供参考依据。
2. 壳聚糖溶解方法的说明:2.1 壳聚糖的基本介绍壳聚糖是一种天然生物高分子,由葡萄糖分子组成,具有广泛的应用价值。
它具有良好的生物相容性、可降解性和无毒性,在医药、食品、农业和环境等领域都得到了广泛应用。
然而,在许多应用中,壳聚糖需要以溶解形式使用,因此溶解壳聚糖的方法具有重要意义。
2.2 溶解壳聚糖的方法一第一种常见的壳聚糖溶解方法是采用酸性条件。
在酸性环境下,通过添加适量的酸(如盐酸或乙酸)来将壳聚糖转化为阳离子态溶质,并使其溶于水中。
通常,在pH值在3-6范围内,可以实现较好的壳聚糖溶解效果。
这种方法简单易行,并且不需要昂贵设备,因此被广泛应用于实验室和工业生产中。
2.3 溶解壳聚糖的方法二另一种常见的壳聚糖溶解方法是采用碱性条件。
在碱性环境下,通过添加适量氢氧化钠或氨水等碱性物质来将壳聚糖转化为阴离子态溶质,并使其溶于水中。
与酸性条件相比,碱性条件下的溶解过程具有较高的溶解度和稳定度,能够得到更高浓度的壳聚糖溶液。
甲壳素和壳聚糖之所以具有重要的理论研究意义和商业价值,在于其分子结构和组成的独特性,它是自然界唯一的碱性多糖,是地球上数量最大的含氮有机化合物。
甲壳素及其衍生物不但具有良好的生物相容性、低毒和生物降解性,还具有许多生物医学功能和药物作用,壳聚糖被誉为人体所需的第六大生命要素。
许多甲壳素及其衍生物产品业已商业化,关于甲壳素/壳聚糖的国际会议每两年召开一次,关于甲壳素的国际性学术专刊“Advance in Chitin Science”也于上世纪九十年代创刊。
甲壳素及其衍生物已经在生命科学、功能材料等领域形成了新的研究和开发热点。
甲壳素和壳聚糖具有较复杂的双螺旋结构,螺距为0.515nm,一个螺旋平面由6个糖残基组成。
甲壳素的结构单元是甲壳二糖,壳聚糖的结构单元是壳二糖。
甲壳素大分子链上分布着许多羟基,N.乙酰氨基和氨基,它们形成各种分子内和分子问的氢键。
甲壳素的结构由于氢键类型不同而有三种结晶体:a一甲壳素,由两条反向平行的糖链组成,通常与矿物质沉积在一起形成坚硬的外壳,如虾蟹的外壳;B一甲壳素由两条同向平行的糖链组成;Y一甲壳素由三条糖链组成,两条同向一条反向。
B和Y一甲壳素与胶原蛋白相联结,表现出一定的硬度、柔韧性和流动性,具有与支承体不同的许多生理功能,如电解质的控制和聚阴离子的运送等。
壳聚糖也存在这样的三种结晶状态。
B一甲壳素在6mol/L的盐酸中会转变为a一甲壳素,a一甲壳素的酰胺I带在1660cm-‘和1630cm-1有特征吸收峰,而B一甲壳素在1630cm-1没有红外吸收峰,因而可用红外吸收光谱便捷的区分两者。
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甲壳素中大分子具有稳定的晶体结构,且大分子间存在较强的氢键。
因而具有稳定的物理化学性质。
常温下既不熔融,也不溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机溶剂,这给甲壳素产品的加工造成了不便。
目前所发现的甲壳素的溶剂主要有氯化锂/N,N一二甲基乙酰胺(LiCl/蹦Ac)、氯化锂/N_甲基砒咯烷酮(LiCl/N姬)、四氧化二氮/N,N- 二甲基甲酰胺(N20/DMF)、六氟异丙醇/六氟丙醇、甲酸/二氯乙酸、氯乙醇/硫酸、三氯乙酸/二氯乙烷、甲烷磺酸和三氟醋酸等。
壳聚糖结构壳聚糖结构壳聚糖(chitosan)甲壳素N-脱乙酰基的产物,甲壳素(几丁质)、壳聚糖、纤维素三者具有相近的化学结构,纤维素在C2位上是羟基,甲壳素、壳聚糖在C2位上分别被一个乙酰氨基和氨基所代替,甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质,尤其是含有游离氨基的壳聚糖,是天然多糖中唯一的碱性多糖。
[1]壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强,使得该多糖具有优异的生物学功能并能进行化学修饰反应。
因此,壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料。
[1]壳聚糖为天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物,具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等多种生理功能,广泛应用于食品添加剂、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品、抗菌剂、医用纤维、医用敷料、人造组织材料、药物缓释材料、基因转导载体、生物医用领域、医用可吸收材料、组织工程载体材料、医疗以及药物开发等众多领域和其他日用化学工业。
[1] 结构特征化学名:β-(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖分子式:(C6H11NO4)n单元体的分子量为:161.2氨基葡萄糖是壳聚糖的基本组成单位,壳二糖是壳聚糖的基本结构的糖单元,采用壳聚糖酶自然降解壳聚糖得到的最终产物是壳二糖。
[1]壳聚糖呈现双螺旋结构特征,螺距为0.515 nm,6个糖残基组成一个螺旋平面。
甲壳素和壳聚糖的氨基、羟基、N-乙酰氨基形成的氢键,形成了甲壳素和壳聚糖大分子的二级结构。
壳聚糖的氨基葡萄糖残基的椅式结构中有2种分子内氢键,一种壳聚糖分子间氢键是C3-OH与相邻的另一条壳聚糖分子链上的糖苷基形成的,另一种分子间氢键是氨基葡萄糖残基的C3-OH与相邻壳聚糖呋喃环上的氧原子形成的。
甲壳素和壳聚糖的C3-OH、C2-NH2、C6-OH等官能团均可形成分子内和分子间氢键。
[1]壳聚糖分子的基本单元是带有氨基的葡萄糖,分子内同时含有氨基、乙酰氨基和羟基,故性质比较活泼,可进行修饰、活化和偶联。