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本文对裂褶菌的培养、裂褶多糖的制备方法及其超声降解规律进行研究,将为促进裂褶多糖的开发提供理论基础。主要研究内容与结果如下:
1.裂褶菌发酵生产裂褶多糖及其特性研究。通过外部形态观察和数码显微镜观察裂褶菌在生长过程中的形态变化,以及测量发酵过程中发酵液的粘度变化,发现裂褶菌在生长过程中菌丝之间相互交缠形成大菌球和分泌大分子量的裂褶多糖使得发酵液的粘度增大是导致多糖产量降低的主要原因。大菌丝球的形成使得菌球内部营养和氧气供应不足,裂褶多糖的增粘作用阻碍了传质过程,使得发酵液各处营养和氧气不均衡,这些因素导致裂褶菌生长受阻,多糖产量也相应降低。
2.裂褶多糖的提取纯化和理化性质研究。裂褶菌发酵液经离心除菌丝体,Sevag法脱蛋白,乙醇沉淀,冷冻干燥,可获得裂褶多糖固体。采用UV、IR、GPC、粘度法、溶解性测量和数码显微等技术研究了裂褶多糖的理化性质。结果表明裂褶多糖的峰位分子量为4.6×10<6>Da,特性粘数[η]=661.2cm<3>/g,红外光谱数据与文献报道一致。冷冻干燥后的裂褶多糖形态像棉花,乙醇沉淀后的裂褶多糖具有结晶结构,经乙醇沉淀或冷冻干燥后的裂褶多糖在冷水或沸水中都很难溶解。裂褶多糖不能充分溶解的主要原因是裂褶多糖分子量较大,与水接触时,外围的多糖发生溶胀,部分溶入水中使溶液的粘度增大,溶液传质能力减弱,溶胀的多糖之间相互交缠阻碍了水向多糖内部扩散,从而导致多糖不能完全溶解;另外一个原因是多糖形成了部分结晶的结构。
3.超声降解裂褶多糖溶液粘度变化规律研究。采用乌式粘度计测量不同条件下超声作用后裂褶多糖溶液粘度变化的规律性,研究了不同超声作用时间、不同电功率以及不同初始裂褶多糖浓度等因素对超声降解裂褶多糖效果的影响。结果表明,超声作用后裂褶多糖溶液的增比粘度急剧下降,但随着超声时间的延长降低的幅度越来越小;裂褶多糖初始浓度对超声降解效果的影响不大;功率越大,降解后的裂褶多糖溶液增比粘度越低。
4.超声降解裂褶多糖分子量和分子量分布变化规律研究。采用凝胶渗透色谱研究了不同条件下超声作用后裂褶多糖的分子量及其分布的变化规律,主要考察了超声作用时间、电功率、多糖初始浓度和温度等因素对超声场降解裂褶多糖的影响。结果表明,超声作用时间越长,裂褶多糖的分子量降低越多;随着作用时间的延长,其降解产物的凝胶色谱峰产生随时间演化的现象,即开始部分降解,最后大分子全部降解;未经超声降解的大分子裂褶多糖经乙醇沉淀后重新溶解在水中会发生凝胶化,在离心或过滤时被除去,导致凝色谱图中大分子色谱峰的消失:较大的超声功率有利于分子降解,但随着超声时间的延长,功率的影响逐渐减小并最终基本消失;裂褶多糖的初始浓度对超声降解的效果几乎没有影响;温度越低越有利于裂褶多糖的超声降解。