開題報(bào)告樣板

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1、不同分子量水溶性殼聚糖的制備——氧化降解法1課題來源實(shí)驗(yàn)室研究2研究的目的意義及主要內(nèi)容2.1目的意義2.1.1殼聚糖簡介殼聚糖(chitosan)又稱脫乙酰幾丁質(zhì)、聚氨基葡萄糖、可溶性甲殼素，是由甲殼素經(jīng)脫乙酰反應(yīng)轉(zhuǎn)化變成的分子量為12~59萬的生物大分子。殼聚糖是天然糖中唯一大量存在的堿性氨基多糖，具有許多特殊的物理化學(xué)性質(zhì)和生理功能，在紡織、印染、造紙、食品、化工、環(huán)保、農(nóng)業(yè)及醫(yī)藥等領(lǐng)域都有很高的實(shí)用價(jià)值。2.1.2殼聚糖及殼低聚糖功能殼聚糖可抑制細(xì)菌、霉菌生長，因此常加于腌制食品中或用于海產(chǎn)(蝦)、水果(荔枝、獼猴桃)的保鮮。但是殼聚糖分子量很大，不能直接溶于水，

2、其實(shí)際應(yīng)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時(shí)，殼聚糖的許多獨(dú)特功能才表現(xiàn)出來。低聚殼聚糖不僅保持了殼聚糖大分子所具有的某些功能性質(zhì)，如降低膽固醇、降血壓、防治糖尿病、強(qiáng)化肝臟機(jī)能等等，而且還具有許多高分子量的殼聚糖所不具備的獨(dú)特的生理功能，如保濕性、免疫調(diào)節(jié)、防癌、調(diào)節(jié)腸道茵群、功能性甜味劑、作為營養(yǎng)強(qiáng)化劑的載體等等。因此，選擇適當(dāng)?shù)姆椒▽ぞ厶沁M(jìn)行降解，并控制其分子量及其分布就顯得尤為必要。因此，低分子量殼聚糖的開發(fā)具有重要而實(shí)用的意義。2.1.3降解主要方法殼低聚糖目前在國內(nèi)外已經(jīng)用于各個(gè)行業(yè)中，尋找能夠規(guī)模生產(chǎn)具有生物活性殼低聚糖的方法

3、和途徑是目前甲殼素化學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。現(xiàn)在制備殼低聚糖的工業(yè)化方法主要有物理降解法和化學(xué)降解法。物理降解法包含輻射法，光降解法，微波降解法，超聲波降解法等?；瘜W(xué)降解法主要是酸降解法和氧化降解法，還有酶降解法。這些降解方法中，酶降解法不發(fā)生副反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和，工藝較易控制，但是酶價(jià)格昂貴，不易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化；酸水解法的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，操作簡單，7缺點(diǎn)是反應(yīng)難以控制，得到的低分子量殼聚糖的分子量分布難以控制，并且對環(huán)境污染嚴(yán)重；輻射降解成本低，反應(yīng)易控制，無污染，產(chǎn)品品質(zhì)高，降解后殼聚糖的生物相容性不受影響，但γ射線輻射容易引起一些交聯(lián)和歧化反應(yīng)，需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。氧化降

4、解法是近年來國內(nèi)外研究比較多的殼聚糖降解方法，其中的H2O2氧化降解因成本低、降解速度相對較快、產(chǎn)品分子量低且分布窄，無殘毒、易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化而倍受關(guān)注。2.2研究的主要內(nèi)容本次研究主要內(nèi)容是通過粘度的測定，分子量的測定與計(jì)算以及紅外表征，探討酰化改性，過氧化氫氧化降解制備不同分子量水溶性殼聚糖時(shí)的各種影響條件（包括pH值、過氧化氫的濃度、溫度、反應(yīng)時(shí)間、乙酰化度等），從而尋求一種有效的制備不同分子量水溶性殼聚糖的方法。3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨向3.1研究現(xiàn)狀氧化降解是現(xiàn)階段研究和生產(chǎn)最多的一種方法，其優(yōu)點(diǎn)是成本低、易處理、無殘毒、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，覃彩芹[1]

5、等人在研究中發(fā)現(xiàn)，采用2%HAc溶液作為介質(zhì)，H2O2用量(與糖單元摩爾比)2.0、75℃條件下反應(yīng)7h，可以獲得平均分子量為3500的低聚殼聚糖產(chǎn)品；同時(shí)發(fā)現(xiàn)殼聚糖脫乙酰度越高，越容易降解。劉大同[2]等在非均相條件下，H2O2用量2.5%、40℃反應(yīng)近24h后，將分子量為60萬的殼聚糖降低到2~4萬。隨著研究的深入，馮小強(qiáng)[3]等發(fā)現(xiàn)在1%殼聚糖溶液中，在催化劑存在條件下，加入適量H2O2溶液，調(diào)節(jié)pH值3~5進(jìn)行反應(yīng)；也可以將殼聚糖溶液pH調(diào)節(jié)到11.5，控制70℃左右，分批加入一定量35%的H2O2溶液進(jìn)行反應(yīng)，采用H2O2氧化法可得到相對分子質(zhì)量為2000左右的

6、低聚殼聚糖。樓陳鈺[4]等發(fā)現(xiàn)降解產(chǎn)物分子量分布隨降解溫度升高變寬，而反應(yīng)時(shí)間的延長，過氧化氫用量的增加，殼低聚糖的分子量分布(PD)變窄。邢樹文[5]還發(fā)現(xiàn)，在0.004％~1.0％的次氯酸鈉及0.01％~3.5％的過氧化氫溶液中加人適量鹽酸，處理殼聚糖，甚至可以可得到分子量為600的低聚殼聚糖！郭峰[6]等研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)時(shí)間對產(chǎn)品的顏色和產(chǎn)率影響最大，一般以6h為宜；反應(yīng)溫度一般以60~70℃為宜，溫度太高會使部分殼聚糖炭化；雙氧水的濃度一般以3%~10%為宜，濃度過高會影響產(chǎn)物的顏色和產(chǎn)率；酸性介質(zhì)HAc的濃度一般在1%~5%之間即可，酸度太大對降解不利。7由文獻(xiàn)可

7、知，殼聚糖的氧化降解條件研究較多，但主要是針對高脫乙酰度的原料殼聚糖進(jìn)行的降解。對?；男院蟮慕到庋芯繀s鮮有報(bào)道。本次研究就是考察?；男院蟮臍ぞ厶堑慕到鈼l件，以及與高脫乙酰度的原料殼聚糖的降解對比。關(guān)于殼聚糖?；男?，可根據(jù)文獻(xiàn)[17]所述方法，在殼聚糖醋酸溶液中加入甲醇和醋酸酐可以得到。3.2發(fā)展與展望低聚殼聚糖由于其獨(dú)特的生理活性而受到人們越來越多的關(guān)注。目前，國內(nèi)對H2O2氧化降解法研究較多，但是降解過程伴隨的副反應(yīng)還需要探索出有效的遏止方法，另外必須注意氧化降解對產(chǎn)品活性的影響以及是否存在殘留的H2O2對食品安全性產(chǎn)