pepsin-catalyzed chitosan hydrolysis and its hydrolysis mechanism論文

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1、學(xué)校代碼10530學(xué)號2011000001分類號Q814.9密級公開碩士學(xué)位論文Pepsin-catalyzedChitosanHydrolysisandItsHydrolysisMechanism學(xué)位申請人BiFouaClaudeAlainGohi（葉問）指導(dǎo)教師曾虹燕教授學(xué)院名稱化工學(xué)院學(xué)科專業(yè)化學(xué)工程與技術(shù)研究方向生物化工二零一四年四月萬方數(shù)據(jù)Pepsin-catalyzedChitosanHydrolysisandItsHydrolysisMechanismCandidateBiFouaClaudeAlainGOHI（Yewen）Supervisor

2、ProfessorHong-yanZENGCollegeChemicalEngineeringProgramChemicalEngineeringandTechnologySpecializationBiochemicalEngineeringDegreeMasterofScienceinBioengineeringUniversityXiangtanUniversityDateApril,2014萬方數(shù)據(jù)湘潭大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其

3、他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要?dú)ぞ厶且蚱渚哂辛己玫男阅埽粡V

4、泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、造紙、印染和日化等領(lǐng)域，成為21世紀(jì)重點(diǎn)開發(fā)的生物新材料。胃蛋白酶能高效降解殼聚糖且便宜，易于工業(yè)化。因此，研究胃蛋白酶對殼聚糖的水解特性能夠?qū)γ傅幕瘜W(xué)本質(zhì)、殼聚糖的化學(xué)特性做出深入的了解，有助于探討胃蛋白酶水解殼聚糖反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理，為水溶性低聚糖的工業(yè)生產(chǎn)及應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。胃蛋白酶純度檢測表明，胃酶抑素對胃蛋白酶的半抑制劑濃度為1/4(M/M)，當(dāng)該濃度達(dá)到1時(shí)，胃酶抑素對胃蛋白酶完全抑制，表明該胃蛋白酶為單一高純度化合物。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值、溫度、底物濃度和酶-底物比例，對胃蛋白酶催化殼聚糖(C6H11NO4)的水解反應(yīng)進(jìn)

5、行研究。結(jié)果表明，當(dāng)體系反應(yīng)溫度為o25C時(shí)，殼聚糖水解的pH值范圍是1.5~6.0，pH值通過控制殼聚糖的溶解度對胃蛋白酶水解殼聚糖反應(yīng)發(fā)揮至關(guān)重要的作用。在單因素考察基礎(chǔ)上，進(jìn)一步運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化胃蛋白酶水解殼聚糖反應(yīng)工藝參數(shù)，得其最佳水解條件為：系統(tǒng)o初始pH4、溫度47C、胃蛋白酶濃度0.011g/L以及酶-底物比為1/100，反應(yīng)70min時(shí)，該反應(yīng)的水解收率較單因素優(yōu)化條件所得收率高出10%。殼聚糖水解產(chǎn)物經(jīng)FT-IR、UV-Vis和SEM分析鑒定，可較好的水解成殼低聚糖和低分子量的殼聚糖，商業(yè)價(jià)值更高，可用于生物材料、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥以及食品工業(yè)中。

6、在前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展了胃蛋白酶水解殼聚糖動(dòng)力學(xué)研究。在系統(tǒng)o初始pH4、溫度47C、胃蛋白酶濃度0.011g/L和酶-殼聚糖比為0.22~2g/L條件下，根據(jù)中間產(chǎn)物理論，充分考慮底物對胃蛋白酶水解殼聚糖動(dòng)力學(xué)影響的基礎(chǔ)上，探究了胃蛋白酶催化水解殼聚糖的反應(yīng)機(jī)理和底物抑制動(dòng)力學(xué)模型。采用非線性擬合方法對所得模型進(jìn)行了擬合，求動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)值。結(jié)果表明，當(dāng)?shù)孜锍跏紳舛葹?.22~1.10g/L范圍內(nèi)，酶解反應(yīng)無底物抑制；當(dāng)其在1.10~2.00g/L時(shí)，酶解反應(yīng)過程出現(xiàn)底物抑制，符合底物抑制動(dòng)力學(xué)模型。通過動(dòng)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)方-1-1程計(jì)算所得反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)K

7、S=4.2760g/L，k2=18.6637min，k3=0.0236min，該模型理論值與實(shí)驗(yàn)值基本吻合，實(shí)驗(yàn)擬合相對誤差為3.02%(小于10%)，說明該模型可有效的用于該反應(yīng)過程的預(yù)測。殼聚糖廣泛應(yīng)用于以滿足某些特殊的功用與需求。殼聚糖微球的包合效率隨殼聚糖結(jié)合化合物的種類及特性而有所改變?？赏ㄟ^胃蛋白酶水解殼聚糖調(diào)控制備所需的殼聚糖顆粒的大小進(jìn)行調(diào)控以達(dá)到制備符合不同需要的微球種類以滿I萬方數(shù)據(jù)足各種臨床要求。很多治療藥劑比如干細(xì)胞、抗糖尿病藥、抗癌藥、消炎藥、抗生素、抗血栓藥、蛋白質(zhì)、氨基酸、利尿劑等均可通過殼聚糖微球負(fù)載而實(shí)現(xiàn)藥物可控緩釋或者藥物

8、培養(yǎng)。結(jié)果表明殼聚糖在很多領(lǐng)域中有著相當(dāng)大的應(yīng)用潛力