黑曲霉发酵法制备壳聚糖的研究及其应用

摘要

分别探讨了黑曲霉发酵法制备壳聚糖的最佳培养基、最佳培养条件和最佳提取条件，确定了黑曲霉发酵法制备壳聚糖的最佳工艺条件；应用壳聚糖良好的成膜性和抑菌性，对壳聚糖在中药黄连膜剂中的应用进行了初步研究。 对黑曲霉发酵法制备壳聚糖的培养基进行了优化。以菌体生物量为考查指标，由碳源、氮源与菌体生物量的单因素实验确定了较优的碳源和氮源。甲壳素合成酶需要二价阳离子，尤以镁离子最为突出，添加少量镁盐，能明显提高菌体生物量。由实验确定培养基中添加七水硫酸镁的最佳量为0.1﹪。通过正交实验确定黑曲霉最佳发酵培养基组成为：4﹪葡萄糖、2﹪黄豆饼粉、0.1﹪七水硫酸镁、0.1﹪磷酸氢二钟、0.001﹪硫酸亚铁。以此为基准，以菌体生物量为考查指标，对黑曲霉发酵条件的单因素进行分析，考查培养温度、培养时间和培养基pH三个因素对黑曲霉生产壳聚糖的影响，确定了最佳培养条件：培养温度28℃，培养时间40h，pH6.0～6.5，20﹪装液量，摇床转速220r/min。干菌体得率约为13g/L培养基。 对壳聚糖提取过程中的脱蛋白、脱色和脱乙酰基工艺进行了研究。分别采用碱法、酸法和酸碱交替法脱蛋白。实验表明，酸碱交替法脱蛋白效果明显优于单用酸或碱脱蛋白处理效果。酸碱交替法脱蛋白最优的工艺条件为：先用3﹪的盐酸处理1h，水洗至中性；然后用15﹪的氢氧化钠处理1h，水洗至中性，固液比均为1:15；实验确定脱色工艺条件为：采用双氧水作为脱色剂，最佳的脱色条件为用1:5(W/V)倍体积的浓度5﹪(V/V)的双氧水40℃水浴处理30min；以壳聚糖得率为考查指标，通过正交实验确定脱乙酰基最佳工艺条件为：50﹪氢氧化钠，处理时间2.5h，固液比1:15，反应温度110℃。壳聚糖得率约为13﹪。 壳聚糖有较好的成膜性，成膜后有一定的抗拉性、柔软性，生物相容性好，无毒性。利用壳聚糖的这些特性，对其在黄连中的应用进行了研究。壳聚糖复合药膜能促进口腔上皮软组织再生，降低机体的感染机会，延长药物在牙周袋和口腔粘膜的停留时间，从而有效提高药效。动物实验表明，壳聚糖复合药膜经过大剂量的直接口服，未发现有毒性表现，说明壳聚糖复合药膜无毒性，临床应用安全可靠。黄连壳聚糖复合药膜能显著增强口腔粘膜的抗损伤抗菌能力。壳聚糖是理想的口腔药物载体。

目录

文摘

英文文摘

学位论文独创性声明及学位论文知识产权权属声明

第一章绪 论

1.1甲壳素和壳聚糖的结构

1.2甲壳素和壳聚糖的研究历史及现状

1.3甲壳素和壳聚糖在自然界中的分布

1.4甲壳素和壳聚糖的性质

1.4.1甲壳素和壳聚糖的物理性质

1.4.2甲壳素和壳聚糖的化学性质

1.5壳聚糖的应用

1.5.1壳聚糖在食品工业中的应用

1.5.2壳聚糖在农业中的应用

1.5.3壳聚糖在化妆品中的应用

1.5.4壳聚糖在医药中的应用

1.5.5壳聚糖在水处理中的应用

1.6化学法从虾、蟹等动物的甲壳中提取壳聚糖

1.6.1甲壳素的制备

1.6.2壳聚糖的制备

1.7微生物发酵法制备壳聚糖

1.7.1微生物发酵法制备壳聚糖的优点

1.7.2微生物发酵法制备壳聚糖的研究现状

1.7.3微生物发酵法制备壳聚糖的前景

1.8研究目的、意义和内容

第二章黑曲霉发酵法制备壳聚糖工艺条件的研究

2.1前言

2.2材料与方法

2.2.1实验材料

2.2.2实验方法

2.2.3分析方法

2.3黑曲霉发酵法最佳培养基和最佳培养条件的研究

2.3.1最佳培养基的确定

2.3.2发酵工艺条件的优化

2.4壳聚糖提取工艺的研究

2.4.1碱法破壁脱蛋白工艺的研究

2.4.2酸法破壁脱蛋白工艺研究

2.4.3酸碱交替法破壁脱蛋白工艺的研究

2.4.4脱色工艺的研究

2.4.5脱乙酰基工艺的研究

2.4.6壳聚糖部分产品指标

2.5小结

2.5.1最佳培养基和最佳培养条件的确定

2.5.2最佳提取条件的确定

第三章壳聚糖在中药膜剂中的应用

3.1前言

3.2材料与方法

3.2.1实验材料

3.2.2实验方法

3.3结果与讨论

3.3.1标准曲线的绘制

3.3.2精密度实验

3.3.3回收率实验

3.3.4稳定性实验

3.3.5壳聚糖黄连复合药膜的性能指标

3.4复合药膜经口服急性毒性实验

3.5小结

结论与展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的论文