pepsin-catalyzed chitosan hydrolysis and its hydrolysis mechanism论文

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1、学校代码10530学号2011000001分类号Q814.9密级公开硕士学位论文Pepsin-catalyzedChitosanHydrolysisandItsHydrolysisMechanism学位申请人BiFouaClaudeAlainGohi（叶问）指导教师曾虹燕教授学院名称化工学院学科专业化学工程与技术研究方向生物化工二零一四年四月万方数据Pepsin-catalyzedChitosanHydrolysisandItsHydrolysisMechanismCandidateBiFouaClaudeAlainGOHI（Yewen）Supervisor

2、ProfessorHong-yanZENGCollegeChemicalEngineeringProgramChemicalEngineeringandTechnologySpecializationBiochemicalEngineeringDegreeMasterofScienceinBioengineeringUniversityXiangtanUniversityDateApril,2014万方数据湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其

3、他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据摘要壳聚糖因其具有良好的性能，被广

4、泛应用于医药、农业、食品、造纸、印染和日化等领域，成为21世纪重点开发的生物新材料。胃蛋白酶能高效降解壳聚糖且便宜，易于工业化。因此，研究胃蛋白酶对壳聚糖的水解特性能够对酶的化学本质、壳聚糖的化学特性做出深入的了解，有助于探讨胃蛋白酶水解壳聚糖反应动力学机理，为水溶性低聚糖的工业生产及应用提供理论指导。胃蛋白酶纯度检测表明，胃酶抑素对胃蛋白酶的半抑制剂浓度为1/4(M/M)，当该浓度达到1时，胃酶抑素对胃蛋白酶完全抑制，表明该胃蛋白酶为单一高纯度化合物。通过调节反应体系pH值、温度、底物浓度和酶-底物比例，对胃蛋白酶催化壳聚糖(C6H11NO4)的水解反应进

5、行研究。结果表明，当体系反应温度为o25C时，壳聚糖水解的pH值范围是1.5~6.0，pH值通过控制壳聚糖的溶解度对胃蛋白酶水解壳聚糖反应发挥至关重要的作用。在单因素考察基础上，进一步运用响应面法优化胃蛋白酶水解壳聚糖反应工艺参数，得其最佳水解条件为：系统o初始pH4、温度47C、胃蛋白酶浓度0.011g/L以及酶-底物比为1/100，反应70min时，该反应的水解收率较单因素优化条件所得收率高出10%。壳聚糖水解产物经FT-IR、UV-Vis和SEM分析鉴定，可较好的水解成壳低聚糖和低分子量的壳聚糖，商业价值更高，可用于生物材料、农业、医药以及食品工业中。

6、在前期实验基础上，进一步开展了胃蛋白酶水解壳聚糖动力学研究。在系统o初始pH4、温度47C、胃蛋白酶浓度0.011g/L和酶-壳聚糖比为0.22~2g/L条件下，根据中间产物理论，充分考虑底物对胃蛋白酶水解壳聚糖动力学影响的基础上，探究了胃蛋白酶催化水解壳聚糖的反应机理和底物抑制动力学模型。采用非线性拟合方法对所得模型进行了拟合，求动力学模型参数值。结果表明，当底物初始浓度为0.22~1.10g/L范围内，酶解反应无底物抑制；当其在1.10~2.00g/L时，酶解反应过程出现底物抑制，符合底物抑制动力学模型。通过动力学经验方-1-1程计算所得反应动力学常数K

7、S=4.2760g/L，k2=18.6637min，k3=0.0236min，该模型理论值与实验值基本吻合，实验拟合相对误差为3.02%(小于10%)，说明该模型可有效的用于该反应过程的预测。壳聚糖广泛应用于以满足某些特殊的功用与需求。壳聚糖微球的包合效率随壳聚糖结合化合物的种类及特性而有所改变。可通过胃蛋白酶水解壳聚糖调控制备所需的壳聚糖颗粒的大小进行调控以达到制备符合不同需要的微球种类以满I万方数据足各种临床要求。很多治疗药剂比如干细胞、抗糖尿病药、抗癌药、消炎药、抗生素、抗血栓药、蛋白质、氨基酸、利尿剂等均可通过壳聚糖微球负载而实现药物可控缓释或者药物

8、培养。结果表明壳聚糖在很多领域中有着相当大的应用潜力