固定化酶生产壳寡糖的研究【开题报告】

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1、毕业设计开题报告食品科学与工程固定化酶生产壳寡糖的研究一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义壳聚糖是在自然界中广泛存在的天然高分子化合物,每一年的生物合成量在百亿吨以上。壳聚糖在经过适当的方法降解后可得到Mn在2000～3000的壳寡糖。壳寡糖又名几丁寡糖,学名为（β-1,4-寡聚-葡萄糖胺）,是以壳聚糖作为原料,经生物技术降解而成的,其功效是壳聚糖的数十倍。研究表明,壳聚糖(chitosan)经降解后得到的壳寡糖(chitooligosae—ehafide，cos)具有一系列的优良性质:有良好的水溶性，易被生物机体吸收，而且无毒、无热源、无变异性，并且具有独特的生理活性,在

2、农业[1]、生物医药[2]、日用化妆品[3]以及食品工业上都具有明显的作用并得到了广泛的应用。目前，每年的壳寡糖需求量在6000吨以上。在目前，壳寡糖的制备主要市通过对壳聚糖的降解获得，制备的方法有化学法、酶解法以及物理法。在壳聚糖的降解方法中采用化学法降解寡糖的得率低,产物分离困难,并且对环境污染严重,已被逐渐淘汰；酶降解法以其寡糖得率高，降解过程容易控制，反应条件温和以及对环境无污染等优点而成为了进行壳聚糖降解的最首选的途径[4]。壳寡糖研究和开发的课题是属于国际上新兴的生命科学和化学的交叉前沿学科——糖生物学与糖工程研究的新领域。壳寡糖是现在生物制药技术的一个亮点,其科研和开发主要

3、集中在日本、韩国等国家,我国对该产品研究的起步较晚,在近年来的研究趋于活跃。张文清采用了NaCl/H2O2协同氧化制备壳寡糖的方法取得了非常好的效果[5]。在2002年8月,山东省南海的得贝公司利用复合酶法制备壳寡糖的生产线正式投产,壳寡糖在我国首次实现了产业化生产。作为一类新的生理活性物质，寡糖具有抑制病毒、细菌、真菌的作用，同时对肿瘤细胞也有抑制作用，因此在植物生长调节以及抗病、畜牧养殖等方面的应用具有很大的潜力，功能性寡糖的开发与研究在国际上已经发展成为一个涉及医学、化学、工程等多门科学，应用于农业、医药、饲料、食品等各领域的重要产业。如果能寻求到一种价格低廉、且水解效果好的非专一

4、性酶来代替专一性酶，并且进一步地优化其水解的条件，将会有望在近期内让用酶法生产功能性壳寡糖成为可能。可以预见，在随着人们对壳聚糖降解机理以及降解条件的进一步研究，具有高生理活性的壳寡糖将会在不久的将来逐渐实现商业化。目前有关于壳聚糖酶的研究以及进一步的开发利用已成为了壳寡糖生产与应用的关键与瓶颈。虽然现在壳聚糖酶已经实现了商品化，但是由于原始菌株生产壳聚糖酶的能力仍然较低，使壳聚糖酶的来源有限，生产成本高，这些问题都成为了限制壳寡糖应用的瓶颈。同时，现有的商品壳聚糖酶在热稳定性等方面还不足以满足大规模降解壳聚糖的工业化生产需求。所以，一方面需要继续地寻找在不同微的生物来源中的壳聚糖酶，另

5、一方面则须要对现有的壳聚糖酶菌株进行基因工程的改造，以望获得高产壳聚糖酶菌株。由于壳聚糖酶的稳定性不高，寿命短，而且无法进行循环使用，在生产过程中的应用受到了极大的限制。壳聚糖酶在通过了固定化之后其稳定性得得到了提高，并且可以进行循环使用，因此在壳聚糖酶的应用与研究当中，固定化是一个非常重要的研究方向。本文以实验室自主筛选获得的菌种BacillusthuringiensisZJOU-010作为研究对象，采用了DEAE纤维素交联法来固定此壳聚糖酶，针对酶固定化的条件及所得固定化酶的性质分别进行了考察，最后进行产酶条件的优化，确定最佳产酶条件，希望能为壳寡糖的工业化生产奠定一定的基础。二、研

6、究的基本内容，拟解决的主要问题：研究的基本内容：研究的课题是固定化酶生产壳寡糖的研究。本文以实验室自主筛选获得的菌种BacillusthuringiensisZJOU-010作为研究对象，采用了DEAE纤维素交联法来固定此壳聚糖酶，针对酶固定化的条件及所得固定化酶的性质分别进行了考察，最后进行产酶条件的优化，确定最佳产酶条件，希望能为壳寡糖的工业化生产奠定一定的基础。拟解决的主要问题：（1）固定化壳聚糖酶的制备条件优化（2）固定化酶反应条件的优化三、研究步骤、方法及措施：1.选定课题，并通过阅读图书馆书籍，数据库期刊杂志和互联网上的相关资料，掌握大量国内外与本课题相关的信息，进行归纳和分

7、析.2.结合文献资料，制定实验方案，进行预习实验，根据预习实验的结果，深入进行课题的研究。3.整理试验数据，进行结果分析，完成论文。四、参考文献[1]　Freepons.Plantgrowthregulatorsderivedfromchitin[P].US4964894,1990.[2]　SuzukiS,SuzukiK,TokoroA,etal.ImmunopotentiatingeffectofN2acetyl2chitolig