开题报告样板

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1、不同分子量水溶性壳聚糖的制备——氧化降解法1课题来源实验室研究2研究的目的意义及主要内容2.1目的意义2.1.1壳聚糖简介壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰几丁质、聚氨基葡萄糖、可溶性甲壳素，是由甲壳素经脱乙酰反应转化变成的分子量为12~59万的生物大分子。壳聚糖是天然糖中唯一大量存在的碱性氨基多糖，具有许多特殊的物理化学性质和生理功能，在纺织、印染、造纸、食品、化工、环保、农业及医药等领域都有很高的实用价值。2.1.2壳聚糖及壳低聚糖功能壳聚糖可抑制细菌、霉菌生长，因此常加于腌制食品中或用于海产(虾)、水果(荔枝、猕猴桃)的保鲜。但是壳聚糖分子量很大，不能直接溶于水，

2、其实际应用功能受到了很大的限制。因此，只有在分子量及其分布降低到一定程度时，壳聚糖的许多独特功能才表现出来。低聚壳聚糖不仅保持了壳聚糖大分子所具有的某些功能性质，如降低胆固醇、降血压、防治糖尿病、强化肝脏机能等等，而且还具有许多高分子量的壳聚糖所不具备的独特的生理功能，如保湿性、免疫调节、防癌、调节肠道茵群、功能性甜味剂、作为营养强化剂的载体等等。因此，选择适当的方法对壳聚糖进行降解，并控制其分子量及其分布就显得尤为必要。因此，低分子量壳聚糖的开发具有重要而实用的意义。2.1.3降解主要方法壳低聚糖目前在国内外已经用于各个行业中，寻找能够规模生产具有生物活性壳低聚糖的方法

3、和途径是目前甲壳素化学研究的热点和难点。现在制备壳低聚糖的工业化方法主要有物理降解法和化学降解法。物理降解法包含辐射法，光降解法，微波降解法，超声波降解法等。化学降解法主要是酸降解法和氧化降解法，还有酶降解法。这些降解方法中，酶降解法不发生副反应，反应条件温和，工艺较易控制，但是酶价格昂贵，不易实现规模化；酸水解法的优点是价格低廉，操作简单，7缺点是反应难以控制，得到的低分子量壳聚糖的分子量分布难以控制，并且对环境污染严重；辐射降解成本低，反应易控制，无污染，产品品质高，降解后壳聚糖的生物相容性不受影响，但γ射线辐射容易引起一些交联和歧化反应，需要进行进一步的研究。氧化降

4、解法是近年来国内外研究比较多的壳聚糖降解方法，其中的H2O2氧化降解因成本低、降解速度相对较快、产品分子量低且分布窄，无残毒、易实现工业化而倍受关注。2.2研究的主要内容本次研究主要内容是通过粘度的测定，分子量的测定与计算以及红外表征，探讨酰化改性，过氧化氢氧化降解制备不同分子量水溶性壳聚糖时的各种影响条件（包括pH值、过氧化氢的浓度、温度、反应时间、乙酰化度等），从而寻求一种有效的制备不同分子量水溶性壳聚糖的方法。3国内外研究现状及发展趋向3.1研究现状氧化降解是现阶段研究和生产最多的一种方法，其优点是成本低、易处理、无残毒、易于实现工业化生产。据文献报道，覃彩芹[1]

5、等人在研究中发现，采用2%HAc溶液作为介质，H2O2用量(与糖单元摩尔比)2.0、75℃条件下反应7h，可以获得平均分子量为3500的低聚壳聚糖产品；同时发现壳聚糖脱乙酰度越高，越容易降解。刘大同[2]等在非均相条件下，H2O2用量2.5%、40℃反应近24h后，将分子量为60万的壳聚糖降低到2~4万。随着研究的深入，冯小强[3]等发现在1%壳聚糖溶液中，在催化剂存在条件下，加入适量H2O2溶液，调节pH值3~5进行反应；也可以将壳聚糖溶液pH调节到11.5，控制70℃左右，分批加入一定量35%的H2O2溶液进行反应，采用H2O2氧化法可得到相对分子质量为2000左右的

6、低聚壳聚糖。楼陈钰[4]等发现降解产物分子量分布随降解温度升高变宽，而反应时间的延长，过氧化氢用量的增加，壳低聚糖的分子量分布(PD)变窄。邢树文[5]还发现，在0.004％~1.0％的次氯酸钠及0.01％~3.5％的过氧化氢溶液中加人适量盐酸，处理壳聚糖，甚至可以可得到分子量为600的低聚壳聚糖！郭峰[6]等研究发现，反应时间对产品的颜色和产率影响最大，一般以6h为宜；反应温度一般以60~70℃为宜，温度太高会使部分壳聚糖炭化；双氧水的浓度一般以3%~10%为宜，浓度过高会影响产物的颜色和产率；酸性介质HAc的浓度一般在1%~5%之间即可，酸度太大对降解不利。7由文献可

7、知，壳聚糖的氧化降解条件研究较多，但主要是针对高脱乙酰度的原料壳聚糖进行的降解。对酰化改性后的降解研究却鲜有报道。本次研究就是考察酰化改性后的壳聚糖的降解条件，以及与高脱乙酰度的原料壳聚糖的降解对比。关于壳聚糖酰化改性，可根据文献[17]所述方法，在壳聚糖醋酸溶液中加入甲醇和醋酸酐可以得到。3.2发展与展望低聚壳聚糖由于其独特的生理活性而受到人们越来越多的关注。目前，国内对H2O2氧化降解法研究较多，但是降解过程伴随的副反应还需要探索出有效的遏止方法，另外必须注意氧化降解对产品活性的影响以及是否存在残留的H2O2对食品安全性产