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瓜尔胶的接枝改性和酶解法制备半乳甘露低聚糖的研究

赵晓峰

   瓜尔胶作为一种提取自瓜尔豆的半乳甘露聚糖,由于自身高分子量、高粘稠性等多方面性能,被广泛应用于食品,医药,水处理,纺织石油开采,采矿等诸多行业,对瓜尔胶的改性,也是近年来十分热门的研究领域。甘露低聚糖是一种使双歧杆菌增值的功能性低聚糖,在营养改善、食品工业、养殖饲料等方面有广阔应用前景。 本实验包括两个方向:一,瓜尔胶的辐照接枝改性。瓜尔胶的接枝反应国外已有相关报道,但是使用Co~(60)辐射引发瓜尔胶接枝聚合还属于一个新课题,从而拓宽了改性工艺路线。二,通过β—甘露聚糖酶酶解瓜尔胶制备半乳甘露低聚糖(GMOS)。 1.通过对瓜尔胶与MAA接枝反应的研究,接枝反应最佳反应条件是:在通入N_2条件下,甲基丙烯酸与瓜尔胶的质量比为3:1,辐照剂量为1.5kGy,胶液pH值为6时,接枝率可以达到108%,接枝产物粘度最大,达到反应前胶液的2.5倍,由此说明通过接枝聚合,提高了瓜尔胶的应用性能。 在最佳反应条件下合成了接枝产物,并进行纯化,通过FTIR光谱和X—射线衍射确认了瓜尔胶分子链上确实MAA接枝产物的存在。 2.在一定条件下应用瓜尔胶和甲基丙烯酸接枝产物,与卡拉胶进行了复配共混应用研究,发现接枝产物的加入后形成的共混凝胶强度有显著提高。并且通过单因素实验找到了最佳共混条件:当卡拉胶浓度为3%时,瓜尔胶与甲基丙烯酸接枝产物的浓度为0.2%,pH值为7,KCl浓度为0.2 mol/L,共混温度为80℃在该条件下共混30min,形成的共混凝胶强度最大。用红外图谱表征的这种共混作用。 3.通过β—甘露聚糖酶酶解瓜尔胶制备了功能性低聚糖----半乳甘露低聚糖。通过酶解正交实验得到了最佳酶解条件为:pH值=7、酶解时间10h、加酶量为40IU/g。在最佳条件下酶解瓜尔胶制备了半乳甘露低聚糖,经纳滤分离,得到聚合度2~10的产品,产率为42%。通过MALDI-TOF质谱分析证明GMOS组分主要有2~10个单糖组成,HPLC证明酶解产物中低聚糖总含量达到75.4%。通过13CNMR图谱确定产品的甘露低聚糖C6羟基上取代着半乳糖残基。 4.通过半乳甘露低聚糖对小鼠小肠动力的影响试验,用5%半乳甘露低聚糖口服液灌胃,能提高小鼠墨汁推进率,其效果与目前市场上公认的“益生元”低聚果糖相当,说明半乳甘露低聚糖能提高小鼠小肠动力,调节肠道菌群平衡,具有通便作用。……   
[关键词]:瓜尔胶;甲基丙烯酸;辐射;接枝共聚;凝胶化;β-甘露聚糖酶;酶解;半乳甘露低聚糖
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:广西大学2008年