1、毕业论文文献综述 高分子材料与工程 壳聚糖负载 -半乳糖苷酶纳米粒子的制备及在食品中应用 壳聚糖研究现状 壳聚糖（ CS）是有甲壳素产生，是自然界中最丰富的生物聚合物之一。 壳聚糖具有潜力的聚阳离子性，它是在自然界中含量丰富的一种多糖及独特的天然聚合物。 它是一类由 2-氨基 -2-脱氧葡萄糖在通过 -1， 4 糖贰键连接而成的带正电荷直链多糖 ， 相对分子质量可达几百万，来源于甲壳类动物、昆虫和其他无脊椎动物外壳中的甲壳质，是经脱乙酰化制得的一种天然高分子多糖体，它是自然界中唯一含游离氨基碱性基的阳离子可食性动物纤维。经 过不同的处理方法可得到不同形态的壳聚糖，如粉末状、糊状、膜状、纤维状等
2、。 商业应用的壳聚糖平均相对分子质量在 3800 20000 之间，脱乙酞度在 66% 95%之间。壳聚糖具有优良的生物可降解性、无免疫原性、生物相容性和生物黏附性 ， 可使药物在局部保持高浓度，且可以打开皮黏膜的紧密连接，增强药物在黏膜的渗透作用，还有消炎、抗菌等大多数聚合物所不具有的功能，人们早己以水凝胶膜片、水凝胶珠、微球、微囊、人工细胞、靶向制剂等形式，用于药物控释、靶向、智能给药等多种药物载体的研究，并认为壳聚糖基纳米粒子是一类很具有应用 前景的药物释放载体，特别适用于多肽、蛋白质、核酸、疫苗等生物活性大分子药物的包埋和释放。研究还发现，壳聚糖具有抗酸、抗溃疡、促进伤口愈合等性质 ;
3、作为各种剂型的辅料，壳聚糖既可用作片剂崩解剂、粘合剂，也可制成颗粒剂、眼用膜剂等。所以壳聚糖在生命科学领域有广泛的应用前景。 壳聚糖纳米粒子的制备 近年来 ， 以壳聚糖为原料制备的纳米粒子由于其在药物运输、基因治疗等方面具有广泛的用途而备受关注 ， 成为当前的研究热点。其中 ,壳聚糖纳米粒子的合成是这一研究热点的前提 ， 因此 ， 粒径分布窄的壳聚糖纳米粒子的合成就显得尤为重 要。 壳聚糖是带正电的高分子，因而能够与带负电的高分子发生静电相互作用。 Bodmeie等首次报道了壳聚糖与三聚磷酸盐 (TPP)之间由于离子交联作用制得了凝胶珠药物载体。基于同样的原理， Alonso 等制备了壳聚糖
4、TPP 纳米粒子。所采用的方法简单易行 :1 在室温下，把 pH=7 9 的 TPP 溶液与 pH=4 6 的壳聚糖溶液相混和，立即形成了纳米粒子。这种纳米粒子的形成是由壳聚糖的氨基和 TPP 磷酸根之间形成了分子内或分子间的离子键。此外，可以通过改变壳聚糖和 TPP 浓度来制备不同性质的纳米粒子。然而，为了得到稳定的高产率的 固态纳米粒子，壳聚糖与 TPP 质量比应该在 3:1 和 6:1 之间。高产率的纳米粒子的尺寸受到所用材料的纯度 ， 酸式盐的浓度以及壳聚糖的相对分子质量的影响。所以，对于不同规格的壳聚糖都要选择最优的制备条件。 壳聚糖纳米粒子药物负载的发展趋势 壳聚糖基质材料在药物控
5、释体系制备中的应用研究颇为广泛和深入。为了满足临床医学对药物及其剂型的理想要求 高效、无 (低 )毒、易操作 (无创伤 )和舒适性，药物新剂型的研究已成为高分子材料科学的一个重要研究方向。纳米粒子具有超微小体积，能穿过组织间隙并被细胞吸收，可通过人体最小的毛细血管， 还可通过血脑屏障。这些特有的优异性能，使其在药物和基因输送方面具有其它药物载体无法比拟的优越性。 由于壳聚糖纳米粒子具有更长的存储寿命以及相对较高的负载能力，因而有望替代脂质体成为多肽、蛋白、抗原、寡聚核苷酸和基因的控释载体。然而 , 在一些领域，尤其是药品和食品工业中，由于壳聚糖是高分子量的结晶多糖，很难溶于趋于中性的生理环境；
6、另一方面，在中性 pH 条件下很难对壳聚糖进行化学修饰，而促使壳聚糖溶解的酸性环境易对具有生物活性的敏感大分子诱发毒性。 壳聚糖 已被证实是无毒，有生物功能性，可生物降解，有生物相容性和 抗菌等性能8。 壳聚糖有很广泛的应用价值，由于其良好的物理化学和生物学特性，壳聚糖被认为是一个有吸引力的材料，可以使用在许多生物材料中，例如作为药物载体，植物保护，DNA 生物传感器，抗菌功能，组织工程，食品添加剂，饲料添加剂，水处理，食品包装等方面。 纳米粒子具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应，而显示出独特的物理化学特性。近年来 , 以壳聚糖为原料制备的纳米粒子由于其在药物运输、基因治
7、疗等方面具有广泛的用途而备受关注 , 成为当前的研究热点。 目前，有关壳聚糖基载药纳米微粒制备的研究方兴未 艾。可以预料，运用现代分子设计思想和先进合成技术，对壳聚糖基纳米微粒表面进行修饰并使其具有靶器官、靶组织和靶细胞所要求的选择性，将是未来研究的方向。我们希望利用性能优异的壳聚糖为基材，制备纳米载药体系，以提高对药物的生物利用度和治疗效果 。 半乳糖苷 半乳糖苷是由 1个蔗糖分子和 1个或 2个半乳糖分子构成，通过 1， 6糖苷键连接2 而成的一种低聚寡糖类物质。 半乳糖苷是一种无色透明液体，甜度是蔗糖的 70%，总能为 8.36kJ/kg，黏度较低，吸湿性要比蔗糖小。其具有良好的热稳定性
8、，即使在 140的高温 也不会分解，因此一般的加工方法不会使其失去活性。 半乳糖苷几乎可以完全溶解于 80%的乙醇溶液中。 半乳糖苷又称 “ 胀气因子 ” ，单胃动物肠道内是缺乏 半乳糖苷酶，当胀气因子进入大肠后，在大肠杆菌的发酵作用下，将其转化成挥发性的脂肪酸，从而会引起胀气、呕吐和下痢等现象，同时也降低了富含 半乳糖苷原料的消化能值。 半乳糖苷的抗营养作用主要表现在 : 半乳糖苷增加了小肠内容物的渗透性和液体的保持力，从而减少了营养物质的水解作用；由于 半乳糖苷经过肠段消化道微生物发酵后能产生大量 CO2、H2和 CH4等气 体，从而引起肠道的胀气，使畜禽的采食量下降；当 半乳糖苷在体内大
9、量积聚，达到一定量时，就会影响饲料的饲喂效果，对机体造成一定的影响 1。由于营养物质水解作用减弱，从而增加了小肠内容物的量，刺激小肠的蠕动反射，因而增加了肠道内饲料运转的速度，影响了对营养物质的充分吸收。 半乳糖苷酶是一种酶，它能催化 半乳糖苷类物质分解成低聚寡糖、蔗糖及果糖等单糖，是用来分解豆科籽实及加工副产品中含有 半乳糖苷键的胀气因子的专用酶制剂 2。作为一种特异性的外源酶，添加于含大豆粕的饲料中，可有效促进饼粕类饲料原料中 半乳糖苷类物质的分解，消除其引起的抗营养作用，有效提高饲料利用率，具有广泛的应用前景。 不同来源和不同方法所制得的 半乳糖苷酶有不同的最适 pH和温度范围。一般细菌
10、分泌的最适 pH范围是 6.5 7.5，最佳温度为 37 40 ，而丝 状真菌及酵母菌分泌的最适 pH范围变化较大， pH范围 在 4.5 8，温度一般在 50 60 。 目前，去除大豆中这种具有抗营养作用的大豆低聚寡糖主要可通过一下 3种方法：溶剂浸提、植物育种和加入外源性的 -半乳糖苷酶。前两种方法都有一定的缺陷，所以添加外源性的 -半乳糖苷酶是最有效的 方法。 -半乳糖苷酶作为一种水解糖苷酶，能专一地分解 -半乳糖苷中的糖苷键。 -半乳糖苷酶是一种多糖水解酶，可水解既单一的 -半乳糖苷和含有 -半乳糖苷复杂的多糖体系。由于其末端 -1,6-连接半乳糖残留水解活性，半乳糖苷酶被广泛用于鸡，
11、猪饲料，以降低抗营养低聚糖，如蜜二糖，棉子糖和水苏糖。 近年来，国内外对 -半乳糖苷酶的作用进行了很多研究，结果表明 ：在单胃动物饲料中添加 -半乳糖苷酶，能提高饲料中营养成分的利用率，为机体提供更多的能量。因此，用特异酶制剂来水解 -半乳糖苷3 是物理加工工艺的补充或取代物理 加工的一种方法。大量研究表明：饲用酶制剂可减少家畜或家禽的粪便排放，从而减少对环境的污染。 由此可见 -半乳糖苷酶的重要作用 1。 豆粕型饲料是当今畜禽的主要基础日粮，提高豆粕消化率具有十分重要的现实意义。大豆粕含 有高达 7%的 半乳糖苷，若这些 半乳糖苷都能被水解，豆粕的代谢能就会增加超过 8%。 半乳糖苷彻底水解
12、后，葡萄糖和半乳糖等就会从其紧密结构的分子中释放出来，被直接吸收和代谢，给动物提供能量。为消除饲料中的 半乳糖苷，更好地利用各种饲料资源，人们对 半乳糖苷酶在饲料中的应用进行了大量的应 用研究。 参考文献 1 董岩岩 , 吴长菲 , 唐湘华 , 杨云娟 , 黄遵锡 . -半乳糖苷酶在饲料工业中的应用 J. 饲料研究 , 2010, 5: 8-10. 2 蒋小丰 , 方热军 . -半乳糖苷酶在畜禽日粮中的应用研究 J. 饲料工业 , 2009, 29(10): 18-21. 3 穆永胜 , 戴求仲 , 张石蕊 . -半乳糖苷酶在家禽日粮中的应用 J. 国外畜牧学猪与禽 , 2009, 29(6)
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