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壳聚糖(chitosan)是甲壳素部分或全部脱去乙酰基后得到的产物,即2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖以β-1,4糖苷键连接而成,它是唯一的天然碱性多糖,具有抑菌、降脂、免疫等多种生物学功能,且无毒副作用,还具有很好的吸附性、成膜性、成纤性、吸湿性和保湿性,以及清除自由基等理化特性。广泛应用于农业、医药、食品工业、化工、环境保护等领域。壳聚糖经化学或生物法降解得到其低聚糖即壳寡糖,相对高分子质量的壳聚糖,具有更加良好生物学特性和理化特性,拓宽了壳聚糖的应用领域,是壳聚糖最重要的衍生物。
本文从根霉、毛霉、黑曲霉、梨头霉、木霉、香菇、平菇、滑菇、猴头菇等九种常见真菌的菌丝体中提取得到壳聚糖,通过对各菌株壳聚糖得率与纯度的比较,筛选出壳聚糖的高产菌株为根霉。通过正交试验分析确定根霉发酵法制备壳聚糖最佳培养条件为:葡萄糖2.5%,蛋白胨2.0%,MgSO<,4>·7H<,2>O2.0%,初始pH值6.5,装液量100mL(250mL三角瓶),转速120 r·min<-1>,培养温度28℃,采用优化培养条件后根霉发酵菌丝体生物量较基础培养基提高25.58%,壳聚糖得率提高了25.21%。
壳聚糖经纤维素酶非特异性降解得到其寡糖混合物,考察了其对超氧阴离子自由基(O<,2><->·)和羟自由基(·OH)的作用。壳聚糖酶解液COS2-3、COS2-2和COS3-2对O<,2><->·的抑制作用最强,分别达到21.97%、20.75%和20.22%;壳聚糖酶解液对由Fenton体系产生的·HO普遍具有清除作用,其中壳聚糖酶解液COS2-3的羟自由基清除效果最好,清除率达到40.12%, COS3-2次之,清除率为38.01%。
本文还研究了壳聚糖纤维素酶解液对常见微生物的抑制作用。壳聚糖酶解液COS4-2和COS4-3对金黄色葡萄球菌抑菌率分别为80.2%和83.1%,可以使金黄色葡萄球菌分别延迟2h和8h进入对数生长期;酶解液COS2-3和COS3-2对大肠杆菌的抑菌率分别为79.3%和84.0%,并使大肠杆菌分别延迟约2h和6h进入对数生长期;COS3-3对毕氏酵母的抑制效果最好,抑菌率为78.9%,COS2-3对啤酒酵母的抑菌率为82.6%,它们在72小时之内对毕氏酵母和啤酒酵母有较好的抑制作用,72小时之后抑制作用逐渐降低,但仍有一定的抑制作用。