阜阳市段委会会长
范文一：凝结多糖的性质及其应用
食品科技
添加剂与调味品
FOODSCIENCEANDTECHNOLOGY
2009年第34卷第1
期
凝结多糖的性质及其应用
贾洪锋
(四川烹饪高等专科学校食品科学系，成都610072)
摘要：凝结多糖是一种新型微生物多糖。对凝结多糖的结构、性质及其在食品和其他领域的应用
作一介绍。
关键词：凝结多糖；性质；应用中图分类号：TS201.2文献标志码：A
文章编号：1005-9989(2009)01-0222-03
Propertiesandapplicationsofcurdlan
JIAHong-feng
(DepartmentofFoodScience,SichuanHigherInstituteofCuisine,Chengdu610072)Abstract:Curdlanisanovelbacterialpolysaccharide.Thisarticlereviewedtheresearchoncurdlanaboutits
structure，
propertiesandtheapplicationsofcurdlananditsderivatives.Keywords:curdlan;properties;application
凝结多糖(Curdlan)又称凝结胶、凝胶多糖、热1)，分子式为(C6H10O5)n，在0.3mol/LNaOH溶液中凝胶、可德胶，是一种中性微生物胞外多糖。其平均分子量在5.3×104～2.0×106ku之间[3]。葡萄1966年日本的Harada教授偶然发现从土壤中分离糖残基的聚合度一般大于250，平均聚合度大约为到的变异菌株Alcaligenesfaecalisvar.Myxogene450[4]。凝结多糖分子通过分子内和分子间的氢键(10C3K)可产生一种不溶的胞外多糖，即凝结多糖[1]。作用可形成复杂的高级结构，其主要高级结构是20世纪80年代，日本的Takeda化学工业公司开三螺旋形式，但是也存在其他的形式，分子间通发出食品级的凝结多糖。1996年12月，美国FDA过相互作用可形成纤维结构。
批准将其用于食品工业中[2]，在黄原胶和结冷胶之CH2OH
CH2OH
CH2OH
后，凝结多糖成为第3个被FDA批准用于食品的OH
微生物胞外多糖。鉴于其独特的理化性质，使其在食品、化工、和医药等领域得到了广泛的应用，OH尤其是其衍生物具有抗肿瘤和抗艾滋病病毒的作OH
OH
OH
用使凝结多糖成为一种潜在的新药资源。OH
OH
nOH
图1凝结多糖的分子结构[3]
1
凝结多糖的结构
凝结多糖是由400～500个D-葡萄糖残基通过2凝结多糖的构象
β-1,3-D-葡萄糖苷键构成的线性葡聚糖(结构如图
凝结多糖在溶液中存在3种形式的构象：单
收稿日期：2008-05-08
作者简介：贾洪锋(1981—)，男，硕士，助教，研究方向为食品微生物与发酵。
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·
2009年第34卷第1
期
食品科技
FOODSCIENCEANDTECHNOLOGY
添加剂与调味品
股螺旋、3股螺旋和无序卷曲，其存在的形式主要取决于水合作用、加热温度和溶液状态。
凝结多糖的旋光度、黏度和流动双折射等性质在NaOH浓度为0.19～0.24mol/L时会发生显著变化，在低浓度的NaOH溶液中(低于0.19mol/L)，凝结多糖分子倾向于形成更多的有序构象；当NaOH的浓度大于0.2mol/L时，凝结多糖完全溶解并且转变为无序卷曲的状态[2]。增加溶液中盐的浓度会使构象的转变在NaOH浓度更高时发生。在较低的碱溶液中，当聚合度大于25时，凝结多糖可形成有序构象，聚合度的增加使有序程度增加，当聚合度为200时达到最大值并保持恒定。在二甲基亚砜溶液中，一些非溶剂(如二氯乙醇、二氧杂环乙烷等)会使凝结多糖呈现有序的结构。3凝结多糖的性质3.1
基本特性
凝结多糖不溶于水、乙醇和大多数有机溶剂，
但易溶于可破坏氢键的物质的水溶液中，如碱性溶液(NaOH、磷酸三钠等溶液)、二甲基亚砜、甲酸、水饱和尿素、25%碘化钾等。
凝结多糖易被刚果红和苯胺蓝染色，而不被甲苯胺蓝和次甲基蓝染色，染色性稳定。染色性与凝结多糖的浓度、聚合度相关。
凝结多糖成胶条件单一，仅需加热就可成胶。同时凝胶具有很好的热稳定性，熔点高达140～160℃，130℃下长时间加热也不破坏胶质。
凝胶制品在经过冷冻处理后，凝胶强度和脱水率都会发生一定的变化，从而使产品的性质受到影响。Nakao等人[4]比较了凝结多糖、卡拉胶、琼脂胶和魔芋胶在进行冷冻处理后性质的变化，他们发现，凝结多糖的凝胶强度受冻融影响最小，经过冷冻、解冻处理后仍可以保持凝胶性质的稳定，具有较好的抗冻融性。
凝结多糖的凝胶具有极强的脂肪包容性，可作为良好的包载材料。将3%凝结多糖与玉米油混合液均质后在95℃加热10min，当含油量达到24%时，仍不会发生油分离，对含油凝胶进行压榨，油不会被除去而仅能除去水分，含油量可达85%。
3.2安全性和抗消化性
凝结多糖被FDA批准为食品添加剂主要是基于以下原因：(1)凝结多糖是由葡萄糖残基构成的葡聚糖；(2)没有特殊的毒性，生产菌为非致病菌和非
产毒菌；(3)相似的葡聚糖在食品中的应用有较长的安全史。通过一系列动物实验对凝结多糖的毒性进行评价，没有证据表明凝结多糖具有毒性和致癌性。同时由于凝结多糖不能被人体消化酶消化，没有营养价值，不会导致体重的增加，可制作低热量食品。
3.3凝结多糖的成胶特性
凝结多糖的水悬浮液在进行加热、酸中和、透析和挤压处理时都可以成胶，在不同条件下形成的凝胶的性质存在差异，可分为：高固定胶(high-setgel)、低固定胶(low-setgel)和钙凝胶(cal－ciumgel)。3.3.1
加热成胶
凝结多糖成胶条件单一，只需
将其水悬浮液进行加热即可成胶。凝结多糖的水分散体系(浓度2%以上)加热至55～65℃，再冷却至40℃以下可形成热可逆的低固定胶(low-setgel)，其凝胶强度较低，性质介于琼脂的脆性与明胶的弹性之间；在加热至80℃以上形成的高固定胶(high-setgel)是热不可逆的，结构坚实并具有高弹性，即使加热到130℃也不会回复为液态，且冷却后重新加热时也不会熔化[2-5]。高固定胶在加热到140～160℃时会急剧熔化，熔化温度与凝结多糖的浓度和聚合度成正比。熔化后的胶体溶液冷却时，在136℃重新形成凝胶，该凝胶具有比原来凝胶更高的强度，加热到180℃才熔化[6]。低固定胶和高固定胶的成胶机理有所不同。低固定胶的成胶机理可能是：较低温度下大多数凝结多糖分子以单螺旋存在，分子间通过氢键连接形成胶体结构[5]。随着加热温度的升高，这些氢键极易受到热的作用而被破坏，导致胶体的不稳定。高固定胶的形成是由于水不可逆的丢失和三螺旋的形成，其结构表现为由右手三螺旋和六螺旋链形成的周期为18.78魡的重复纤维结构，在进一步除去水分后会形成致密的六螺旋结构并使纤维的重复周期缩短为5.87魡[3]。由三螺旋和多螺旋分子形成的微纤维间通过疏水作用形成有序的网状胶体结构，随着加热温度的升高，疏水作用增强，交联强度增加，热稳定性增加。
3.3.2非加热成胶凝结多糖的碱溶液在用酸中和时可形成凝胶。其成胶机理是：凝结多糖分子伸展后分子内和分子间的氢键被破坏，而当用酸中和时体系中含有大量的可结合区域，分子间形成新的氢键，导致凝胶的形成。这样形成的凝胶与低固定胶相似，是热可逆的[7]。
·223
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添加剂与调味品
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2009年第34卷第1
期
凝结多糖的碱溶液通过透析时随着碱浓度的降低可形成热可逆的凝胶。对非加热凝胶进行压制除去部分水分后可得到干燥薄膜，薄膜吸水后可再形成凝胶，且凝胶强度增加。在有钙离子存在时，凝结多糖在碱溶液中可形成弹性凝胶(calciumgel)，硬度和脆性与海藻酸钙形成的凝胶相似[8]。4凝结多糖的应用
4.1
凝结多糖在食品中的应用
凝结多糖在食品中的应用可分为两类(如表1)：(1)作为食品添加剂，可以极大的提高食品的品质，改善食品的口感；(2)作为食品的组分，可以开发新型食品。
表1凝结多糖在食品中的应用应用范围
作用
用量
面中华面、切面等面食、荞麦增强面制品的硬度弹性、
0.3%～1%(善口感、黏度等，改
通
、减少煮烂常为0.4%)
水产熟制品肉糕、鱼肉糜(鱼)增强弹性和成形性耐嚼，保水性、
0.1%～0.5%
香肠餐肉、、火腿汉堡包等、午保水保油，改善结
构，提高嫩度和弹0.25%～0.5%
肉制品性
作为食减少汁液流失品添加
汉堡包、炸鸡
口感柔嫩、使
0.3%～0.5%剂蛋糕、糕点
奶酪饼等
保湿保鲜和保形0.1%～0.4%冰淇淋提高保形性，改善
口感0.1%～0.3%冷冻食品改善结构，耐冻融性，降低冻融后的
0.5%～1%
失水
甜食抑制脱水色拉酱增稠剂、稳定剂制作豆腐面腐、片状食品
、豆热凝性，保形性3.5%作为食食用膜、肠衣
成膜性，耐热性
30%～100%品组分
果冻凝胶性，保水性，
抗加热和冷冻
1.0%～5.0%
加工食品类似物凝胶性1.0%～10%
低热量食品
抗消化性
4.2凝结多糖及其衍生物在其他方面的应用
近年来的研究发现，凝结多糖的硫酸化衍生物(CurS)具有抑制艾滋病病毒(HIV)的作用，与常规的抗艾滋病病毒药物相比，CurS具有抗HIV活性高、抗凝血作用小的优点，使其成为一种极具潜力的抗艾滋病药物[9]。同时CurS具有抗凝血的作用，抗凝血活性是肝磷脂的100倍。由于肝磷
·224
·脂具有副作用，因此CurS是一种很好的替代品[10]。羧甲基化的凝结多糖和其他衍生物具有抗肿瘤的活性，用凝结多糖可以制得抗肿瘤制剂。凝结多糖的衍生物可作为口服药物的载体以增加药物的利用率和稳定性[11]。研究发现[12]，在pH3～5和pH7～9的条件下，凝结多糖可以抑制油脂的自动氧化，完全可代替TBHQ作为食品的抗氧化剂。用凝结多糖和活性炭的混合物作为吸附剂，对溶液中的Cu2＋、Mn2＋、Pb2＋和Cd2＋离子具有较好的吸收能力，这种吸附剂在去除中药中的重金属及在食品、饮料方面具有很好的应用前景。5
结语
作为一种新型微生物胞外多糖，凝结多糖具有极大的开发前景。国外对于凝结多糖的研究进行得较早也较多，已经实现了工业化生产。然而，国内的相关研究还较少，主要侧重于凝结多糖的发酵工艺、提取纯化和菌种选育等方面，还未实现规模化的工业生产，极大的限制了凝结多糖产业的发展，因此加强对凝结多糖的研究和开发是十分必要的。
参考文献：
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食品科技
2009年第34卷第1
期
FOODSCIENCEANDTECHNOLOGY
添加剂与调味品
纳米稀土复合超强酸催化
合成菠萝醛
张福捐，盛淑玲
(许昌学院化学系，许昌461000)
摘要：以纳米稀土复合超强酸La3+/SO2-4/TiO2为催化剂，通过己酸和丙烯醇反应合成菠萝醛，考察
各种因素对酯化率的影响。实验结果表明，纳米稀土复合超强酸La3+/SO2-4/TiO2是合成菠萝醛的绿色催化剂，最佳反应条件如下：酸醇物质的量比为1∶1.6，催化剂用量为1.5g，带水剂15mL，反应时间2.5h，此时酯化率可达91.3%，并且催化剂可以多次重复使用。关键词：纳米稀土复合超强酸La3+/SO2-4/TiO2；绿色催化剂；菠萝醛；催化合成
中图分类号：TS201.2
文献标志码：A
文章编号：1005-9989(2009)01-0225-03
Catalyticsynthesisofallylcaproatebynanometerrareearthcomplex
superacid
ZHANGFu-juan,SHENGShu-ling
(DepartmentofChemistry,XuchangUniversity,Xuchang461000)
Abstract:Allylcaproatewassynthesizedfromcaproicacidandpropenolusingnanometerrareearthcomplex
superacidLa3+/SO2-4/TiO2ascatalyst.Theinfluencingfactorsofthereactionwereinvestigated.Theresultsshowedthatthenano-La3+/SO2-4/TiO2isagreencatalystforsynthesizingallylcaproate.Theoplimalconditionswerefoundasfollows:molarratioofacidtoalcoholwas1∶1.6,theamountofcatalystwas1.5g,thetakingwaterreagentwas15mL,reactiontimewas2.5handyieldofallylcaproatecouldreach91.3%,andthecatalystcanbereusedformanytimes.
Keywords:nanometerrareearthcomplexsuperacidLa3+/SO2-4/TiO2;greencatalyst;allylcaproate;catalytic
synthesis
收稿日期：2008-05-29
基金项目：河南省科技厅自然科学基金项目(0511020500)；河南省教育厅自然科学基金项目(2007150037)。作者简介：张福捐(1956—)，男，河南鄢陵人，教授，主要从事应用化学及纳米催化合成研究工作。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
antithromboticactionsofasemisyntheticβ-1,3-glucan255-259
sulfate[J].ThrombosisResearch,1995,78(3):201-210[12]KishkYFM,Al-SayedHMA.Free-radicalscavenging
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·
范文二：多糖在食品应用方面的性质
1 淀粉的物理性质
淀粉根据其分子形状可分为直链淀粉和支链淀粉，支链淀粉是由α-1，4 葡萄糖苷键连接的线性葡聚糖，二支链淀粉是由α-1，4 和α-1，6 糖苷键连接的具有分支结构的葡聚糖。 直链淀粉在水溶液中并不是线性分子，而在分子内氢键的作用下分子链卷曲成螺旋状，每个螺旋含有6 个葡萄糖残基。在显微镜下，淀粉都是形状和大小不同的透明颗粒，其形状有圆形、卵形（椭圆形）、多角形等三种。不同淀粉的淀粉粒的形状不相同，马铃薯淀粉粒的形
状为卵形，玉米淀粉粒的形状为圆形和多角形，稻米淀粉粒的形状为多角形。不同淀粉粒不仅颗粒形状不一样，其大小也不相同，不同淀粉粒平均颗粒大小为：马铃薯淀粉粒65μm，小麦淀粉粒20μm，甘薯淀粉粒15μm，玉米淀粉粒16μm，稻米淀粉粒5μm。就同一种淀 粉而言，淀粉粒的大小也不均匀，如玉米淀粉粒中最大的为26μm，最小的为5μm。在常见的淀粉中马拉松淀粉的颗粒最大，稻米淀粉的颗粒最小。支链淀粉易分散在冰水中，而直链淀粉不易分散在冰水中。天然淀粉粒完全不溶于冷水。在68-80℃时，直链淀粉在水中溶胀 而形成胶体，支链淀粉则仍为颗粒，但是，一旦支链淀粉溶解后冷却则不易析出。 2 淀粉的化学性质
① 与碘反应：
直链淀粉与碘反应呈棕蓝色，而支链淀粉与碘反应呈蓝色，糊精与碘的反应随分子质量的减小，溶液呈色依次变化为：蓝色-紫色-橙色-无色。但淀粉、糊精与碘的反应并不是化学反应，是一个物理过程。是由于碘在淀粉分子螺旋中吸附而引起的。
在淀粉分子的每一个螺旋中能吸附一分子的碘，吸附的作用力为范得华力，这种作用力改变了碘的原有色泽。
对于糊精来说，聚合度为4-6 与碘呈无色，聚合度为8-20 与碘呈红色，聚合度为大于40 与碘呈蓝色。支链淀粉一般与碘呈紫色，因为其支链的长度一般为20-30。
② 水解反应：
工业上常通过淀粉水解来生产各种化工原料，根据淀粉的水解程度度的不同可得到糊精、淀粉糖浆、果葡糖浆、麦芽糖浆、葡萄糖等，常用的生产方法有酸法和酶法。
（1）酸法：
用无机酸作为催化剂使淀粉发生水解反应转变成葡萄糖，这个工序在工业上称为“糖化”。淀粉在酸性条件下加热除发生糖化反应形成葡萄糖外，还有其他副反应发生，如发生复合反应形成异麦芽糖和龙胆二糖，发生脱水反应生成环状糊精或双键。
影响淀粉水解反应的因素有：
A 淀粉的种类：不同淀粉的可水解难易程度不一样，由难到易依次为马铃薯淀粉-玉米、高粱等谷类淀粉-大米淀粉。
B 淀粉的形态：无定性的淀粉比结晶态的淀粉容易被水解。
C 淀粉的化学结构：直链淀粉比支链淀粉易于水解，α-1，4 糖苷键比α-1，6 糖苷键易于水解。
D 催化剂：不同的无机酸对淀粉水解反应的催化效果不一样，在相同浓度下，催化强弱顺序为：盐酸>硫酸>草酸。E 温度。
（2）酶法：
酶法对淀粉的水解包括糊化、液化和糖化三个工序。
常用于淀粉水解的酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。
α-淀粉酶用于液化淀粉又称为液化酶，β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶用于淀粉糖化，又称为糖化酶。
α-淀粉酶:是一种内切酶，只能水解α-1，4 糖苷键，不能水解α-1，6 糖苷键，但可越过α-1，6 糖苷键水解α-1，4 糖苷键，但不能水解麦芽糖中的α-1，4 糖苷键，利用α-淀粉酶对淀粉进行水解，产物中含有葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖。
β-淀粉酶：是一种外切酶，从淀粉的还原端开始对淀粉进行水解，能水解α-1，4 糖苷件，不能水解α-1，6 糖苷键，且不能越过α-1，6 糖苷键水解α-1，4 糖苷键，利用β-淀粉酶对淀粉进行水解，产物中含有β-麦芽糖和β-极限糊精。
葡萄糖淀粉酶：是一种外切酶，从淀粉的非还原端水解α-1，4，α-1，6 和α-1，3 糖苷键，最终产物为葡萄糖。
③淀粉的糊化和老化
β-淀粉：指具有胶束结构的生淀粉；
α-淀粉：指不具有胶束结构的淀粉，也就是处于糊化状态的淀粉；
膨润现象：淀粉颗粒因吸水，体积膨胀数十倍，生淀粉的胶束结构即行消失的现象。
（1）糊化：
生淀粉在水中加热至胶束结构全部崩溃，淀粉分子形成单分子，并为水所包围而成为溶液状态。
由于淀粉分子是链状或分支状，彼此牵扯，结果形成具有粘性的糊状溶液，这种现象称为糊化。淀粉糊化温度必须达到一定程度，不同淀粉的糊化温度不一样，同一种淀粉，颗粒大小不一样，糊化温度也不一样，颗粒大的先糊化，颗粒小的后糊化。
影响淀粉糊化的因素有：
A 淀粉的种类和颗粒大小；
B 食品中的含水量；
C 添加物：高浓度糖降低淀粉的糊化，脂类物质能与淀粉形成复合物降低糊化程度，提高糊化温度，食盐有时会使糊化温度提高，有时会使糊化温度降低；
D 酸度：在pH4-7 的范围内酸度对糊化的影响不明显，当pH 大于10.0，降低酸度会加速糊化。
（2）老化：
经过糊化后的淀粉在室温或低于室温的条件下放置后，溶液变得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象称为淀粉的老化。
影响淀粉老化的因素有：
A 淀粉的种类：直链淀粉比支链淀粉更易于老化；
B 食品的含水量：食品中的含水量在30%-60%淀粉易于老化，当水分含量低于10%或者有大量水分存在时淀粉都不易老化；
C 温度：在2-4℃淀粉最易老化，温度大于60℃或小于-20℃颠覆你呢都不易老化；
D 酸度：偏酸或偏碱淀粉都不易老化。
淀粉老化在早期阶段是由直链淀粉引起的，而在较长的时间内，支链淀粉较长的支链也可以相互发生缔合而发生老化。防止淀粉老化的方法：将糊化后的淀粉在80℃以上高温迅速去除水分使食品的水分保持在10%以下或在冷冻条件下脱水。
④化学改性淀粉：
（1）预糊化淀粉，糊化后在干燥滚筒上快速干燥；
（2）淀粉磷酸酯：淀粉在碱性条件下与磷酸盐在120-125℃下的酯化反应，可以提高淀粉的增稠性、透明性，改善在冷冻-解冻过程中的稳定性；
（3）交联淀粉：嗲安分与含有双键或多功能团的试剂反应所生成的衍生物，产用的交联试剂有：三磷酸钠，表氢醇，醋酸等。
3 果胶
果胶是指不同长呢高度酯化和中和的α-半乳糖醛酸以1，4-苷键形成的聚合物。 果胶的酯化度=果胶中酯化的半乳糖醛酸的残基数/果胶中总半乳糖醛酸的残基数。 在果蔬成熟过程中，果胶由3 种形态：
原果胶：高度甲酯化的多聚半乳糖醛酸；
果胶：中等度甲酯化的多聚半乳糖醛酸；
果胶酸：未甲酯化的多聚半乳糖醛酸。
果胶形成凝胶的条件：糖含量60-65%，pH2.0-3.5，果胶0.3%-0.7%。
影响果胶形成凝胶的因素：
（1）果胶分子量：凝胶的强度与果胶的分子量呈正比；
（2）酯化度：酯化度在30-50 时，凝胶形成时间随酯化度的增大而增加，酯化度在50-70时，凝胶形成时间随酯化度的增大而减小。酯化度（DE）小于50 的果胶称为低甲氧基果胶，低甲氧基果胶形成凝胶不需要糖，但必须有多价离子存在，如钙离子、铝离子等。
（3）pH 的影响：果胶一般在pH2.7-3.5 形成凝胶，最适pH3.2，低甲氧基果胶在pH2.5-6.5 形成凝胶。
（4）温度。
范文三：水提山药多糖的分离纯化与DTA的性质分析
40
禳建串嚣学院学攘2006年6胃第16卷第3期 Journal of Fujian College of TCM June 2006,16(3)
水提山药多糖的分离纯化与DTA的性质分析
蔡婀娜,五昭晶,罗巅辉
(华侨大学生物工程与技术系,福建泉州362021)
摘耍:采用惹经工艺条伟承煮提取山筠多糖,醇沉予爆得到椒多耱DT,DT再经过DEAE-SepharoseCL-6B 柱层析分离纯化麝得2个组分。分别命名为DTA和DTB。采用街聚糖凝肢G-i00柱屡析和醋酸纾雏素薄膜 纸电派检测DTA的纯度,实验显示:DTA建单一多糖,毒Il甩高效淡糨色谱分析DTA的缀成。结果表嚷,DTA
辔幕糖和麓蔫耱2秘莘耱组成,孝零龙势;l;26.36。
关键词:山筠#炖化;高效液相色谱
中圈分类号:Q539文献标识码:B 文章编号:1004-5627(2006}03-0040-04
山药为薯蓣科藉蓣属植物的块茎(Dioscorea
opposite Thunb),又名自营、土薯、大薯、藉药,是 传统药食隧源食物,我国太部分地区有野生纛栽培 山药,不仅营养丰富,丽且具有很高的药用价值。 《本草纲目》对其的记载是“益肾气,健脾胃,止泻 瘀,纯痰涎,润皮毛域¨。褒代藩学蓼}究表明,出药 多糖具有多种生物活性,包括抗肿瘤的活性、免疫 调节作用、抗突变和延缓衰老等作用[2卅]。因此, 研究离效、经济戆福建由药活性多糖懿摄取分离方 法具有现实意义,并为山药多糖的医疗保健功能的 开发研究提供实验依据。目前对于福建山药多糖 戆深入研究未觅任何报道,炎了合理剃鼹遗药炎 源。本文对其多糖进行研究。
狡壤骞鬻:2006—03—10
僚鸯简介:蔡婀郄(1962--),女,实验簿,奎要扶事实簸技术研究。 1材料与方法
1.1材料:山药,泉州振宁药店购得,产地福建。 l。2仪器与试髑:MC99—2童凌核酸蛋自分离溪 析仪,上海沪西分析仪器厂;高效液掴色谱,安捷伦 HPl 100;DEAE-Sepharose CL-6B(500m1),Phar— macia公霹;麓聚糖凝胶G-100(100g>,Pharmacia 公司;单糖对照晶(鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露 糖、半乳糖、葡萄糖、岩藻糖、果糖、半乳糖醛酸), Sigma公司。
1.3实验方法
1.3.1总糖含量的测定:苯酚一硫酸法。
{。3。2蛋自爱含量戆测定:考马期亮兰法[8】。 1.3.3山药水溶性粗多糖提取和分离纯化
Effect of Flavonoids of Rubus Alcenefolius Poir on Tumor
Necrosis Factor-a in Acute Liver Injury
CHEN Ling,HONG Zhen-feng,ZHOU Jlan-heng
(Department of integrative medicine,FCTCM,Fuzhou,蘩遁Jan 350108,China)
Abstract:Objective:To study the effect of flavonoids of Rubus alcenefolius Poir on tumor necrosis factor一理(TNFa)of liver。Methods:Rats were injected with CCl4,and then infused with flavonoids (small,middle and iarge dose)after 24hours,once a day for 7days,TNFLa was measured with
liquid phase competition.Results:This flavonoids can markedly decreased the content of TNF一貔。Conclusion:零he flavonoids of Rubus alcenefolius Poir have curative effect on liver inj ury.
Key words:Rubus alcenefolius Poir;flavonoids;tumor necrosis factor-a;carbon tetrachloride. 万 方数据
第3期 蔡婀娜等:水提山药多糖的分离纯化与DTA的性质分析 41
{。3。3。1攫取:按照实验质得求提出药多糖最佳 提取工艺条件,料液比1:8,70℃下浸摄3h1次; 漫提液浓缩6倍,4倍体积乙醇醇沉后的样品常规 予燥得粗多糖DT。
1.3.3.2DT的DEAE-Sepharose CL-6B柱层析 制备:将浸泡在20%乙醇溶液中的凝胶用初始缓冲 渡代替,词流速至60ml/h,用蒸滚水冲洗柱。桂懿 商度恒定詹,再继续平衡至少3个柱体积,平衡后, 测得柱高校为4。6am ID×30cm。先后用蒸馏水 秘o~2M NaCl迸行浚脱,流速调力40ml/h,鸯凌 部分收集器收集。用苯酚一硫酸法测定糖的分布情 况,制定洗脱分布图,按各个波峰范围部分收集洗 脱液。壹分离层橱仪中豹UV-160A紫矫光谱予 280nm下同步检测蛋白质,记录仪记录。柱的再 生与保存,常采用高离子浓度的缓冲液或递减的 pH液来洗涤柱子,然看震缓冲液重新平衡。大塞 离子性蛋白质可用0.5个柱床体积的2M NaCl溶 液洗柱除去,接触时闻为lo~15min;沉淀的蛋白 壤,巯求结合蛋自质翻脂蛋鑫霹用l M NaOH洗柱 除去,流速约为40cm/h;疏水结合很强的蛋白质, 脂质或油脂可尾4倍柱体积70%以上乙醇或30%异丙酵洗柱除去。在用高浓度有机溶剂过程中,应 用递增浓度方式来避免气泡的形成。再生后,至少 用3全柱体积的初始缓冲渡洗涤,4℃下,20%乙醇 保存。
1.3.3.3透析:利用溶液浓度扩散效应,将分子 豢小静物质,如无视盐、低聚糖等跌透柝袋渗透蓟 袋外的蒸馏水中,不断换水保持浓度差,从而除尽 小分子杂质。将透析袋一端扎好,灌入多糖液,液 霹高发终鸯袋长的2/3,除去袋凌空气,封袋。透析 袋置于一大烧杯中,流水透析24h,蒸馏水中透析 24h,每3h换水1次。
{。3.4多糖样鑫纯度签定方法
1.3.4.1Sephadex G-100柱层析检测:取经DE—
AE-Sepharose CL一6B收集干燥爝得到的榉晶约1 ~3mg,溶予l ml的承中,薅滴管沿拄壁嬲入,待
其全部吸人柱体后,以0.9%的NaCI溶液洗脱,流 速为l。1ml/12min。蛊动部分收集器收集,苯酚一 硫酸法诞糖分布,根据峰形判断样菇纯度。蛋自质 fli分离层析仪中紫外光谱于280nm下进行同步检 测,记录仪记录。
1。3。4.2醋酸纤维索薄膜电泳:醋酸纤维素薄膜 2crux8cm,缓冲液为硼砂一NaOH(pH一10)(取 250ml 0.05tool/L碾砂+215ml 0。2mol/L NaOH加水稀释至1000m1),染色剂为0.5%甲苯 胺蓝染色,90%乙醇作漂洗液,无水乙醇一冰醋酸(3 ;1)侔透暖滚。
1.3.5高效液相色谱分析单糖组成:取20mg糖 样于具旋塞刻度试管中,加入1M硫酸2ml,封管, 100℃零解8h,然后加入BaCO。孛秘,漏斗过滤, 浓缩,滤液先后采用0.4弘m纤维素膜和0.2弘m滤 膜过滤,装于eppendorf管巾,准备进样。色谱柱是 Zorbax Carbohydrate Analysis,磊.6mmlD×250mm,流动栩为乙腈:水一3:I;流速为:1.2 ml/min;柱温30℃;检测器RID检测,35℃;标样(3 ~4mg/m1):葡萄糖、苷露糖、阿拉馅糖、半乳糖、岩 藻糖、术糖、果糖。
1。3。6酶降解实验:将糖液置于透析袋恣,按唾 液淀粉酶(可永鹅连续al-4糖苷键)和纤维素酶 (可水解连续B1—4糖苷键)的最适条件分别加入 酶,37~40℃保漱48h。如果样品中禽有连续的 理1—4糖替键和8l一4糖苷键,则会被酶降解,从透析 袋中渗出。以苯酚一硫酸法检测透析袋外溶液有无 糖反应,戳此鉴定有秃连续鳇al-4糖簧键纛f]1-4糖苷键。
1.3.7多糖的红外光谱分析:Sepcordir型红外光 谱纹,KBr篷冀。
2实验结果
2.1总糖含量标准曲线:见图l。在本实验的操 雩#条俘下,糖含囊测定鹃标准睦线炎y=o。0131X, R2=0.999。将样品在同样操作条件下测得的OD 值代人此标准曲线即可得样品的糖食量。计算公 式为:糖含量(弘g)=OD/O。0131×稀释倍数×液慧
量
运
8
(}2040
蘩麓糖会黝
圈1葡萄糖含■标准曲线
2.2多糖的分离纯讫:称取1g的DT溶_子l§掇l 蒸馏水中,上DEAE-Sepharose CL-6B柱。首先用 0.02M NaCI洗脱,流速为40ml/h,自动部分收集 ,
谌
砺
H
砣
,
万 方数据
42
福建中医学院学报
第16卷
器收集,每6rain收集1管,4ml/管。稀释到适当
倍数后,苯酚一硫酸法检测糖分布。结果见图2。
器磊;霉昌曷磊g
管数
图2
DT的0.02M NaCl洗脱曲线
0.5
0.4
o.3薹
蕊
0.28
O.1
根据图2,糖分布黄线为2个糖峰,样品在280nm紫外光谱检测到一微弱的蛋白峰,初步鉴定其 中1个多糖可能含有少量结合蛋白。因此,借鉴糖 峰来收集了2份液体:29~48管合并(命名为 DTA),80~94管合并(命名为DTB,由于量太少, 暂且不再做分析)。将收集到的样品流水透析24h,蒸馏水透析24h,浓缩,醇沉,离心,沉淀,常规 干燥。
再用0.02M~2.00M的NaCl溶液各300
ml
进行直线梯度洗脱,流速40ml/h,自动部分收集器 收集,每6rain收集1管,4ml/管。用苯酚一硫酸法 测定糖的分布情况,记录仪记录紫外光谱检测的蛋 白质,结果见图3。
星
萤
管数
图3
DT的NaCI梯度洗脱曲线
由图3知,不存在糖峰,只在OD280nm下检 测到蛋白质的存在。
2.3DTA的纯度鉴定
2.3.1
DTA的Sephadex G-100柱层析:称取于
燥的DTA2.0mg,完全溶于1.0ml蒸馏水后上 样。采用0.9%的NaCl为洗脱液,流速为5.5ml/h。自动部分收集器收集,每12rain收集1管,1.1ml/管。用苯酚一硫酸法测定糖的分布情况,记录仪 记录紫外光谱检测到的蛋白质,结果见图4。
耋
10B Q6
o.4
020
O
10
∞ 30
40
管数
图4
DTA的Sephadex G-100洗脱曲线
从图4可以看出,DTA洗脱曲线趋势明显,峰 的对称性好,经紫外光谱在280nm处未检测到蛋 白质的吸收峰,初步鉴定DTA为成分单一的一种 多糖。与DT的0.02MNaCl洗脱曲线相比较,在 此并没有检测DTA的蛋白质吸收峰,推测DTA 可能含有非常少的结合蛋白质。所以,在上样量极 少的情况下,未被检测出。在以下蛋白质含量的测 定中也验证了这点。
2.3.2
DTA的醋酸纤维素薄膜电泳:DTA在醋
酸纤维素薄膜上跑出来一条区带,再次验证DTA 为成分单一的一种多糖。
2.4DTA的研究
2.4.1
物理性质:DTA为白色粉末,易溶于水,不
溶于高浓度乙醇等有机溶剂。红外光谱分析表明, 它在3600~3200
cm有一OH吸收峰,在2923cm
左右有一强的吸收峰,为一CH、一CH的共振吸收
峰,1
635
cm左右的峰是多糖的水合振动峰。 2.4.2
糖含量及蛋白质含量:采用苯酚一硫酸法和
考马斯亮兰法分别测定DTA的糖含量为97.6%,
蛋白质含量为2.2%。
2.4.3
高效液相色谱分析组成:标准单糖的糖腈
乙酸酯衍生物的液相色谱图,按出峰的先后依次为 鼠李糖(4.904min)、岩藻糖(5.572min)、木糖(5.
629
min)、阿拉伯糖(6.304min)、果糖(6.8
rain)、
甘露糖(7.376min)、葡萄糖(7.696min)和半乳糖
(8.205
min)。按实验方法中的色谱条件,将DTA
完全酸水解后跑Zorbax Carbohydrate柱分析,分 析结果见图5。
f
1
{
!
|i
灵, j
图5
DTA酸水解产物的高效液相色谱图
52
51
5
O
21O 口
万 方数据
第3期 蔡婀娜等:水提山药多糖的分离纯化与DTA的性质分析
43
对照标准单糖蹴峰时间,逝圈5分桥霹知,出
峰时间在6.819min和7.781min的单糖确定为果 糖和葡萄糖,摩尔比为1:26。36。
2。4。4
DTA的酶辩解反应:加入纾维素酶秘唾液
淀粉酶后,透析袋外有苯酚一硫酸反应现象,说明
这2种酶对多糖有降勰作用,表明多糖DTA中可
能含有连续酌a—l,4和叠一i,4结构。
3总 结
3。l
本课题主要研究水提出药水溶性多糖,我们按
照实验所得水溶性多糖提取的最佳工艺条件提取粗 多糖命名为DT。采用DEAE-Sepharose C卜6B柱层
耩对DT遴行分离纯他,我锕褥粪了2种不露的组
分,由DEAE-Sepharose CL-6B柱层分析结果可知, 采用此柱分离山药粗多糖效果明娃。采用Sephadex G-lOO拄瑟桥纛醋酸纤维素薄膜电泳证舞DTA毒能 为纯度较好的单一成分多糖,本实验收集到的DTB 电于量太少丽无法再做分析,若祷要对其进程分析 刚须大量铡备,此工作可以在以后开展。
3.2
采用高效液相色谱仪分析DTA的单糖组
成,结果表明DTA单糖组成果糖翻葡萄糖,摩尔院
为:1:26.36。
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Separation,Purification and Character Research
of Polysaccharide Extracted from Dioscorea Opposite Thunb
CAI
E-na,WANG Zhao-jing,LUO
Dian-hui
(Department of Bioengineering and Biotechnology,Huaqiao University,Quanzhou,Fujian 362010,China)
Abstract:A water-soluble crude polysaccharide DT was obtained after extracting in optimal condi— tions,concentrating,precipitating with 4times volume of absolute alcohol and desiccating.Two water-soluble polysaccharides named DTA and DTB were obtained
by DEAE-Sepharose CL-6B chromatogra—
phy。Purity detection indicated that DTA was homogeneous by gel filtration chromatography on
Sephadex
G-IOO and cellose
acetate
pellicle electrophoresis.The monosaccharides of DTA were analyzed by using
HPLC,the result showed that DTA was mainly composed of Fru and Glu,in the molar ratio of 1:26。36.
Key words:Dioscorea opposite Thunb;purification;HPLC
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口 疆 口 I!I 墨 印 口 器
万 方数据
范文四：海藻多糖降解酶的性质和作用机理_胡晓珂
41卷 6期
2001年12月微生物学报Acta Microbiologica Sinica Vol. 41No. 6 December 2001
海藻多糖降解酶的性质和作用机理
胡晓珂 江晓路 管华诗
(青岛海洋大学水产学院青岛 266003) *
PROPERTIES AND MECHANIS MS OF MARINE POLYS AC CHARIDASES
Hu Xiaoke Jiang Xiaolu Guan Huashi
(Fishe ry Colle ge o f Qingdao Oce an U nive rsity , Qingdao 266003, China ) *
关键词:海藻多糖, 微生物降解, 海藻多糖降解酶, 海藻寡糖
中图分类号:Q55 文献标识码:A 文章编号:0001-6209(2001) 06-0762-05
海藻主要由蓝藻、绿藻、红藻和褐藻四大类组成。世界海洋中估计生长有8000多种海藻。海藻的生产与它的利用价值有密切关系, 就褐藻、红藻和绿藻这三大门类来说, 褐藻和红藻以其种类多、产量丰富和含有用途广泛的褐藻胶、琼胶和卡拉胶等, 由自然生产逐步为人工养殖所代替。全世界每年约生产5万吨海藻胶(其中, 褐藻胶215万吨, 卡拉胶1145万吨、琼胶017万吨) 创值近4亿美元。这些海藻胶是海藻细胞壁内的主要填充物质, 约占细胞干重的20%~30%[1]。
近年来, 各国的科学家大力开展从海洋开发新药物的研究计划。因此, 对海藻、海藻多糖及其多糖类代谢产物进行了大规模的化学分离、结构确定及生物活性筛选研究。至今, 已经从海藻中分离到了具有抗菌、抗肿瘤等活性的多糖类代谢产物。海洋中资源丰富的三种多糖) ) ) 褐藻胶、琼胶和卡拉胶广泛应用于医药及食品工业中。据推测, 至90年代末, 全世界海藻胶的产量比1989年翻一番[1]。近几年来, 海藻寡糖的生理作用不断被揭示, 引起了人们更大的兴趣。海藻多糖降解酶应用的重要趋向是着力于海藻寡糖的酶法生产, 为新药、新功能食品的开发提供了新的手段。本文综述了海藻多糖微生物降解及其酶系的研究。
1 海藻多糖的化学结构及其降解方式
海藻多糖主要包括琼胶(agar) 、卡拉胶(carrageenan) 、褐藻胶(algin) 等。其中卡拉胶和琼胶来自于红藻, 其结构非常相似。琼胶包括琼脂糖(agarose) 和硫琼胶(agaropectin) 两种组分。琼脂糖是由交替的3-O -B -D -半乳呋喃糖和4-O -3, 6内醚-A -L -半乳呋喃糖残基连接而成的直链所组成的。硫琼胶的结构则较为复杂, 含有D -半乳糖、3, 6-半乳糖酐、半乳糖醛酸及硫酸盐、丙酮酸等。卡拉胶也是红藻中产生的一类半乳聚糖, 与琼胶的区别为:琼胶以(1, 3)-B -D -半乳糖基-(1, 4) -3, 6-内醚(或不内醚化) -A -L -半乳糖为重复二糖的多糖; 卡拉胶则以(1, 3) -B -D -半乳糖基-(1, 4)-3,6-内醚(或不内醚化) -A -D -半乳糖为重复二糖的多糖, 而且卡拉胶中的硫酸基明显多于琼胶。褐藻中含有多种多糖, 其中褐藻胶是由多聚D -甘露糖醛酸(M) n 和多聚L -古罗糖醛酸(G) n 以不同规则的排列顺序分布于分子链中, 两者中间以交替的MG 或多聚交替(MG)n 相连接, 因其在藻体中含量高, 而且用途广泛, 在工业产量最大。褐藻胶, 包括水溶性褐藻酸钠、钾等碱金属盐类和水不溶性褐藻酸(alginic acid) 及其与2价以上金属离子结合的褐藻酸盐类(alginates) 。
*山东省科委攻关项目资助(003110112) 。
作者简介:胡晓珂(1977-) , 女, 山东青岛人, 生药学专业硕士研究生, 现主要从事海洋应用微生物方面的研究。收稿日期:2000-12-25, 修回日期:2001-04-13
6期胡晓珂等:海藻多糖降解酶的性质和作用机理763
海藻多糖的降解基本上有两种方法:酸法和酶法。酸法降解海藻多糖反应剧烈、工艺条件难以控制而逐渐被酶法降解所代替。降解海藻多糖的酶有两大来源:
海洋中的一些软体动物:1943年Mori 等曾用海洋软体动物中的水解酶来处理皱波角叉菜(Chondrus crispus ) 中提取的多糖, 发现其确有降解作用[2]。1961年, Tsujino 等从鲍的肝脏中得到了褐藻酸裂合酶[3]。1978年Beni tez 等在菲律宾海域中发现以异枝麒麟菜为食物的一种软体动物刺冠海胆(Dia dema setosum ) 的消化肠道中存在能水解J -卡拉胶的酶[4]。1984年, 朱仁华等从三种海螺:朝鲜花冠小月螺(Lunella cornata coreensis ) 、单齿螺(Monodonta cabio ) 和疣荔枝螺(Purp u r a clavigera ) 中分离到了褐藻胶裂合酶[5]。1997年Erasmus 等从鲍(H aliotis midae ) 中得到降解琼脂的微生物[6]。
微生物来源:Sarwar 等[7, 8]和Greer 等[9]从海洋细菌噬纤维菌属(Cytop haga ) 中得到了卡拉胶酶。Wei gle [10]从假单胞菌属(Pseudomonas ) 得到卡拉胶酶。Cote 、Gorin 、Govan 和Linker 从固氮菌属(Az otobacter ) 和假单胞菌属等海洋细菌以及真菌中得到了褐藻胶裂合酶[11~14]。自从1902年Gran [15]第一次从海水中分离到琼胶的分解菌) ) ) 假单胞菌(Pseu domonas ga latia ) 以来, 人们已经报道了几个种属的产琼胶降解酶的菌, 包括噬纤维菌属(Cytopha ga ) [16], 假单胞菌属(Pseudomonas ) [15], 链霉菌属(Streptomyces ) [17], 弧菌属(Vibrio ) [18]和别单胞菌属(Alte r omonas ) [19]。
2 海藻多糖降解酶的分类及性质
211 琼胶酶(agarase) 的分类及性质
现在一般将琼胶酶分为两种:A -琼胶酶专一性的裂解A -(1, 3) 连接的琼脂糖, 生成以B -D -半乳糖为非还原性末端和以3, 6-内醚-A -L -半乳糖为还原性末端的琼寡糖(agarooligosaccharides) 系列; B -琼胶酶专一性的裂解B -(1, 4) 连接的琼脂糖, 生成以B -D -半乳糖为还原性末端和以3, 6-内醚-A -L -半乳糖为非还原性末端的新琼寡糖(neoagarooligosaccharides) 系列。
212 卡拉胶酶(carrageenase) 的分类及性质
根据已确定的各种类型理想的卡拉胶重复二糖结构特征, 以及1, 3连接的D -半乳糖上的硫酸基的位置, 可将各种类型的卡拉胶分类为B 族卡拉胶、J 族卡拉胶和K 族卡拉胶。
根据卡拉胶酶的底物专一性不同可将卡拉胶酶分为:J -卡拉胶酶(EC 31211183) 、I -卡拉胶酶(EC 31211-) 和K -卡拉胶酶(EC 31211-) 。
213 褐藻胶裂合酶(alginate lyase) 的分类及性质
根据对底物专一性的不同将褐藻胶裂合酶分为三类:专一性作用于多聚D -甘露糖醛酸(M) n 的甘露糖醛酸酶; 专一性作用于多聚L -古罗糖醛酸(G) n 的古罗糖醛酸酶; 某些海洋细菌甚至可以同时产生具有降解多聚D -甘露糖醛酸(M) n 和多聚L -古罗糖醛酸(G ) n 的酶系。从某种意义上说, 从鲍中得到的褐藻胶裂合酶基本上是内切型甘露糖醛酸酶[20]。而海洋细菌中发现的大部分为古罗糖醛酸酶, 如在褐藻胶假单胞菌(Pseudomonas alginovora ) , 肺炎克雷伯氏菌(Klebsie lla pneumoniae ) [21,22]等发现古罗糖醛酸酶。3 海藻多糖降解酶的作用机制
311 琼胶酶的作用机制
根据裂解酶的底物专一性将琼胶酶的作用机制分为两种:
第一种机制源于对大西洋假别单胞菌(Pseudoalte romonas atlantic ) ATCC 19292B -琼胶酶的研究[23]。在这种细菌中内切型B -琼胶酶?(EC 31211181) 断裂B -(1, 4) 连接的琼脂多聚物生成了寡聚糖的混合物, 并以新琼脂四糖为主要产物。接着这些寡聚糖被膜绑的外切型B -琼胶酶ò水解, 生成新琼脂二糖。最后, 新琼脂二糖被细胞质中新琼脂二糖水解酶水解成为3, 6-内醚-L -半乳糖和半乳糖[24]。
第二种机制是胞外酶A -琼胶酶断裂A -(1, 3) 连接的琼脂糖[19]。产生以新琼脂二糖为单位的寡聚糖, D -() :A -
764微 生 物 学 报41卷 酶和B -半乳糖苷酶, 此B -半乳糖苷酶专一性作用于还原末端含有3, 6-内醚-L -半乳糖单位[19]。312 卡拉胶酶的作用机制
从现有的资料来看, 卡拉胶酶的作用机制是:J -卡拉胶酶专一性作用于J -卡拉胶的B -(1, 4) 糖苷键得到J -新卡拉二糖和J -新卡拉四糖; 用I -卡拉胶酶专一性的作用于I -卡拉胶得到I -新卡拉二糖和I -新卡拉四糖, 而K -卡拉胶酶的作用机制则不清楚。
313 褐藻胶裂合酶的作用机制
褐藻胶裂合酶催化B -消去反应, 断裂褐藻胶分子链, 在新的非还原端产生具有不饱和双键的糖醛酸, 此单元在230~240nm 有强烈的紫外吸收。因此, 酶活力的测定可在此范围内的波长内测定。反应的终产物是一系列寡糖的混合物[21]。这说明褐藻胶经酶水解得到的双键并非原样品中含有的, 而是酶水解在分子链断裂处的非还原末端产生的。
4 海藻多糖降解酶的生化性质
海藻多糖的微生物降解大致经历了三个阶段:鉴于新技术的发展情况, 早期的海藻多糖降解酶的研究大多停留在对酶解产物的研究, 没有对海藻多糖酶进行深入的生化特性方面的研究。琼胶酶存在于大多数的琼脂分解菌中, 1955年, Ishimatsu 等[25]从琼胶液化弧菌(Vibrio aga rlique f aciens ) 中分离出能分解琼胶的酶, 称为琼胶酶(agarase) 。它能使琼胶在分解初期粘度急剧下降, 生成还原糖, 失去凝固性。1961年Yashikawa 等[26]用海洋细菌褐藻胶液化假单胞菌(Pseudomonas alginolique f aciens ) 分泌出的褐藻胶裂合酶分解褐藻胶, 用纸色谱法可检测出单糖、二糖和三糖, 并证明在非还原末端基上有不饱和键。1966年Wei gl [9]等从海洋细菌-卡拉假单胞菌(Pseudomonas ca rrageenovora ) 分离出一种能降解J -卡拉胶的特有酶。加入硫酸铵分级沉淀, 以羟基磷灰石色谱分离。然后于35e 培养, 并用DEAE 纤维素色谱柱处理, 纯化至电泳均一性。此酶对卡拉胶降解的同时能使其粘度极剧下降, 还原糖含量增加, 降解产物用薄层色谱法确定为同系列的含硫酸寡糖, 即以4-硫酸基-新卡拉二糖为主要降解产物。1973年Johnston 和M cC -amndless 等从同一个菌中纯化了K -卡拉胶酶[27]。其后, Mclean 等改进了从卡拉假单胞菌中分离J -卡拉胶酶的方法, 得到分子量为35kD 的纯化J -卡拉胶酶[28]。
七、八十年代, 随着海藻多糖工业和生物技术的发展, 微生物的海藻多糖降解酶的研究受到了广泛的重视, 人们对海藻多糖降解酶的生化特性及作用机理方面得到了深入的了解。第一个也是唯一一个商业化的琼胶酶是1983年Moorice 等[23]对大西洋假单胞菌(Pseudomonas atlantica ) 纯化并鉴定了其中的B -琼胶酶?和ò。大西洋假单胞菌中的内切型胞外酶B -琼胶酶?作用于1, 4连接的D -半乳糖和3, 6-内醚-L -半乳糖, 生成新琼脂四糖四聚体末端产物; B -琼胶酶?还可以作用于新琼脂四糖和新琼脂六糖。B -琼胶酶ò断裂由B -琼胶酶?生成的四聚体中的1, 4糖苷键, 生成新琼脂二糖的二聚物。存在于大西洋假单胞菌中的第三种酶是A -琼胶酶断裂新琼脂二糖的A -糖苷键, 生成D -半乳糖和3, 6-内醚-L -半乳糖。1987年M in 等用假单胞菌生产内切多聚古罗糖醛酸(G) n 的裂合酶, 经凝胶过滤色谱分离得到3组酶, 都只降解多聚古罗糖醛酸(G) n , 而不降解多聚甘露糖醛酸(M) n [29]。198年Sarwar 等报道了一种海洋细菌噬纤维菌属(Cytophage ) 1k -c783, 分离其胞外酶, 并用硫酸铵沉淀、离子交换色谱及凝胶过滤色谱得到了电泳纯的J -卡拉胶酶, 分子量为100kD, 最适pH 为716, 最适温度为25e [8]。
进入九十年代, 随着分子生物学的发展, 又掀起了研究海藻多糖降解酶的高潮, 不仅发现了新的海洋微生物来源的海藻多糖降解酶, 许多海藻多糖降解酶被纯化, 其基因得到了克隆和测序, 甚至得到许多海藻多糖降解酶的工程菌。1990年, Potin 等报道从红藻中分离到了一株噬纤维菌属(C ytophaga ) Dsij 的卡拉胶降解菌, 此菌在J -卡拉胶、I -卡拉胶或琼胶中产生胞外酶J -卡拉胶酶、I -卡拉胶酶或琼胶酶的活性, 而在粗K -卡拉胶中则同时产生胞外酶J -卡拉胶酶和I -卡拉胶酶[30]。1991年, B rown 等报道了用基因工程的方法从海洋细菌(Sargassum f luitans ) 的甘露糖醛酸裂合酶基因克隆到大肠杆菌中表达, 大量生产[31]年A . 43555码J -
6期胡晓珂等:海藻多糖降解酶的性质和作用机理765cgkA 。该基因编码一个397个氨基酸的蛋白质, 并带有一个25个氨基酸的肽链, 并且此酶是糖苷键水解酶家族(family) 16个新成员。通过蛋白质顺序可推测与天蓝色链霉菌(Streptom y ces coelicolor ) 产生的B -琼胶酶和B -1, 3-1, 4-葡聚糖酶有相似的序列[32]。1998年, Barbeyron 等报道了从海洋滑行细菌(Cytopha ga drobachiensis ) 中克隆的一种糖苷键水解酶-卡拉胶酶。核苷酸序列包含一个与各种各样的真核生物、原核生物相似的八聚体X 序列。CgkA 基因编码一条545个氨基酸的蛋白质, 带有一条35个氨基酸的信号肽和一条229个氨基酸的翻译后加工的C -末端区域。此酶显示出一个全折叠和糖苷键水解酶16家族(family) 的催化结构域[33]。1998年, Ertesvag 等报道克隆、测序并在大肠杆菌中成功表达的维涅兰德固氮菌(Azotobacte r vinelan dii ) 中的褐藻胶裂合酶的基因algL 。此蛋白质的分子量为4114kD 。切除一个信号肽以后, 剩下一条39kDa 的成熟蛋白质。其中此成熟蛋白质的63%的氨基酸与铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeru ginosa ) 中的AlgL 基因的蛋白质绝对相同[34]。1998年, Kloareg 等报道克隆并测序了一组硫酸半乳糖水解酶基因, 其中B -琼胶酶和J -卡拉胶酶显示出与糖苷键水解酶家族16相似的二级结构。与此相反, 对疏水氨基酸簇的分析表明I -卡拉胶酶与琼胶酶和J -卡拉胶酶无结构上的关系, I -卡拉胶酶组成了糖苷键水解酶的一个新的家族。其它海藻多糖降解酶的生化特性见表1。
表1 几种海藻多糖降解酶的生物化学特性
产酶菌株
弧菌属
J T0107
大西洋假单胞菌
N -1
琼脂裂解别单胞菌
GT1B
类假单胞菌A -琼胶酶B -半乳糖苷酶B -琼胶酶?
B -琼胶酶ò
维涅兰德固氮菌
Dendryphiella salina
IFO 32139
Pagrus
别单胞菌
H -4
类噬纤维菌属J -卡拉胶酶卡拉胶J -新卡拉四糖4071230古罗糖醛酸糖古罗糖醛酸糖多聚古罗糖醛酸多聚古罗糖醛酸甘露糖醛酸酶甘露糖醛酸酶琼脂琼脂多聚甘露糖醛酸琼脂B -琼胶酶酶的类型B -琼胶酶酶作用的底物琼脂新琼脂四糖琼脂产物新琼脂二糖新琼脂四糖新琼脂四糖新琼脂六糖新琼脂四糖新琼脂三糖新琼脂四糖或新琼脂六糖和新琼脂二糖新琼脂四糖一系列寡糖醛酸一步水解为不饱和单糖或二糖寡聚糖寡聚糖42328157151003063353561771751043) 4521061738360610~910453371030分子量P kD 107最适pH 810最适温度P e 30多聚甘露糖醛酸一系列4, 5位不饱和的寡糖并进综上所述, 海藻多糖降解酶的生化特性相差很大, 这表现在产酶菌株、酶系的组成、酶的分子量及最优培养条件。
5 海藻多糖、海藻寡糖及海藻多糖酶的应用及发展前景
琼胶、卡拉胶、褐藻胶并称为海藻工业的三大多糖, 广泛应用于食品、医药、生物技术等领域。其中降解的褐藻胶具有许多类肝素的抗凝和抗病毒的生理活性, 可用于心血管疾病和病毒病方面的药用研究, 因此在国内外受到了广泛的重视, 青岛海洋大学药物与食品研究所研制成功的PSS 、甘糖酯已成功的应用于临床, 因此以往的酸解法制备低聚褐藻胶已不能适应市场的需要, 寻找一种温和、有效的酶解方, 靠的海藻
766微 生 物 学 报41卷 酶, 用于原生质体、胞内活性物质的制备。海藻多糖酶为我们更为精确的研究海藻多糖的结构, 提供了有利的手段。进入九十年代以后, 随着分子生物学的发展, 海藻多糖的微生物降解及其酶系性质的研究, 以及海藻多糖降解菌工程菌酶系的表达, 使大量得到海藻多糖降解酶成为可能, 这为进一步研究海藻寡糖的生理活性以及海藻解壁的应用提供了基础。近年来, 许多新技术得以应用于酶的发现与改造, 拓展了酶的来源及特性的概念, 克隆酶、杂交酶、修饰酶等将使生物酶发展到一个新阶段。随着功能酶学、功能基因组或蛋白质组的迅速发展, 这必将为新酶的研究和酶工程的发展提供更广阔的空间。
参考文献
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范文五：储存温度对于多糖复配膜的性质影响
储存温度对于多糖复配膜的性质影响
储存温度对于多糖复配膜的性质影响 吴佳李玥钟芳
江南大学食品学院 食品科学与技术国家重点实验室江苏省无锡214122
5
10 15 20 25 30 35
摘要本文中采用普鲁兰多糖分别与壳聚糖羧甲基壳聚糖复配制备复合可食
用膜研究储
存温度对于多糖复配膜的机械性能透水性能水溶性水分含量外观色彩等性
质的影响
同时采用红外光谱进行结构表征实验结果表明在低温条件下多糖复配膜具
有较好的机械柔
韧性随着温度的升高膜的抗拉伸强度增大同时水溶性以及水分含量降低颜
色加深储
存温度为 25时膜的水蒸气透过率最低
关键词 可食用膜壳聚糖普鲁兰多糖羧甲基壳聚糖
中图分类号TS2
Effect of storage temperature on the properties of
carbohydrate blend film
WU Jia LI Yue ZHONG Fang
School of Food Science and Technology State Key Labortory of Food Science and
TechnologyJiangnan University Jiangsu Wuxi214122
Abstract Effect of the storage temperature on the characteristics of
pullulan-chitosan and
pullulan- carboxymethyl chitosan CMCH blend films were investigated Mechanical properties
water vapor permeability water solubility water content and color are
reported Fourier transform
infrared spectroscopy FTIR was used to study inner mechanism The results indicated the
carbohdyate blend film acheved the lowest WVP water vapor permeability value at 25? The
tensile strength of the film increaed with the increasing of the temperature while the water
solubility and water content of the blend film continued to decline The rise of the temperature
also deepen the color of the film
Key words edible film pullulan chitosancarboxymethyl chitosan
0 引言
可食用膜Edible Films是利用可以食用的原料经混合加热涂布烘干等步骤
制成的是一种可以食用能保鲜食品并具有包装保护功能的薄膜它可以有效
的阻隔水分
其它气体或各种溶质的渗透保证食品的质量延长食品的货架期剂[1]
制备可食用膜的材料主要分为三大类多糖蛋白质以及脂类物质多糖类的可
食用
膜由于具有良好的透气性以及生物相容性得到了很多研究者的关注普鲁兰
多糖与壳聚糖是
其中研究的较多的两种多糖结构如图 1 所示普鲁兰多糖Pullulan是出芽
短梗霉利
用糖发酵产生的胞外多糖具有良好的成膜性膜可食用且具有良好的阻气性
和阻油性
[2]
但是单独使用普鲁兰多糖制作可食用薄膜膜硬柔软性差无法达到包装薄膜的要求壳
聚糖chitosan是一种天然的碱性多糖化学名称为 β- 14 -2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖壳聚
糖膜具有良好的机械性能阻氧性以及抗菌性NO-羧甲基壳聚糖是壳聚糖的一种衍生物
40
可以直接溶于水中且具有很好的成膜性以及抗菌性[3]将普鲁兰多糖与壳聚糖或羧甲基壳聚
糖进行复配后可以有效的改善普鲁兰多糖膜的机械性能降低普鲁兰多糖膜的成本
基金项目国家科学自然基金31171686食品科学与技术国家重点实验室 2008 年度目标导向项目
SKLF-MB-200805
作者简介吴佳 1988- 女食品科学硕士研究生主要研究方向食品加工与配料
通信联系人钟芳1972-女教授主要研究方向食品科学 E-mail fzhongjiancom
-1-
目前大部分文章都是集中讨论烘干温度对于可食用膜性质的影响[4-5]但鲜有涉及储存
温度以及后期的一些热处理过程对于可食用膜性质影响的研究报道在储存阶段由于可食用
膜往往是与产品直接接触的所以任何可食用膜性质方面的改变都会直接影响到产品质量的
45
安全性与稳定性本文采用壳聚糖及羧甲基壳聚糖分别与普鲁兰多糖进行复配制备复合可食
用膜研究储存温度对于多糖复配膜的机械性能透水性能水溶性水分含量外观色彩
等性质的影响同时采用红外光谱对其结构进行了表征研究了其内部机理
壳聚糖
普鲁兰多糖
NO-羧甲基壳聚糖
50
1 材料与方法
图 1 壳聚糖普鲁兰多糖NO-羧甲基壳聚糖的结构式
Fig 1 The structure of chitosan pullulan and N O-carboxymethyl chitosan
11
实验材料与设备
普鲁兰多糖的分子量为 60 万日本 TCI壳聚糖的分子量为 30 万脱乙酰度
为 85
55
60
浙江澳兴生物科技有限公司羧甲基壳聚糖山东莱州海力生物制品有限公司甘油冰醋
酸NaBrCoCl2KINaNO3国药集团试剂有限公司
烘箱宁波机电工业研究设计院干燥箱Fisher 实验器材有限公司电子分析天平
梅特勒-托利多仪器上海磁力搅拌器德国 IKA螺旋测微器中国桂林TA-XT2i
物性测试仪英国源顺国际有限公司pHS-3C 型精密 pH 计上海市雷磁仪器厂UltraScan
Pro1166美国 HunterLab傅立叶变换红外光谱仪Nicolet Nexus 470 Thermo
Electron 美
国
12
实验方法
com
多糖复配膜的制备
采用流延法制备多糖复配膜制备两种多糖复配膜壳聚糖-普鲁兰多糖
pul-chitosan
65
70
复配膜以及羧甲基壳聚糖-普鲁兰多糖复配膜pul-cmch按照 2 wv 的比例将壳聚糖
溶于浓度 2vv的冰乙酸溶液中2 wv的羧甲基壳聚糖则是直接溶于去离子水
中在室温下用磁力搅拌器搅拌至完全溶解后将等量的普鲁兰多糖溶于壳聚糖溶液或羧
甲基壳聚糖溶液中完全溶解后按照 15甘油总多糖质量的比例添加甘油搅拌均匀
溶液静置一夜除去气泡取一定量的溶液均匀平铺于洁净干燥的有机玻璃模具11×11×1
cm3中在 45?条件下鼓风干燥冷却后揭膜将复配膜在不同的温度条件425
4565下储存 10 天同时控制环境相对湿度均为 65?5
采用各种无机盐的饱和溶液维持 65?5的相对湿度4NaBr 饱和溶液25CoCl2
饱和溶液45KI 饱和溶液65NaNO3 饱和溶液
-2-
com
多糖复配膜机械性质的测定
75
80
膜的厚度测定每张膜上随机取 10 个点用螺旋测微器测量膜的厚度最后取平均值
读数时精确到 0001mm
根据稍作修改的 ASTM 标准方法 D882-02 ASTM 2002 测定样品的抗拉伸强度以及断
裂伸长率将膜裁成 20×80 cm 的长条采用物性质构仪测定膜的力学性能拉伸载荷 20g
上下夹片距离为 50mm拉伸速率 05mms抗拉强度 TSTensile Strength指膜在轴向
拉伸力作用下破裂前承受的最大拉伸载荷同膜宽度与厚度乘积的比值按下式进行计算
TS
式中TS膜的抗拉强度MPa
F轴向拉伸力N
L膜的宽度mm
F
L X
85
X膜的厚度mm
断裂延伸率即为膜拉断时长度的变化率 式中E断裂延伸率
L0样品拉伸前的长度mm
E 100
l l1
l1
90
L样品拉伸后的长度mm
com
多糖复配膜透水性质的测定
采用修正的 ASTM E96 方法进行测定在干燥器的底部放置氯化钡饱和溶液在 25
下氯化钡饱和溶液可使干燥器内的相对湿度保持在 90透湿杯30×50 mm 的称量瓶
内装有无水硅胶并在其上覆盖待测薄膜膜与无水硅胶之间的距离为 9mm将透湿杯置
95
于相对湿度为 90的干燥器内平衡 2h 以后在 24h 内每隔 2h 称量透湿杯的重量绘制
称量瓶增重-时间关系曲线得二者线性相关图相关系数均大于 099线性斜率为水蒸
气通透速率gh采用 McHugh 等[6]提出的 WVP 值的修订方法计算水蒸气透过率WVP
water vapor permeabilityWVTR water vapor transmission rate
WVTR
Slope
Film area
100
WVTR
P D Ln P PA3 P PA2
R T Z
WVP
WVTR thickness mm
PA1 PA2
公式中 P 是总的大气压D 为水蒸气在空气中的扩散系数25R 为气体常数T 为实验温度298KZ 为空气层的高度9mmPA1 为干燥器中膜外侧的水蒸汽压 RH 90 PA2 为透湿杯中膜内侧修正后的水蒸气压PA3 为无水硅胶表面的水蒸汽压
105
RH 0每个样品测定六次平行
-3-
com
多糖复配膜的水溶性的测定
样品称重精确到 00001g后置于 5ml 的去离子水中在 25的振荡水浴中放置 5min
振荡水浴的频率为 50 rpm通过抽滤将膜的未溶解部分分离出来在 105的条件下烘干直
到恒重称重每个样品测定三次平行样品的水溶性WS由下式计算
110
Ws W0 – W1 ×100 W0
公式中 W0 为溶解前的质量W1 为烘干后的质量
com
多糖复配膜的水分含量的测定
将平衡好的样品剪成 2 cm×2 cm 大小的样品样品称重精确到 00001g后置于铝盒
中在 100的条件下烘干直到恒重称重每个样品测定三次平行样品的水分含量W
115
由下式计算
W W0 – W1 ×100 W1
公式中 W0 为烘干前的质量W1 为烘干后的质量 com
多糖复配膜颜色以及透明度的测定
采用 UltraScan Pro1166 测定可食用膜的颜色结果表示为 LA和 B透明度
通过
120
紫外分光光度计测定在 400-800nm 之间选定波长进行测量膜的透明度根据 Ubonrat
Siripatrawan 和 Bruce R[7]的方法进行计算
T
log T 600
l
公式中 T600 是样品在波长 600nm 条件下的透光率l 为膜的厚度通过该公式可知T
值越高膜的透明度越低每个样品测定三次平行
125
com
红外光谱分析
在傅立叶变换红外光谱仪上采用 KRS-5 型 ATR 探头用 ATR 反射法将样品在 700,
4000 cm-1 波长的范围内扫描4?min并记录各样品的红外光谱 2 结果与讨论
130
21
储存温度对于多糖复配膜的机械性质的影响
可食用膜的机械性能主要包括了抗拉伸强度以及断裂伸长率抗拉伸强度指
的是材料在
断裂前承受的最大应力值而断裂伸长率表征的则是膜的柔韧性由表 1 可知两种复配膜相
比较而言在 4和 25的两个温度条件下 pul-cmch 复配膜总体比 pul-chitosan 复配膜的抗
拉伸强度要高但是断裂伸长率较低说明在这两个温度条件下 pul-cmch 复配膜具有较高
的机械强度而 pul-chitosan 复配膜具有良好的柔韧性当温度上升到 45与 65时两种多
135
糖复配膜在机械性能上的差异就不再显著了
表 1 温度对多糖复配膜的机械性质影响
Tab1 Effect of temperature on the mechanical properties of the blend
films
温度
厚度
μm
抗拉伸强度
Mpa
E
Pul-Cmch
4
566?37 D
337?22C
653?055 B
25
624?24
C
482?37
A
263?005C
45
646?37 BC
451?41 AB
249?029 C
-4-
65
644?28 BC
133?19 E
108?028 D
Pul-Chitosan
4
762?43A
253?22 D
1018?18 A
25
661?50
BC
356?27
C
766?136 B
45
695?37 B
444?36 B
256 ?034 C
65
678?37
BC
119?185
E
040?003 D
注同一列中的不同大写字母表示差异显著p 005
随着储存温度的提高表 1pul-cmch 与 pul-chitosan 复配膜的厚度都没有
发生明显
140
145
150
的改变但是断裂伸长率都随着温度的升高而降低同时随着温度的升高pul-cmch 与
pul-chitosan 复配膜的抗拉伸强度都是呈现出先升高再降低的趋势pul-cmch 复配膜在温度
25?时的抗拉伸强度最大而 pul-chitosan 复配膜在温度为 45时的抗拉伸强度达到最大值
这可能是由于在温度较低4的条件下复配膜的水分含量更高如图 3对于亲水
性的可食用膜而言水分是一种重要的增塑剂水分会导致膜中存在较多的空隙结构[8]由
于水分的增塑效应此时的多糖复配膜具有较好的柔韧性抗拉伸强度较低断裂伸长率较大
随着温度的升高水分含量减少即增塑剂含量减少复配膜的抗拉伸强度增大断裂伸
长率下降但是随着温度的进一步增大65氢键作用降低普鲁兰多糖与壳聚糖或羧
甲基壳聚糖之间的氢键作用受到破坏且同时随着温度的升高醋酸中自由化的羧酸集团会
与自由化氨基发生反应生成酰胺[9]这种反应的发生减少了多糖分子间以及分子内的氢键作
用从而导致多糖复配膜结构的紧密程度的降低复配膜变的较脆机械性能变差表现为
抗拉伸强度降低断裂伸长率降低
实验结果表明低温的储存环境有利于提高 pul-cmch 与 pul-chitosan 复配膜的柔韧度而
过高的温度或者是热处理将会导致复配膜机械性能的大幅度下降 155
22
储存温度对于多糖复配膜的透水性的影响
水蒸气透过率的高低会直接影响到包装产品的质量水蒸气透过率越低越有
利于延长
食品的保质期[4]图 2 表明随着储存温度的提高pul-chitosan 以及 pul-cmch 复配膜的 WVP
值以及 WVTR 值都是呈现出先减小后增大的趋势
图 2 温度对 pul-chitosan 复配膜 a 与 pul-cmch 复配膜 b 的透水性的影响
160
165
Tab2 Effect of temperature on the WVP and WVTR values of the blend
films
如图 2 可知 pul-chitosan 复配膜在 25时 WVP 值以及 WVTR 值同时达到最低值而
pul-cmch 复配膜在 45时 WVP 值以及 WVTR 值取得最小值这主要是由于在温度较低
4的情况下复配膜的水分含量较高水分会弱化膜结构中分子链的相互作用导致
了膜结构的松散[10]水分比较容易透过复配膜复配膜的 WVP 值以及 WVTR 值较大随
着温度的增大25由于水分含量的降低增塑效应降低多糖复配膜的 WVP 值以及
-5-
WVTR 值降低但是随着温度进一步的升高4565壳聚糖与普鲁兰多糖之间的
氢键作用受到破坏温度升高氢键作用降低且同时随着温度的升高醋酸中自由化的羧
酸集团会与自由化氨基发生反应生成酰胺[9]这种反应的发生降低了多糖分子间以及分子内
的氢键作用从而导致复配膜的结构的紧密程度降低WVP 值以及 WVTR 值增大
170
23
储存温度对于多糖复配膜的水溶性以及水分含量的影响
如图 3 a 所示在 4保存的 pul-cmch 复配膜的水溶性要远远高于 pul-chitosan 复配膜
随着温度的升高两者水溶性的差异越来越小当温度到达 65时两种复配膜的水溶性
已经没有差异了随着储存温度的提高两种复配膜的水溶性都呈现出下降的趋势这与
Garnpimol C R 等的研究结果[10]一致主要是由于在储存过程中空气中的水分通过与复配
175
180
膜中的亲水集基团相接触进入到复配膜的结构中从而使得壳聚糖中质子化的氨基以及醋
酸中的羧酸根发生了自由化作用随着存储温度的升高醋酸中自由化的羧酸集团会与自由
化氨基发生反应生成酰胺这种反应的发生减少了亲水性集团的数量从而降低了复配膜的
水溶性对于羧甲基壳聚糖而言由于其结构中的氨基并未完全由羧甲基所取代所以残余
的氨基集团与本身结构中的羧基也会发生此类反应从而导致水溶性的大幅度的降低实验
结果表明如果要维持 pul-cmch 复配膜较好的水溶性则适宜采取低温储存的方式
a
b
图 3 温度对多糖复配膜的水溶性a以及水分含量b的影响
Tab3 Effect of temperature on the water solubility a and water
content b of the blend films
从图 3b可知随着储存温度的提高pul-cmch 与 pul-chitosan 复配膜的水
分含量都是
185
逐渐降低的这与前面的分析结果一致随着存储温度的升高醋酸中自由化的羧酸集团会
与自由化氨基发生反应生成酰胺这种反应的发生减少了亲水性集团的数量从而减少了复
配膜中的水分含量
24
储存温度对于多糖复配膜的色差值以及透明度的影响
外观是影响消费者购买商品的一个重要因素本实验测定了各个温度储存条
件下两种多
190
糖复配膜的色差值刚刚制备出来的两种复配膜都是完全透明pul-chitosan 复配膜略带一
点黄色两种多糖复配膜相比pul-chitosan 复配膜的 a值和 b值总体上要
高于 pul-cmch 复
配膜说明 pul-chitosan 复配膜的颜色更深
表 2 温度对多糖复配膜的色差值的影响
Tab2 Effect of temperature on the color of the blend films
温度
L
a
b
Pul-Cmch
4
8357?002
A
-132?006
D
230?015 E
25
8349?004 A
-190?008 D
427?021 C
-6-
45
65
7671?166 B
1472?009 E
-166?006 D
4276?001 B
2713?010 C
2538?016 C
Pul-Chitosan
4
25 45 65
835?007 A 822?009 A 598?028 C 215?212 D
-171?025 D -380?011 E 2162?033 C 4849?105 A
386?041 E 1429?019 D 9640?015 A 3706?366 B
195
注同一列中的不同大写字母表示差异显著p 005
表 3 温度对多糖复配膜的透光率的影响
Tab3 Effect of temperature on the Transmittance of the blend films
温度 ?
400nm
500nm
600nm
700nm
800nm
T
Pul-Cmch
Pul-Chitosan
4
25 45 65 4
25 45 65
8729?298 8012?118 1386?076 0
8452?001 6386?161 138?024 0
9093?142 8586?126 4273?126 067?012 8907?117 8241?072 3321?230 047?003
9162?093 874?122 6191?039 1806?107 9069?064 8637?079 7500?398 2208?098
9148 ?098 8794?119 6726?078 4984?059 9033?085 8754?071 8591?067 5330 ?215
9119?092 8794?118 6925?040 6658?110 9015?091 8790?087 8782?023 6419?223
059?006 F 091?009 E 334?004 C 1315?045 A 063?004 F 092?006 E 209?011 D 862?026 B
注同一列中的不同大写字母表示差异显著p 005
如表 2 所示随着储存温度的提高pul-cmch 与 pul-chitosan 复配膜的 L
值都呈现出下
200
降的趋势a值逐渐的增大而两种多糖复配膜的 b值都在 45?时达到最大值这说明随
着温度的升高复配膜的颜色逐渐加深在 65时pul-chitosan 复配膜呈现出棕褐色而
pul-cmch 复配膜则是橙红色Zhong Yu
[11]
壳聚糖结构中的氨基发生美拉德反应从而加深了样品的颜色而对于本实验中的样品随
着储存温度的提高空气中的水分通过与复配膜中的亲水集团相接触进入到复配膜的结构
205
中从而使得壳聚糖中质子化的氨基以及醋酸中的羧酸根发生了自由化作用这种自由化作
用增加了游离氨基的作用提高了美拉德反应的程度同时温度的升高也加快了美拉德反应
的发生从而加深了复配膜的颜色
如表 3 所示随着温度的提高两种多糖复配膜在各个波长下的透光率也发生了明显的降
低而 T 值随着温度的升高逐渐增大这表明透明度发生了明显的下降
210
25
储存温度对于多糖复配膜的红外光谱的影响
红外光谱能灵敏地测出各组分之间的相互作用是物质定性的重要的方法之一它被广
泛的用于检测是氢键的作用以及各种新官能团生成它的解析能够提供许多关于官能团的信
息可以帮助确定部分乃至全部分子类型及结构
-7-
014 013 012 011 010 009 008 007
006 005 004 003 002 001
a
b
c
d
180 0
160 0
140 0
120 0
100 0
800
W av enu mber s c m- 1
215
220
225
图 4 温度对壳聚糖与普鲁兰复配膜的红外谱图的影响a 65 b 45? c 25? d 4?
Fig4 Effect of temperature on the FTIR spectrum of the blend films
a 65 b 45? c 25? d 4?
从图 4 中可以看到图中显示了 2000 cm-1 到 700 cm-1 之间的红外谱图pul-chitosan
复配膜的特征峰位于 1558 cm-1 处这个峰是由 N-H amide II 的弯曲振动所导致的[12]1627
有关[13]1200-1030 cm-1 之间的峰代表的是 C-O 的伸缩振动其中 1152 cm-1 处的峰是由糖
苷 1?4 键的伸缩振动所引起的926 cm-1 处的小峰代表的是糖苷环的 β 连接键随着温度
的增大1557cm-1 处的峰逐渐的向高波数的方向移动4-15575 cm-125-15587
cm-1
45-15588 cm-1当温度增加到 65时pul-chitosan 复配膜的红外谱图发生了较大的改
变1558cm-1 处的峰强度明显降低1410cm-1 处的峰消失了这代表着壳聚糖结构中的氨基
的减少可能是由于与羧基发生反应生成酰胺所导致的同时 16279 cm-1 的峰强度明显增
大而 1321 cm-1 处的峰显著增强1321 cm-1 处的峰代表的是 C-N 的伸缩
振动这些改变都 表明了酰胺的产生
008
007
006
005
004
003
002
001
000
- 001 - 002 - 003 - 004 - 005
a
b
c
d
180 0
160 0
140 0
120 0
100 0
800
W av enu mber s c m- 1
图 5 温度对羧甲基壳聚糖与普鲁兰复配膜的红外谱图的影响a 65 b 45? c 25? d 4?
-8-
230 235 240 245 250 255 260 265 270
Fig5 Effect of temperature on the FTIR spectrum of the blend films
a 65 b 45? c 25? d 4?
如图 5 所示羧甲基壳聚糖膜的特征峰位于 1588 cm1 与 1407 cm1主要是由羧基集
团的顺式和反式伸缩振动所导致的随着温度的升高1587cm1 处的峰逐渐的向高波数方
向移动4-1587 cm-125-1587 cm-145-1559 cm-165-1606 cm-1同时当温度增
加到 65时pul-cmch 复配膜的红外图谱发生了较大的改变1409cm-1 处的峰强度逐渐降
低这可能是由于羧甲基壳聚糖结构中的羧基发生反应生成酰胺数量降低所导致的
1320cm-1 处的峰强度逐渐增大主要是由于新生成的酰胺中的 C-N 键的伸缩振动所导致的
3 结论
以普鲁兰多糖壳聚糖羧甲基壳聚糖为原料制备了两种多糖复配膜本文的实验结
果表明储存温度对于多糖复配可食用膜的各项性质都具有较大的影响在低温4条件
下多糖复配膜具有良好的柔韧性温度的升高会导致抗拉伸强度的增大但过高的温度
65将会导致复配膜机械性能的严重恶化同时多糖复配膜在 25的储存条件
下都
具有较低的水蒸气透过率而水分含量以及水溶性都是随着温度的增大而降低的温度的提
高也会导致复配膜颜色的加深通过红外分析可得这些性质的改变主要是由于随着温度的
升高空气中的水分通过与复配膜中的亲水集团相接触进入到复配膜的结构中从而使得
壳聚糖中质子化的氨基以及醋酸中的羧酸根发生了自由化作用醋酸中自由化的羧酸集团会
与自由化氨基发生反应生成酰胺这种反应的发生减少了亲水性集团的数量
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-9-
认为壳聚糖膜中的甘油容易被氧化其产物会与
10 2648
16 2792
13 2101
11 5207
10 7868
10 7871 Ab s or ba nc e
15 5747 14 1041 11 5178 92 843 92 811 15 5870 14 0986 11 5199 10 7844 92 924 15 5880 14 1042 11 5184 10 2380 10 2393 10 2295 16 0640 Ab s or ba nc e
14 0884 13 2081
11 5074
10 2223
10 2301
10 2293
11 5121 11 5102 10 7889
15 8929
15 8718 15 8692 14 0980
14 0973
92 670
13 2556
11 5114
92 792
92 867
14 0948
10 2420
92 642
cm-1 处的峰代表的是 C O amide I 的伸缩振动1410 cm-1 处的峰与NH3
OOCH 的形成
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