低分子壳聚糖的制备和评价酶解

文摘

目的:这项研究的目的是制备低分子壳聚糖使用酶解技术。材料与方法:高分子量壳聚糖降低低分子量用纤维素酶和果胶酶。准备的后评估的低分子量壳聚糖粘度平均分子量(使用奥斯特瓦尔德粘度计),物理化学参数和傅里叶变换红外光谱仪(ir)分析。结果:发现纤维素酶和果胶酶结合有效地降解壳聚糖生产低分子量壳聚糖和在结构没有显著差异,而不是由FTIR-spectroscopic研究分子量如图所示。低分子量壳聚糖粘度平均分子量的15 KDa酶解制备的纤维素酶和果胶酶在5小时的反应时间。结论:酶解是有效和安全的方法在聚合物的分子量壳聚糖的降解。

关键字

酶解;纤维素酶;Molecularchitosan;粘度

介绍

壳聚糖是甲壳素的脱乙酰作用,产生的商业组成的β-(1 - 4)与2-amino 2-deoxy -D-glucopyranose 2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranose。壳聚糖已经收到了广泛的关注独特的应用在食品、医药、化妆品、农业和医药领域。壳聚糖溶于稀酸,其解决方案,然而即使在低浓度(0.1% - -0.3%)是水不溶性,具有高粘度和可疑的苦涩涩的味道,这也限制了其在实践中使用。低分子量壳聚糖(LMWC)已成为一个越来越感兴趣的话题。低分子量壳聚糖溶解在中性水溶液高于高分子量壳聚糖,从而拓宽其应用程序,如抗菌、抗真菌和抗肿瘤剂(1- - - - - -4]。

低分子量壳聚糖(LMWC)可以由壳聚糖的化学或酶解聚。化学方法可以由酸性或氧化解聚。酸解聚是使用高浓度的盐酸、磷酸、硫酸酸。基于酶的方法是通过特定的酶,如酶以及[5- - - - - -7)或使用非特异性酶(8,9]包括溶菌酶、多种纤维素酶、脂酶、amlyases木瓜蛋白酶和果胶酶10- - - - - -15]。

物理和化学方法的缺点

然而化学降解一些缺陷,包括严厉的水解条件下,低收益率化学改性葡萄糖环。物理降解壳聚糖需要特殊的设备,由此产生的分子量不能控制(16- - - - - -17]。

低分子量壳聚糖的优点

•低分子量壳聚糖溶解在中性水溶液高于高分子量壳聚糖。

•高分子量壳聚糖的特点是可疑的苦涩涩的味道,这限制了它的使用。水溶性低分子量壳聚糖没有苦味。

•低分子量壳聚糖的平均分子量5 - 20 K Da具有增强functional-biochemical意义。5 - 10 K Da显示强劲增长的抑制作用在几个病原体包括镰刀菌素oxyporum, Phomopsis fukushi,链格孢属交替(18]。

•平均分子量超过5 KDa阻止胆固醇喂养的大鼠的血清胆固醇的丰富饮食为14天

•低分子量壳聚糖也能够降低患结肠癌的早期肿瘤前期标记致癌作用[18- - - - - -23]。

•Chito-hexamer抑制Sacroma -180和Meth-A小鼠肿瘤的生长(18- - - - - -22]。低分子量壳聚糖用作抗肿瘤、提高免疫力代理。

材料和方法

使用的材料在低分子量壳聚糖的制备壳聚糖(HIMEDIA)乙酸(RANKEM),纤维素酶和果胶酶礼物示例(太阳发光药品)和氯化钠(Chemspure)。

通过酶解制备低分子量壳聚糖

壳聚糖1.0% (w / V)的解决方案是准备使用1% V / V醋酸,它的pH值约为3.0。上述解决方案添加了酶和孵化37°C与恒定搅拌(3 - 5小时19,20.]。水解后,酶灭活在1000°C 10分钟和pH值调整到12 2 M氢氧化钠沉淀聚合度高的产品(DP)。暂停是离心机;不溶残渣被双重蒸馏水和冻干给LMWC (表1)。

表1:通过酶解制备低分子量壳聚糖。

对制备低分子量壳聚糖的评价

平均粘度测定分子量奥斯特瓦尔德粘度计:粘度平均分子量决心通过奥斯特瓦尔德粘度计。本工作的混合物中使用溶剂10毫升的醋酸和20 mlof 0.5米和0.25米氯化钠(19]。实验进行了一式三份整合价值。粘度的平均分子量就从以下公式计算。

相对粘度

相对粘度增加(或特定粘度)的比率不同粘度(或流出时间)溶剂粘度(或溶剂流出时间)

降低粘度粘度(或数字)

固有粘度

固有粘度(η)可以定义:

通过绘制粘度浓度的函数的内在粘度可以通过外推估计聚合物溶液浓度为零。

Mark-Houwink方程:方程描述的依赖的固有粘度聚合物的相对分子质量(分子量)是:

在固有粘度(η),K和一个常量的值取决于聚合物和溶剂的性质以及温度,和M通常是一个相对分子质量平均水平。

外观:制备低分子量壳聚糖的外观进行了研究。

利用密度:准备的低分子量壳聚糖和壳聚糖原料重量,收集,涌入一个10毫升的量筒。该系统是利用从2.5厘米高100倍,然后壳聚糖和低分子量壳聚糖的体积测量。利用密度是通过使用下列公式计算:

体积密度:明显的体积密度决定通过将壳聚糖和低分子量壳聚糖量筒和体积和重量测定。

百分比压缩性指数:压缩是粉末体积的减少压力的能力。这是一个比较的方法来确定流属性和利用密度(大部分表2)。

表2:压缩性指数百分比。

准备的低分子量壳聚糖和壳聚糖是重,收集,倒在10毫升的量筒。该系统是利用100倍,然后填满壳聚糖测定的体积。是体积的比值在攻丝后填写量筒和体积了。

在V和签证官后样品的体积和攻丝前之用。

傅里叶变换红外光谱仪(ir)分析:低分子量壳聚糖红外光谱分析是用溴化钾片技术在4000 - 400 cm - 1的范围。所有的光谱被记录在室温下对45扫描分辨率4 cm - 1 (21- - - - - -23]。红外光谱研究是为了确认没有结构变化产生的低分子量壳聚糖壳聚糖相比正常。

对制备低分子量壳聚糖的评价

粘度测定平均分子量的壳聚糖:粘度平均分子量的壳聚糖,制备低分子量壳聚糖产品不同时间间隔的计算和描述的结果表3 - 5和图1 - 2。

表3:评价chitosan-average分子量的粘度。

表4:评估准备的低分子量壳聚糖通过纤维素酶和pectinase-5小时。

表5:总结LMWC粘度平均分子量的准备

K = 0.001424, = 0.96,η= (1115.8 + 716.42)/ 2 = 916

粘度平均分子量,Mv = 1123197哒

从表5很明显,增加反应时间与酶结合的纤维素酶和果胶酶显著降低壳聚糖的分子量。原料壳聚糖的分子量明显减少的1123197哒15 K哒5小时的反应时间。这得到低分子量壳聚糖产品被选中作进一步评价研究。

外观:准备的低分子量壳聚糖是白颜色的,适度的细粉。

利用密度:壳聚糖的开发密度,制备低分子量壳聚糖测定和描述的结果表6。

表6:比较高和低分子量的壳聚糖

体积密度:壳聚糖的体积密度,制备低分子量壳聚糖测定和描述的结果表6。

百分比压缩性指数:壳聚糖的压缩性指数和制备低分子量壳聚糖测定和描述的结果表6。

的表6下面说明了体积密度的结果,利用密度和卡尔的指数。从这些值,不同密度和卡尔指数低分子量壳聚糖和高分子量壳聚糖。很明显从卡尔指数结果,高分子量和低分子量壳聚糖流动性能差。

傅里叶变换红外光谱仪(ir)分析:红外光谱的研究制备低分子量壳聚糖进行了并与最初的壳聚糖。这些结果表明,主链的结构最初的壳聚糖和LMWCs是相同的。氨基氨基酸组有3440 cm - 1附近的一个特征峰,重叠的峰由于-哦。吸收峰的出现大约在2900 cm - 1被分配到ch2的不对称伸缩振动和强度的快速减少LMWCs可能是归因于降解后的壳聚糖水解。一个价格吗?斜面峰值约1660 cm - 1,这表明- c = O组有更多的机会形成较强的氢键,以及聚合物链的断开导致壳聚糖分子量的降低。结果表明,没有价格吗?不能区别的主要结构前后两个样品酶水解,但主要水解产物的分子量下降(图3)。

结果

壳聚糖的分子量明显减少了从15000年1123197 Da Da下酶解的方法利用纤维素酶和果胶酶酶5小时的反应时间。红外光谱研究表明,没有明显的结构除了分子量的变化。最初的高分子量壳聚糖的理化性质和低分子量壳聚糖如振实密度,体积密度和压缩指数进行了结果比较。发现纤维素酶和果胶酶的复合酶有效地降低分子量,而不是单独的酶。

结论

酶分子的方法减肥更安全,有效的物理和化学方法解聚。酶解纤维素酶和果胶酶可用于减肥的聚合物壳聚糖。

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