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本文主要研究了臭氧氧化法与膜分离结合,制备低分子量壳聚糖;对降解产物结构进行表征;所得产物进行植物病原菌抗菌活性的研究。结果表明:
以85%脱乙酰度、分子量为25×104的壳聚糖为原料,考察了氧气流量、反应体系溶剂、pH、温度、反应时间等单因素对降解反应的影响。结果表明,以醋酸为反应溶剂,在20℃、pH3、氧气流量0.2 m3/h(每升反应液)条件下降解6h为较理想的反应条件。
降解液用盐酸调至pH2左右,抽滤收集清液,分别用截留分子量为2k、3k、5k、10k、30k的中空纤维膜超滤,浓缩、醇沉,沉淀用95%以上乙醇反复洗涤至中性,干燥,获得所需聚合度的壳低聚糖。
降解产物的结构用傅立叶红外光谱、核磁共振碳谱表征,脱乙酰度用双突跃电位滴定法测定,结果表明降解产物的结构单元没有变化;降解产物的聚合度和分子量用飞行时间质谱和乙酰丙酮法测定,结果表明所得到产物的主要分子量范围是662~5492,主要聚合度为4~19。
探索降解产物对植物病原菌的抑制作用与其分子量关系。通过测定最小抑制浓度和抑制圈,研究了不同分子量的可溶性壳聚糖对稻胡麻叶斑病等13个植物病原菌的抑制作用。结果表明,对多数植物病原菌来说,可溶性的低分子量壳聚糖分子量在662~5492范围内,随分子量的增加,其抑菌能力增强,抑菌效果更明显,最小杀菌浓度减小,杀菌能力增强,其中以聚合度在10~34,即分子量Mn=4101壳聚糖的抑菌效果最好,对野油菜黄单孢-8004菌、青枯雷尔氏菌GMI1000菌和辣椒斑点病菌的抑菌效果都很好。该研究为植物病原菌抑制剂的开发提供了依据。