探索魔芋葡甘聚糖微球的制备及其固定化酶研究

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1、天津大学硕士学位论文魔芋葡甘聚糖微球的制备及其固定化酶研究姓名：王贵华申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：何志敏2002.1.11盔鲨丛堂堕±堂堕堡塞一——摘要

2、。，／天然产物是一类具有特殊结构和特殊活性的有机化合物，在增强生物的竞争性，使其能持续生存方面起着重要的作用。近年来，对天然产物的研究突飞猛进，尤其是目前人类对自然资源的不合理应用和对生态环境的同益破坏，而最终导致天然产物的化学多样性和生物多样性日益减少的状况。其中，魔芋葡甘聚糖就是一种常见的天然产物，它不能被人体消化酶分解，具有十分优越的胶凝性、增稠性、流变性和生理学效应，非常具有研究和开发价值。目前人们对魔芋葡甘聚糖的研究

3、重点还仅仅局限在食品领域，尚未在其它领域深入研究，本文旨在探索魔芋葡甘聚糖新的应用途径。以魔芋葡甘聚糖为基本材料，通过乳化分散法和脱乙酰作用制备魔芋葡甘聚糖微球，对微球结构和成球机理进行了深入分析，并进行了相应的改性研究。经扫描电镜(SEM)分析，得到的微球分散性好、球形度理想、强度适中，同时溶胀性也较好，这就为其应用研究奠定了基础。制备微球的最适工艺条件为：魔芋葡甘聚糖的浓度为2．5％，油水相比为3：1，分散剂用量为1．25％，乳化温度为60"C，反应温度为100"C，反应时间为l小时，洗涤溶剂为丙酮。借助扫描电镜照片，对微球结构、形态进行了全面分析比较；利用其红外谱图，分析了魔芋葡甘聚糖

4、成球机理。为了考察微球的应用性能，将其用于固定化木瓜蛋白酶的研究，以明胶作为反应底物，全面系统地研究了固定化对酶活的影响。l就木瓜蛋白酶的热稳定性而言，实验结果表明，木瓜蛋白酶对温度很敏感，准天然状态下极易失活，而经固定化后，其热稳定性有很大程度的提高，热失活明显减少。该天然酶在水溶液中最终完全失活，而在固定化后可保留一定的残余活性(n)。酶热失活动力学研究表明，木瓜蛋白酶在天然状态和固定化后在水溶液中的热失活均遵循一级失活模型。随着温度的升高，木瓜蛋白酶的失活速率常数n或岛逐渐增大，旺有所降低。当体系温度相同时，固定化酶的屯值均比天然状态的虬小。由热力学分析可知，木瓜蛋白酶在固定化后与天然

5、状态相比，活化自由能4G+增加了1．61％，而活化熵4S*和活化焓4Ⅳ+则分别减小为原来的21．5％、18．65％，从而使酶的热稳定性平均提高了I．6一1．9倍。r关键词：魔芋葡甘聚糖，固定化，木瓜蛋白酶，微球＼一‘，L，r‘一一I一大津人学硕’}．学位论文ABSTRACTNaturalproduct，akindoforgamccompoundwithspecialstructureandspecialactivity，playsanimportantroleinstrengtheningtherivalrousnessandsustainingexistenceofbiology．Atpr

6、esentbecausenaturalresourcesarenotappliedreasonablyandecologicalenvironmentisdestroyedseriously,whichdecreaseschemicaldiversityandbiologicaldiversityofnaturalproduct，thestudyonnaturalproductshouldbemadegreatstrides．Konjacglucomannan(KOM)．akindofcommonnaturalproduct、Ⅳitllpreferablegelatification，thi

7、ckeningactivity,theologicalpropertyandphysiologicaleffect．isnotdecomposedbythedigestiveenzyme．111epresentstudyonKGMismainlylimitedinthefoodfield．AnewapplicationofKGMwillbeexploited．KGMmicrosphereswerepreparedbyemulsification-dispersionanddeacetyla-tion．alsorelevantmodificationiSstudied．Sophericitya

8、ndsurfacetexturewereinvestigatedbyscanningelectronmicroscope(SEM)．SwellingdegreeofthemicmsphereatdifferentbuffersolutionswithdifferentpH(1，3，5，and7)WaSmeasuredandcompared．Theoptimalprocessingconditionisthef