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甲壳素低聚糖的制备及其生理活性的研究

作　者: 杜世振
导　师: 薛长湖
学　校: 中国海洋大学
专　业: 水产品加工与贮藏
关键词: 甲壳素低聚糖酶法水解抗氧化活性血管紧张肽转移酶(ACE) 抑制活性
分类号: TQ28
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

甲壳素是地球上储量仅次于纤维素的第二大可更新的有机资源，而且我国利用虾蟹壳等水产加工废弃物进行甲壳素的工业化生产具有丰富的原材料优势。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物，是自然界唯一的天然阳离子多糖。同甲壳素和壳聚糖的大分子相比，甲壳低聚糖水溶性好，无毒，易被人体吸收。大量的研究表明，甲壳低聚糖具有抗肿瘤、增强免疫力、抗菌、保湿及促进植物抗逆生长等多种生理功能，在功能食品、医药保健、日用化妆品、农业等领域具有良好的研究价值。由于甲壳素具有不溶性，有关甲壳素低聚糖的制备的研究停滞不前，目前仍采用非均相水解方式，水解效率低，而且对甲壳素低聚糖的生理活性的研究也落后于壳寡糖。我们已经发明了水溶性甲壳素的制备方法，因此可以在均相条件下进行甲壳素低聚糖的制备。这对于开发甲壳质低聚糖产品，并充分研究其生理活性具有重要意义。本文使用甲壳素非专一性酶纤维素酶和果胶酶水解水溶性甲壳素制备了甲壳素低聚糖，并分析了水解产物的脱乙酰度、聚合度等理化指标，还研究了不同脱乙酰度甲壳低聚糖的抗氧化作用和ACE抑制作用。采用纤维素酶等非专一性酶进行低聚糖的制备，具有水解条件温和，反应过程和产物易于控制等优点，并且使用商品化的非专一性酶使得制备成本大幅下降，现在已被用于壳寡糖的大规模制备。但是目前尚没有采用非专一性酶均相条件下通过降解水溶性甲壳素来制备甲壳素低聚糖的研究报道。本论文使用纤维素酶和果胶酶制备甲壳素低聚糖，以还原糖含量来测定水解程度，确定纤维素酶最佳水解条件为：pH 6.3、55℃、24h，纤维素酶：底物为1：10(w／w)；果胶酶的最佳水解条件为pH 5.1、55℃、36h，果胶酶：底物为1：10(w／w)；同时加入等量纤维素酶和果胶酶的复合酶体系的最佳水解条件为pH 6.0、55℃、12h，复合酶：底物为1：10(w／w)。复合酶和纤维素酶对水溶性甲壳素的水解效甲壳素低聚糖的制备及其生理活性的研究果明显优于果胶酶，但复合酶没有表现出显著的互补效应。纤维素酶、果胶酶和复合酶制备的甲壳素低聚糖(MW<6KDal=的回收率分别为68.2%、52，3%和72.7%。对水解产物的脱乙酞度的研究发现，水解前后甲壳素的脱乙酞度不会发生变化，水解产物的IR谱图中也表现出乙酞氨基的特异吸收，因此采用纤维素酶制备甲壳素低聚糖是完全可行的。采用TLC、Bio一GelP6凝胶过滤、HPLc和TOF一MS对水解产物进行了聚合度分析，结果表明采用纤维素酶可以制备出(GlcNA。)6一:的具有独特生理活性的较高聚合度的甲壳素低聚糖，而且产物中的GlcNAc的含量很低。目前对脱乙酞度较高的壳寡糖的生理活性的研究较多，对较低的脱乙酞度特别是脱乙酞度小于50%的甲壳素低聚糖的生理活性的研究报道很少。本论文采用纤维素酶水解制备了不同脱乙酞度的甲壳低聚糖 (COSI，D.D.32%;COS 11，D.D.49%;COSlll，D.D.95%)，并研究了这三种低聚糖的体外抗氧化活性和ACE抑制活性。结果发现，甲壳低聚糖具有清除超氧阴离子自由基(0厂)、轻基自由基(·OH)和抑制脂质过氧化的能力，其中对超氧阴离子自由基的清除效果最佳。甲壳低聚糖的上述三种抗氧化活性受其脱乙酞度和发光体系中的浓度影响较大。在三个样品中，COSlll对超氧阴离子自由基(O厂)、轻基自由基(·OH)的清除能力和对脂质过氧化反应的抑制能力都是最好的。本论文的研究结果表明，甲壳低聚糖对血管紧张肤转移酶(ACE)具有抑制作用，并且这种抑制作用也与甲壳低聚糖的浓度和脱乙酞度有关。COSI、COS 11和COSlll的TIA值(每克样品能抑制的ACE酶活单位的量)分别为0.121 mu/g、0.175 mU/g和0.448 mU/g，可见含有较多一NHZ的COSIn的抑制效果最佳。

甲壳素低聚糖的制备及其生理活性的研究

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