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本实验选用纤维素酶、木瓜蛋白酶及果胶酶作为研究对象,设计正交实验探索了酶法制备壳寡糖(LMWC)的生产工艺。结果表明:①纤维素酶在pH5.0、45℃、酶用量1∶15(1g壳聚糖∶15ml酶)时对70﹪脱乙酰度(D.D)的壳聚糖降解效果最佳,其中pH、酶用量及底物D.D对酶解作用影响极显著;②液体果胶酶在50℃,pH4.5,酶用量1∶3(1g壳聚糖∶3ml酶)时对D.D 80﹪的壳聚糖降解效果最佳,其中底物D.D对酶解效果影响极显著;③木瓜蛋白酶在pH4.0、酶用量25∶1(25g壳聚糖∶1g酶)时对浓度为1﹪、D.D为70﹪的壳聚糖降解效果最佳,其中pH值对酶解效果影响显著、底物D.D影响极显著。④单一酶实验基础上,作者尝试将纤维素酶分别与果胶酶、木瓜蛋白酶加以复合研究其对壳聚糖的降解条件及效果。实验表明:纤-果复合酶在47℃、pH5.0、加入总酶活1245U、二酶加入酶活比2∶1(纤维素酶∶果胶酶)、且纤维素酶先5min加入时水解效果最佳,其中酶活总加入量对降解作用影响显著;⑤纤-木复合酶在45℃、pH4.75、加入总酶活1245U、二酶加入酶活比3∶1(纤维素酶∶木瓜蛋白酶)、纤维素酶先10min加入时水解效果最佳,其中反应差时、总酶活加入量及二酶的加入酶活比对降解效果影响极显著。
以粘度下降率、还原糖生成量、产物的平均分子量变化三个参数为对比指标,将五种酶对壳聚糖的降解效果进行比较,并按优劣排序如下:纤维素酶>纤-果复合酶>纤-木复合酶>果胶酶>木瓜蛋白酶,最终确定纤维素酶为本实验降解壳聚糖的最佳酶选。
将纤维素酶参与降解制备的壳寡糖产物分别以有机溶剂分级分离、阳离子交换树脂柱层析、超滤分离三法进行分离,后以HPLC对分离产物进行检测。结果表明纤维素酶能有效降解壳聚糖,产物平均分子量约为1000u,其中2~8糖产量约为60﹪;超滤分离法获得的2~6糖产物最多,其中壳五糖产量占11.17﹪。
将超滤法分离制备的产物冷冻干燥后,测其部分理化特性,并将之与壳聚糖原料的相关理化指标做了对比。