1、毕业 论文文献综述 应用化学 可德胶的磺酸化改性及其产物物化性能的研究 多糖是一类重要的生物大分子，广泛存在于动植物和微生物中。植物的骨架维素、糖原、昆虫与节肢动物的甲壳质、植物的粘液、树胶，果胶等许多物质都是由多糖组成的。多糖在生物体内发挥着极其重要的功能。可德胶 （ Cutdlan） 是由产碱杆菌 ( Alcaligenes faecalis) 发酵产生的微生物多糖。该 多糖无支链，是直链型的一种全部由 1,3-D-葡聚糖苷建组成的聚合物。在食品及医药等领域有重要的应用。固体可德胶为白色粉末 ， 无毒 ， 不溶于水 ， 可溶 于碱溶液和 DMSO 水溶液。可德胶不溶于水，这限制了它的广泛应
2、用。因此对可德胶进行化学改性来扩大其应用范围，成为可德胶生物活性研究的重要方向之一。 近年来可德胶已在医药、食品、其他工业等领域显示出其独特的应用价值。特别是在医药方面，自然界存在的多糖并不是都具有生物活性的。 多糖的生物活性可取决于多糖中一些特定的官能团，往往可以通过一定的化学改性方式进行添加或取消官能团。一些原来没有活性的多糖经过衍生化后活性大大提高。近年来，对改善可德胶的水溶性的方法有很多，常用的 可德胶 的化学改性方法有磺酸化以及羧甲基化改性。 对 于这两种 改性的衍生物，已经被广泛的用于抗肿瘤、抗 HIV 以及提高免疫力等许多领域。另外 ， 羟乙基以及羟丙基化改性对于一些多糖而言也能
3、够增强水溶性以及提高抗肿瘤活性。 一、可德胶的性质及存在的问题 1、可德胶的凝胶特性 在自然状态下，可德胶是以圆环状的小颗粒形式存在的，与淀粉的结构相类似。可得然胶是由葡萄糖结构单元以 -1,3-D-葡萄糖苷键链接而成的线性大分子。分子式为(C6H12O6） n，可德胶具有极好的高热稳定性，在 130长时间加热不破坏胶质，熔点高达 140。在干燥的状态下是一种流动性极好的无臭、无味的 白色或灰白色粉末固体。可长期存在于聚乙烯袋中，不会失去凝胶化特性。可得然胶不溶于水，不溶于乙醇和大多数有机溶剂，但可溶解于碱液、甲酸、二甲基亚砜、镉乙二胺（ cadoxen）水溶液、25碘化钾溶液，可完全溶解于氢
4、氧化钠、磷酸三钠、磷酸三钙等 p H 12的碱性溶液， 1 2、可德胶存在的问题 可得然胶是一种不被人体消化、不产生热量的微生物多糖。 一些天然的多糖由于其较大的分子尺寸导致其不溶于水 , 或形成的水溶液具有高粘度 , 因而应用受到了限制。自然界存在的多糖并不是都具有生物活性的 ， 可德胶自身并没有生物活性， 取决于 多糖中一些特定的官能团，往往可以通过一定的化学改性 方法加以改进。 二、可德胶的应用 1、 在食品工业中的应用 可得然胶现已经被广泛应用于食品工业各个领域。如作为稳定剂、凝固剂、增稠剂、持水剂、粘合剂、成膜剂等用于肉类食品、面类食品、水产食品、烘烤食品、冷冻食品、油炸食品、低热能
5、食品（减肥食品）等的制作中。 2、 在医药行业中的应用 可德胶具有抗肿瘤、抗细菌、抗病毒及提高机体的免疫力的生理功能。可以影响脂类的代谢、盲肠内的微生物发酵及粪便内胆汁酸的排泄，从而降低血脂及体内胆固醇含量，同时对于结肠癌也有很好的预防效果。可德 胶尽管与多糖药物 -香菇多糖具有相似的主链结构，却没有后者所具有的生物活性。 多糖经过磺酸化改性后，其 C-6支链衍生物可溶于水，具有抑制艾滋病病毒 HIV活性，与常规的抗 HIV药物相比具有活性高、抗凝血副作用低的特点。可德胶还具有低毒性和显著的抗孢子侵袭活性使其成为潜在的治疗严重疟疾的辅助手段。 3、 他工业中的应用 可德胶还可以作为酶的固定化载
6、体，鱼饲料的粘合剂，也可作为载体起到一定的分离作用。此外，可德胶还用到牙膏等日用品和化妆品等方面。 三、可德胶化学改性的研究进展 1、 可德胶主链水解 可德胶具有较大的分子尺寸，其 在水溶液中具有高粘度，不溶于水，因而其应用受到了限制。可以通过降低分子尺寸，同时使其水溶液粘度的下降，来提高可德胶的使用价值。使其具有更优良的生物活性，利用多糖的水解制备具有生物活性的寡聚糖受到越来越多的关注。 可德胶分子链间通过氢键形成三螺旋结构，水解难度较大。之前采用化学和物理两种降解方法，通过实验比较化学降解方法中。结果表明酸降解法，盐降解法得到产率不高。酶降解法因其高效性和专一性，降解产率较高。除了上述方法
7、还有物理降解法如超2 声降解法，制备得到低分子量的衍生物。 2、 磺酸化衍生物 自 1987年发现 磺酸化多糖衍生物具有抑制艾滋病病毒 HIV活性。同时具有活性高、抗凝血副作用低的特点。 1990 年， Uryu 等首次发现具有线性 1,3-D-葡聚糖主链的可德胶的磺酸化衍生物对 HIV 具有很强的抑制作用，并利用 13C NMR方法研究了 HIV病毒蛋白质序列与磺酸化可德胶之间的相互作用，发展了一种揭示磺酸化可德胶抗 HIV 活性的方法。同时 与常规的抗 HIV 药物相比 ， 磺酸化可德胶具有活性高、抗凝血副作用低的特点。用吡啶 -磺酸作为磺酸化试剂，将磺酸基团选择性地接枝于低分子量可德胶的
8、 6-羟基上 , 制备了仅在 6位取代的 磺酸化可德胶 。 3、 羧甲基化衍生物 羧甲基化改性也是多糖常用的化学改性方法 ， 被认为是另一种体现多糖功能性特性的途径。目前 ， 大部分文献所使用的羧甲基化方法都借鉴了 Sasaki 等的方法。常选用异丙醇作为溶剂 , 30%(wt )的氢氧化钠溶液作为亲核试剂 ， 使可德胶在 50 左右 与氯乙酸进行取代反应 , 用透析法来纯化产品 ， 最后采用冷冻干燥获得最终产物 。 可德胶经羧甲基化改性后，溶解性及生物活性都有明显提高。羧甲基可德胶 （ CMC） 被认为具有良好的抗肿瘤活性。 直接作用于小鼠的腹膜巨噬细胞和小鼠淋巴瘤 P388D1细胞，同时还
9、具有较强的免疫特性。在化妆品中，它是一种生物反应修饰因子，可提高人体自身的防御机制。 四、 可德胶的 改性发展趋势 通过化学合成的方法成功制备了几种不同可德胶的衍生物。设置实验方案系统的归纳各种衍生物制备工程中，通过改变实验条件来得到可德胶水溶性的最佳条件。可通过改变投料比制备出具有不同基团取代度的衍生物，并可观察不同取代度对两亲性衍生物纳米胶束粒径的影响。挖掘更有效、更经济的方法直接将可德胶降解为小尺寸的衍生物或者通过其他化学方法改性来提高其 生物活性。并研究羧甲基化衍生物的抗肿瘤作用的机理。 参考文献 1 张琦 , 张洪斌 , 丛峰松 , 黄龙 . -(13) -D-葡聚糖可德胶化学改性的
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