分析检测
食品科技
分析检测
低聚壳聚糖制备及黏均分子量的测定
张春玲，王遂
（哈尔滨师范大学理化学院化学系，哈尔滨１５００８０）
摘要：研究了壳聚糖的降解和黏均分子量的测定，确定了壳聚糖降解的适宜条件。亚硝酸钠降解壳聚糖的最佳条件是１０％ＮａＮＯ２用量０．６ｍＬ、温度３５℃、时间３５ｍｉｎ、醋酸浓度３％；双氧水降解的最佳条件是Ｈ２Ｏ２浓度６％、温度７０℃、时间６ｈ、醋酸浓度４％；中温α－淀粉酶的最佳工艺条件为温度４０℃、时间９０ｍｉｎ、酶用量１２００Ｕ／ｇ。
关键词：壳聚糖；降解；分子量；亚硝酸钠；双氧水；α－淀粉酶。中图分类号：ＴＳ２０１．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００５－９９８９（２００７）０３－０２００－０３
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ｗｅｉｇｈｔｏｆｌｏｗ－ｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｃｈｉｔｏｓａｎ
ＺＨＡＮＧＣｈｕｎ－ｌｉｎｇ，ＷＡＮＧＳｕｉ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＨａｒｂｉｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎａｎｄｍａｅｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔ，ａｎｄｇｅｔｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｂｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｂｙｎｉｔｒｉｔｅｓｏｄｉｕｍ：１０％ＮａＮＯ２ｉｓ０．６ｍＬ，ｃｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ３５℃，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ３５ｍｉｎａｎｄＣＨ３ＣＯＯＨｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｓ３％；Ｔｈｅｂｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｂｙｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ：
Ｈ２Ｏ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ：
６％，
ｃｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ７０℃，
ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ６ｈａｎｄＣＨ３ＣＯＯＨｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｓ４％；
Ｔｈｅｂｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｎｓｏｆｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｂｙ
ｃｏｍｍｏｎα－ａｍｙｌａｓｅ：ｃｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ４０℃，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ９０ｍｉｎ，ｄｏｓａｇｅｏｆｅｎｚｙｍｅ１２００Ｕ／ｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｈｉｔｏｓａｎ；ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ；ｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔ；ｎｉｔｒｉｔｅｓｏｄｉｕｍ；ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ；α－ａｍｙｌａｓｅ
壳聚糖（Ｃｈｉｔｏｓａｎ）是甲壳素（Ｃｈｉｔｉｎ）脱乙酰基的产物，是由β－（１，４）－２－氨基－２－脱氧－β－Ｄ－葡萄糖单元和β－（１，４）－２－乙酰胺基－２－脱氧－β－Ｄ－葡萄糖单元组成的共聚物。一般而言，甲壳素（Ｃｈｉｔｉｎ）是一种天然高分子碱性多糖，它大部分存在海洋节肢动物（如虾、蟹）的甲壳中，也存在于昆虫、藻类细胞膜和高等植物的细胞壁中，分布广泛。在地球的储量仅次于纤维素，每年生物合成甲壳素有１００亿ｔ之多，也是迄今发现的唯一的天然碱性多糖。因此，它是一种十分
具有潜力的资源。但由于其溶解性差，化学性质不活泼，限制其应用的范围。目前研究表明：壳聚糖是一种生物相容性好，且安全无毒的生物降解材料，具有抗菌、降胆固醇［１］、降血脂、增强免疫力作用［２］、抗肿瘤活性［３－４］；强化肝脏功能，防止痛风和胃溃疡［５］等多种生物活性功能，但是壳聚糖的许多独特功能只有分子量降低到一定程度时才能表现出来［６］。
目前，降解壳聚糖方法主要有化学降解法、酸降解法和氧化降解法。本文研究几种低聚壳聚糖制
收稿日期：２００６－０７－１７
基金项目：黑龙江省自然科学基金项目（Ｂ２００４－０２）。
作者简介：张春玲（１９８０－），女，黑龙江人，硕士研究生，研究方向为功能性食品分析。
３．
食品科技
备方法，通过正交实验确定了适宜的降解工艺条件。１材料与方法１．１实验材料
壳聚糖：浙江玉环县海洋生物有限公司；中温α－淀粉酶：无锡酶制剂厂，活力１０００００Ｕ／ｇ；
亚硝酸钠、双氧水（３０％）、醋酸、丙酮、乙醇、氢氧化钠、氯化钠：分析纯，市售。１．２主要仪器
ＳＨＡ－Ｃ水浴恒温震荡器：上海医疗器械五厂；ＰＨＳＪ－３Ｆ型实验室ｐＨ计：上海精密科学有限公司；ＭＰ－２００Ａ型电光分析天平：上海第二天平仪器厂；ＳＨＢ－ⅢＡ循环水式多用真空泵：郑州长城科乙贸有限公司；ＳＹＰ型玻璃温水浴：南京桑力电子设备厂；ＳＷＱ－ＩＡ智能数字恒温控制器：南京桑力电子设备厂；乌式黏度计：上海申力玻璃仪器有限公司；秒表：上海秒表厂。１．３实验方法
１．３．１壳聚糖黏均分子量测定在精取一定量壳聚糖或其降解产物溶解定量的溶剂中，搅拌至全部溶解，取１０ｍＬ于乌氏黏度计中，在２５℃的水浴恒温，用秒表测定溶剂以及不同浓度的壳聚糖溶液在乌氏黏度计中下落的时间［７］。１．３．２
亚硝酸钠降解壳聚糖
实验按表１所示因素水
平设计Ｌ９（３４）正交实验。反应结束后用１０％ＮａＯＨ溶液将反应液中和至ｐＨ７，在机械搅拌下滴加丙酮（丙酮∶反应液＝２∶１）。放置２４ｈ后抽滤出降解产物，用丙酮洗涤，常温干燥，测定黏均分子量。
表１亚硝酸钠降解壳聚糖的正交实验因素水平表
因素
水平１２３
１０％ＮａＮＯ２
体积（ｍＬ）Ａ
０．４０．５０．６
温度（℃）
Ｂ２５３５４５
时间（ｍｉｎ）醋酸质量
分数（％）ＤＣ
２５３５４５
１２３
１０－３（ｇ／ｃｍ）０．５４９７０．７１３００．９６２０１．２８３０１．９２４０
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应液＝２∶１）。放置２４ｈ后抽滤出降解产物，用丙酮洗涤，常温干燥，测定黏均分子量。１．３．４
中温α－淀粉酶降解壳聚糖壳聚糖溶解在ｐＨ５
的醋酸溶液，实验按表３所示因素水平设计Ｌ９（３４）正交实验。反应结束后用１０％ＮａＯＨ溶液将反应液中和反应液＝２∶至ｐＨ７，在机械搅拌下滴加乙醇（乙醇∶１）。放置１２ｈ后抽滤出降解产物，用乙醇洗涤，常温干燥，测定黏均分子量。
表３中温α－淀粉酶降解壳聚糖的正交实验因素水平表水平１２３
因素
酶用量（Ｕ／ｇ）Ａ
８００１０００１２００
温度（℃）Ｂ
３０４０５０
时间（ｍｉｎ）Ｃ
３０６０９０
２结果和分析
试验经过单因素试验，可以得到各因素的最佳值，根据这些最佳值来确定每个因素的最佳使用范围进行正交实验，正交实验结果见表５及表８所示。２．１黏均分子量的计算
壳聚糖黏均分子量实验测量结果见表４。根据表４所得直线见图１，外推至Ｃ＝０处，得［η，式中Ｋ＝］＝ＫＭα１．８１×１０－３ｃｍ３／ｇ，α＝０．９３算出Ｍ＝１．３×１０６，壳聚糖的降解产物黏均分子量按此方法测量。
表４实验测量数据和处理结果ｔ（ｓ）１７２．９１９７．６２３８．１２９９．７４６０．７
ηｒ１．６３１．８６２．２５２．８３４．３５
ηｓｐ０．６３０．８６１．２５１．８３３．３５
ηｓｐ（ｃ）１１４８．１１２１０．０１２９５．５１４２４．３１７３９．２
１．３．３双氧水降解壳聚糖实验按表２所示因素水平
设计Ｌ９（３４）正交实验。反应结束后用１０％ＮａＯＨ溶液将反应液中和至ｐＨ７，在机械搅拌下滴加丙酮（丙酮∶反
表２双氧水降解壳聚糖的正交实验因素水平表
因素
水平１２３
双氧水浓度
（％）Ａ
２４６
温度（℃）Ｂ５０６０７０
时间（ｈ）Ｃ２４６
醋酸质量分数（％）Ｄ
２３４
２．２亚硝酸钠降解壳聚糖
由表５可得：据Ｒｉ的结果可知，各降解条件对黏均分子量的影响大小为Ｄ＞Ａ＞Ｂ＞Ｃ，乙酸浓度＞１０％
２００７
２０１
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ＮａＮＯ２用量＞反应温度＞反应时间，由极差分析可得Ａ３Ｂ２Ｃ２Ｄ３的处理为最佳组合，得到的降解产物的黏均分子量最小。
２．３双氧水降解壳聚糖
表５亚硝酸钠降解壳聚糖的实验方案及结果分析实验号１２３４５６７８９ｋ１ｋ２ｋ３Ｒｉ
因素
Ａ１１１２２２３３３１１．３６．２４．３７．０
Ｂ１２３１２３１２３１１．０６．６４．１６．９
因素
Ａ１１１２２２３３３１５．２６．６５．９９．１
Ｂ１２３１２３１２３１３．０８．０６．８６．２
Ｃ１２３２３１３１２１３．０８．２６．６６．４
Ｄ１２３３１２２３１１３．６７．３６．８６．８
Ｃ１２３２３１３１２１０．３５．６５．９４．７
Ｄ１２３３１２２３１１２．５５．４３．８８．７
黏均分子量２７．０×１０４１１．０×１０４７．７×１０４６．８×１０４７．０×１０４５．９×１０４５．１×１０４６．０×１０４６．７×１０４
方差
来源ＡＢＣ误差
黏均分子量１０２３．３×７．１×１０３．３×１０４．８×１０９．５×１０
４４４４４
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表７中温α－淀粉酶降解壳聚糖的实验方案及结果分析实验号１２３４５６７８９ⅠｉⅡｉⅢｉＱｉＳｉ
因素
Ａ１１１２２２３３３１３．７８．４９４．６１９３．６７２１．９９
Ｂ１２３１２３１２３１１．５４．１９９．７８１．３８９．７
Ｃ１２３２３１３１２１７．７５．３２．４１１５．７１２．４
黏均分子量１０４９．２×１．４×１０４１．７×１０４２．０×１０４０．３９×１０４６．１×１０４０．３１×１０４２．４×１０４１．９×１０４
４．２×１０４４．９×１０４３．３×１０４４．８×１０４
表８方差分析（中温α－淀粉酶）偏差平
方和ＳＡ＝２１．９９ＳＢ＝９．７ＳＣ＝４４．０３Ｓｅ＝０．９２
自由度２２２１
平均偏差平方和ＳＡ／２＝１１．０ＳＢ／２＝４．８５Ｓｅ／１＝０．４６
Ｆ比ＦＡ＝２３．９１ＦＢ＝１１．５４
显著性＊＊＊＊
表６双氧水降解壳聚糖的实验方案及结果分析实验号１２３４５６７８９ｋ１ｋ２ｋ３Ｒｉ
ＳＣ／２＝２２．０２ＦＣ＝４７．８７
度４０℃、时间９０ｍｉｎ、酶用量１２００Ｕ／ｇ，酶用量的影响是显著的。３讨论
壳聚糖的降解方法很多，各自具有不同的应用条件和特点，根据不同的需要选择适当的降解方法是制备低分子量壳聚糖的关键。本文采用正交实验法确定了亚硝酸钠、双氧水、中温α–淀粉酶的适宜工艺条件，亚硝酸钠降解壳聚糖的最佳条件是１０％ＮａＮＯ２用量０．６ｍＬ，温度３５℃，时间３５ｍｉｎ，醋酸浓度３％；双氧水降解的最佳条件是Ｈ２Ｏ２浓度６％，温度–淀粉酶最佳７０℃，时间６ｈ，醋酸浓度４％；中温α
工艺条件为温度４０℃、时间９０ｍｉｎ、酶用量１２００Ｕ／ｇ。工艺条件简单，便于操作，同时也为降解壳聚糖提供理论基础。
参考文献：
［１］ＴａｍｏＦｕｋａｍｉｚｏ．ＡｇｒｉｃＢｉｏｌＣｈｅｍ，１９９１，５５：２６５３－２６５５［２］Ｓｕｇａｎｏ，ｅｔａｌ．Ｌｉｐｉｄｓ，１９８８，２３：１８７－１９１［３］ＳｕｚｕｋｉＫ，ｅｔａｌ．ＣａｒｂｏｈｙｄｒＲｅｓ，１９８６，１５１：４０３［４］ＥＰ，２２６３８１．１９８７［５］ＪＰ，０３２８０８５２
［６］覃彩芹．壳聚糖的降解及其结构表征．孝感学院学报，２００，２
（６）：６－９
［７］复旦大学．物理化学实验［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９２
由表６可得：据Ｒｉ的结果可知，各降解条件对黏均分子量的影响大小为Ａ＞Ｄ＞Ｃ＞Ｂ，Ｈ２Ｏ２浓度（％）＞乙酸浓度＞反应时间＞反应温度，由极差分析可得Ａ３Ｂ３Ｃ３Ｄ３的处理为最佳组合，得到的降解产物的黏均分子量最小。
由表７和表８可知：Ｆ０．０１＞ＦＡ＞Ｆ０．０５，说明该因素的改变对试验结果影响显著，从ⅠＡ、ⅡＡ、ⅢＡ中选择ⅢＡ最佳即为１２００Ｕ／ｇ。
Ｆ０．０５＞ＦＢ＞Ｆ０．１，说明该因素的改变对试验结果有一定的影响，从ⅠＢ、ⅡＢ、ⅢＢ中选择ⅡＢ最佳即为４０℃。
Ｆ０．０１＞ＦＣ＞Ｆ０．０５，说明该因素的改变对试验结果影响显著，从Ⅰｃ、Ⅱｃ、Ⅲｃ中选择Ⅲｃ。
所以对于中温α–淀粉酶最佳酶解工艺条件为温
３．
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低聚壳聚糖制备及黏均分子量的测定
张春玲，王遂
（哈尔滨师范大学理化学院化学系，哈尔滨１５００８０）
摘要：研究了壳聚糖的降解和黏均分子量的测定，确定了壳聚糖降解的适宜条件。亚硝酸钠降解壳聚糖的最佳条件是１０％ＮａＮＯ２用量０．６ｍＬ、温度３５℃、时间３５ｍｉｎ、醋酸浓度３％；双氧水降解的最佳条件是Ｈ２Ｏ２浓度６％、温度７０℃、时间６ｈ、醋酸浓度４％；中温α－淀粉酶的最佳工艺条件为温度４０℃、时间９０ｍｉｎ、酶用量１２００Ｕ／ｇ。
关键词：壳聚糖；降解；分子量；亚硝酸钠；双氧水；α－淀粉酶。中图分类号：ＴＳ２０１．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００５－９９８９（２００７）０３－０２００－０３
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ｗｅｉｇｈｔｏｆｌｏｗ－ｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｃｈｉｔｏｓａｎ
ＺＨＡＮＧＣｈｕｎ－ｌｉｎｇ，ＷＡＮＧＳｕｉ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＨａｒｂｉｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎａｎｄｍａｅｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔ，ａｎｄｇｅｔｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｂｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｂｙｎｉｔｒｉｔｅｓｏｄｉｕｍ：１０％ＮａＮＯ２ｉｓ０．６ｍＬ，ｃｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ３５℃，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ３５ｍｉｎａｎｄＣＨ３ＣＯＯＨｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｓ３％；Ｔｈｅｂｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｂｙｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ：
Ｈ２Ｏ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ：
６％，
ｃｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ７０℃，
ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ６ｈａｎｄＣＨ３ＣＯＯＨｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｓ４％；
Ｔｈｅｂｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｎｓｏｆｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｔｏｓａｎｂｙ
ｃｏｍｍｏｎα－ａｍｙｌａｓｅ：ｃｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ４０℃，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ９０ｍｉｎ，ｄｏｓａｇｅｏｆｅｎｚｙｍｅ１２００Ｕ／ｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｈｉｔｏｓａｎ；ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ；ｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔ；ｎｉｔｒｉｔｅｓｏｄｉｕｍ；ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ；α－ａｍｙｌａｓｅ
壳聚糖（Ｃｈｉｔｏｓａｎ）是甲壳素（Ｃｈｉｔｉｎ）脱乙酰基的产物，是由β－（１，４）－２－氨基－２－脱氧－β－Ｄ－葡萄糖单元和β－（１，４）－２－乙酰胺基－２－脱氧－β－Ｄ－葡萄糖单元组成的共聚物。一般而言，甲壳素（Ｃｈｉｔｉｎ）是一种天然高分子碱性多糖，它大部分存在海洋节肢动物（如虾、蟹）的甲壳中，也存在于昆虫、藻类细胞膜和高等植物的细胞壁中，分布广泛。在地球的储量仅次于纤维素，每年生物合成甲壳素有１００亿ｔ之多，也是迄今发现的唯一的天然碱性多糖。因此，它是一种十分
具有潜力的资源。但由于其溶解性差，化学性质不活泼，限制其应用的范围。目前研究表明：壳聚糖是一种生物相容性好，且安全无毒的生物降解材料，具有抗菌、降胆固醇［１］、降血脂、增强免疫力作用［２］、抗肿瘤活性［３－４］；强化肝脏功能，防止痛风和胃溃疡［５］等多种生物活性功能，但是壳聚糖的许多独特功能只有分子量降低到一定程度时才能表现出来［６］。
目前，降解壳聚糖方法主要有化学降解法、酸降解法和氧化降解法。本文研究几种低聚壳聚糖制
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基金项目：黑龙江省自然科学基金项目（Ｂ２００４－０２）。
作者简介：张春玲（１９８０－），女，黑龙江人，硕士研究生，研究方向为功能性食品分析。
３．
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备方法，通过正交实验确定了适宜的降解工艺条件。１材料与方法１．１实验材料
壳聚糖：浙江玉环县海洋生物有限公司；中温α－淀粉酶：无锡酶制剂厂，活力１０００００Ｕ／ｇ；
亚硝酸钠、双氧水（３０％）、醋酸、丙酮、乙醇、氢氧化钠、氯化钠：分析纯，市售。１．２主要仪器
ＳＨＡ－Ｃ水浴恒温震荡器：上海医疗器械五厂；ＰＨＳＪ－３Ｆ型实验室ｐＨ计：上海精密科学有限公司；ＭＰ－２００Ａ型电光分析天平：上海第二天平仪器厂；ＳＨＢ－ⅢＡ循环水式多用真空泵：郑州长城科乙贸有限公司；ＳＹＰ型玻璃温水浴：南京桑力电子设备厂；ＳＷＱ－ＩＡ智能数字恒温控制器：南京桑力电子设备厂；乌式黏度计：上海申力玻璃仪器有限公司；秒表：上海秒表厂。１．３实验方法
１．３．１壳聚糖黏均分子量测定在精取一定量壳聚糖或其降解产物溶解定量的溶剂中，搅拌至全部溶解，取１０ｍＬ于乌氏黏度计中，在２５℃的水浴恒温，用秒表测定溶剂以及不同浓度的壳聚糖溶液在乌氏黏度计中下落的时间［７］。１．３．２
亚硝酸钠降解壳聚糖
实验按表１所示因素水
平设计Ｌ９（３４）正交实验。反应结束后用１０％ＮａＯＨ溶液将反应液中和至ｐＨ７，在机械搅拌下滴加丙酮（丙酮∶反应液＝２∶１）。放置２４ｈ后抽滤出降解产物，用丙酮洗涤，常温干燥，测定黏均分子量。
表１亚硝酸钠降解壳聚糖的正交实验因素水平表
因素
水平１２３
１０％ＮａＮＯ２
体积（ｍＬ）Ａ
０．４０．５０．６
温度（℃）
Ｂ２５３５４５
时间（ｍｉｎ）醋酸质量
分数（％）ＤＣ
２５３５４５
１２３
１０－３（ｇ／ｃｍ）０．５４９７０．７１３００．９６２０１．２８３０１．９２４０
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应液＝２∶１）。放置２４ｈ后抽滤出降解产物，用丙酮洗涤，常温干燥，测定黏均分子量。１．３．４
中温α－淀粉酶降解壳聚糖壳聚糖溶解在ｐＨ５
的醋酸溶液，实验按表３所示因素水平设计Ｌ９（３４）正交实验。反应结束后用１０％ＮａＯＨ溶液将反应液中和反应液＝２∶至ｐＨ７，在机械搅拌下滴加乙醇（乙醇∶１）。放置１２ｈ后抽滤出降解产物，用乙醇洗涤，常温干燥，测定黏均分子量。
表３中温α－淀粉酶降解壳聚糖的正交实验因素水平表水平１２３
因素
酶用量（Ｕ／ｇ）Ａ
８００１０００１２００
温度（℃）Ｂ
３０４０５０
时间（ｍｉｎ）Ｃ
３０６０９０
２结果和分析
试验经过单因素试验，可以得到各因素的最佳值，根据这些最佳值来确定每个因素的最佳使用范围进行正交实验，正交实验结果见表５及表８所示。２．１黏均分子量的计算
壳聚糖黏均分子量实验测量结果见表４。根据表４所得直线见图１，外推至Ｃ＝０处，得［η，式中Ｋ＝］＝ＫＭα１．８１×１０－３ｃｍ３／ｇ，α＝０．９３算出Ｍ＝１．３×１０６，壳聚糖的降解产物黏均分子量按此方法测量。
表４实验测量数据和处理结果ｔ（ｓ）１７２．９１９７．６２３８．１２９９．７４６０．７
ηｒ１．６３１．８６２．２５２．８３４．３５
ηｓｐ０．６３０．８６１．２５１．８３３．３５
ηｓｐ（ｃ）１１４８．１１２１０．０１２９５．５１４２４．３１７３９．２
１．３．３双氧水降解壳聚糖实验按表２所示因素水平
设计Ｌ９（３４）正交实验。反应结束后用１０％ＮａＯＨ溶液将反应液中和至ｐＨ７，在机械搅拌下滴加丙酮（丙酮∶反
表２双氧水降解壳聚糖的正交实验因素水平表
因素
水平１２３
双氧水浓度
（％）Ａ
２４６
温度（℃）Ｂ５０６０７０
时间（ｈ）Ｃ２４６
醋酸质量分数（％）Ｄ
２３４
２．２亚硝酸钠降解壳聚糖
由表５可得：据Ｒｉ的结果可知，各降解条件对黏均分子量的影响大小为Ｄ＞Ａ＞Ｂ＞Ｃ，乙酸浓度＞１０％
２００７
２０１
分析检测
ＮａＮＯ２用量＞反应温度＞反应时间，由极差分析可得Ａ３Ｂ２Ｃ２Ｄ３的处理为最佳组合，得到的降解产物的黏均分子量最小。
２．３双氧水降解壳聚糖
表５亚硝酸钠降解壳聚糖的实验方案及结果分析实验号１２３４５６７８９ｋ１ｋ２ｋ３Ｒｉ
因素
Ａ１１１２２２３３３１１．３６．２４．３７．０
Ｂ１２３１２３１２３１１．０６．６４．１６．９
因素
Ａ１１１２２２３３３１５．２６．６５．９９．１
Ｂ１２３１２３１２３１３．０８．０６．８６．２
Ｃ１２３２３１３１２１３．０８．２６．６６．４
Ｄ１２３３１２２３１１３．６７．３６．８６．８
Ｃ１２３２３１３１２１０．３５．６５．９４．７
Ｄ１２３３１２２３１１２．５５．４３．８８．７
黏均分子量２７．０×１０４１１．０×１０４７．７×１０４６．８×１０４７．０×１０４５．９×１０４５．１×１０４６．０×１０４６．７×１０４
方差
来源ＡＢＣ误差
黏均分子量１０２３．３×７．１×１０３．３×１０４．８×１０９．５×１０
４４４４４
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表７中温α－淀粉酶降解壳聚糖的实验方案及结果分析实验号１２３４５６７８９ⅠｉⅡｉⅢｉＱｉＳｉ
因素
Ａ１１１２２２３３３１３．７８．４９４．６１９３．６７２１．９９
Ｂ１２３１２３１２３１１．５４．１９９．７８１．３８９．７
Ｃ１２３２３１３１２１７．７５．３２．４１１５．７１２．４
黏均分子量１０４９．２×１．４×１０４１．７×１０４２．０×１０４０．３９×１０４６．１×１０４０．３１×１０４２．４×１０４１．９×１０４
４．２×１０４４．９×１０４３．３×１０４４．８×１０４
表８方差分析（中温α－淀粉酶）偏差平
方和ＳＡ＝２１．９９ＳＢ＝９．７ＳＣ＝４４．０３Ｓｅ＝０．９２
自由度２２２１
平均偏差平方和ＳＡ／２＝１１．０ＳＢ／２＝４．８５Ｓｅ／１＝０．４６
Ｆ比ＦＡ＝２３．９１ＦＢ＝１１．５４
显著性＊＊＊＊
表６双氧水降解壳聚糖的实验方案及结果分析实验号１２３４５６７８９ｋ１ｋ２ｋ３Ｒｉ
ＳＣ／２＝２２．０２ＦＣ＝４７．８７
度４０℃、时间９０ｍｉｎ、酶用量１２００Ｕ／ｇ，酶用量的影响是显著的。３讨论
壳聚糖的降解方法很多，各自具有不同的应用条件和特点，根据不同的需要选择适当的降解方法是制备低分子量壳聚糖的关键。本文采用正交实验法确定了亚硝酸钠、双氧水、中温α–淀粉酶的适宜工艺条件，亚硝酸钠降解壳聚糖的最佳条件是１０％ＮａＮＯ２用量０．６ｍＬ，温度３５℃，时间３５ｍｉｎ，醋酸浓度３％；双氧水降解的最佳条件是Ｈ２Ｏ２浓度６％，温度–淀粉酶最佳７０℃，时间６ｈ，醋酸浓度４％；中温α
工艺条件为温度４０℃、时间９０ｍｉｎ、酶用量１２００Ｕ／ｇ。工艺条件简单，便于操作，同时也为降解壳聚糖提供理论基础。
参考文献：
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［７］复旦大学．物理化学实验［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９２
由表６可得：据Ｒｉ的结果可知，各降解条件对黏均分子量的影响大小为Ａ＞Ｄ＞Ｃ＞Ｂ，Ｈ２Ｏ２浓度（％）＞乙酸浓度＞反应时间＞反应温度，由极差分析可得Ａ３Ｂ３Ｃ３Ｄ３的处理为最佳组合，得到的降解产物的黏均分子量最小。
由表７和表８可知：Ｆ０．０１＞ＦＡ＞Ｆ０．０５，说明该因素的改变对试验结果影响显著，从ⅠＡ、ⅡＡ、ⅢＡ中选择ⅢＡ最佳即为１２００Ｕ／ｇ。
Ｆ０．０５＞ＦＢ＞Ｆ０．１，说明该因素的改变对试验结果有一定的影响，从ⅠＢ、ⅡＢ、ⅢＢ中选择ⅡＢ最佳即为４０℃。
Ｆ０．０１＞ＦＣ＞Ｆ０．０５，说明该因素的改变对试验结果影响显著，从Ⅰｃ、Ⅱｃ、Ⅲｃ中选择Ⅲｃ。
所以对于中温α–淀粉酶最佳酶解工艺条件为温
３．