近年来,多糖酶促水解在生物能源炼制、油气开采、药物缓释、功能保健中得以广泛应用,受到各国学者热切关注。本文以魔芋葡甘聚糖(KGM)―β-甘露聚糖酶为研究体系,分析了多种聚合物酶解动力学特点,利用凝胶排阻色谱和动态光散射技术对KGM酶解历程均值分子量变化、分子量分布、酶扩散、底物和产物扩散及酶剪切方式等多方面内容进行研究,主要结论如下:典型反应动力学分析:在普适动力学中,任何反应级数下数均或重均分子量的倒数随时间线性变化,由表观反应速率的依浓度性可获得反应级数;在数学零级动力学中,数均分子量倒数、重均分子量、分散度分别与反应时间呈线性增加、线性减小和二次函数的变化规律;在米氏动力学中,重均分子量三次方和数均分子量具有相同的变化规律,且可获得彻底水解时体系的分散度特点。KGM酶解全程特性解析:固定酶与底物比时,KGM在β-甘露聚糖酶作用下分子量快速下降,且当底物浓度越高现象越明显,证明酶扩散行为对反应起着重要作用;KGM酶解产物的分子量分布逐渐分裂为两个区域,大分子量区域仅含量变化,分子量基本不变,表明KGM酶解存在多次剪切模式。动力学分析表明,水解初期属于表面反应,受大分子体系的网格构造影响;水解中期表现出零级动力学反应特征,水解后期主要受酶的扩散行为影响。KGM酶解历程反应扩散动力学:将反应动力学与扩散规律结合,推导出KGM -β-甘露聚糖酶体系在稀或半稀浓度下的反应扩散动力学方程为,该模型说明了酶的扩散和底物浓度对反应速率的影响,较好地拟合了浓度为0.1%～0.5%的KGM溶液酶解反应。KGM酶解历程扩散行为分析:酶解初期呈现非稳态运动,主要为大分子和小分子的运动,大分子的运动制约中等分子的运动,体系主体由大分子组成;随着反应的进行,大分子含量逐渐减少,中等分子成为体系主体,并制约着小分子的扩散运动。酶作用于底物的剪切规律:计算机模拟结果表明:底物起始分子量分布(MWD)强烈影响其在反应历程中的变化,窄分布导致MWD峰形下降;在中央剪切模式中,MWD变化最快,且当底物分散度较低时,MWD存在双峰的变化规律。KGM酶解历程分子量变化(尤其是双峰模式)与中央剪切相近,但不完全吻合。KGM的酶解同时具有中央剪切和多次剪切的分子量分布特点。