直鏈糊精的分級(jí)及其性質(zhì)研究.pdf

1、直鏈糊精是由葡萄糖單元通過(guò)α-1,4-糖苷鍵連接而成的線性聚合物。目前，直鏈糊精主要通過(guò)酶法合成與酶法水解兩類方法制備而成，這些方法在合成或降解過(guò)程中難以控制直鏈糊精的聚合度，導(dǎo)致所得直鏈糊精分子量大小不均一，分布較廣，從而限制了與其相關(guān)的基礎(chǔ)研究及應(yīng)用。因此，對(duì)直鏈糊精分級(jí)從而獲得分子量分布窄的直鏈糊精具有重要意義，然而，關(guān)于直鏈糊精分級(jí)的研究罕見報(bào)道。因此，本研究一方面著重于對(duì)直鏈糊精進(jìn)行分級(jí)，建立高效分級(jí)直鏈糊精的方法；另一方面，

2、基于分級(jí)所得分布窄的直鏈糊精，本文研究了不同分子量直鏈糊精相關(guān)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，主要結(jié)論如下：
　　首先，基于乙醇沉淀直鏈糊精的規(guī)律，本文采用乙醇逐步沉淀法分級(jí)直鏈糊精，并以平均多分散性（Average Molecular-weight Dispersity,DMa）為評(píng)價(jià)指標(biāo)表征分級(jí)效果。結(jié)果表明，直鏈糊精溶液初始濃度、體系初始pH以及鹽對(duì)分級(jí)過(guò)程具有顯著影響。直鏈糊精溶液初始濃度越高，乙醇沉淀分級(jí)所得直鏈糊精回收率越高；以DMa為

3、評(píng)價(jià)指標(biāo)，當(dāng)直鏈糊精溶液濃度為2.0％時(shí)，分級(jí)效果最佳。此外，與中性條件相比，酸性及堿性條件下直鏈糊精的回收率降低，然而，乙醇逐步沉淀法在酸性、中性及堿性條件下均得到了分子量分布窄的直鏈糊精，表明該分級(jí)方法在酸性、中性及堿性條件下均適用；當(dāng)pH為4.01時(shí)，分級(jí)效果最佳。當(dāng)直鏈糊精溶液中含有鹽（KCl）時(shí)，隨著乙醇的逐步添加，鹽會(huì)伴隨直鏈糊精一同沉淀析出，不利于分級(jí)過(guò)程，并且鹽濃度越高，影響越顯著。
　　乙醇逐步沉淀法雖然可以有效

4、分級(jí)直鏈糊精獲得分子量分布窄的糊精，然而在操作過(guò)程中須嚴(yán)格控制乙醇的添加速率，存在操作繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn)，為避免乙醇逐步沉淀法的缺陷，本文研究了乙醇溶液對(duì)直鏈糊精的溶解規(guī)律，在此基礎(chǔ)之上，建立了乙醇溶液逐步溶解分級(jí)直鏈糊精的新方法，并探討了直鏈糊精與乙醇溶液固液比、pH以及鹽對(duì)分級(jí)過(guò)程的影響。結(jié)果表明，直鏈糊精與乙醇溶液固液比愈大，直鏈糊精回收率愈高。以DMa為評(píng)價(jià)指標(biāo)，當(dāng)固液比為1:100時(shí)，分級(jí)效果最佳；此外，該分級(jí)方法在酸性、中性

5、及堿性環(huán)境下同樣均適宜直鏈糊精分級(jí)，當(dāng)pH為6.00時(shí)，分級(jí)效果最佳。綜上所述，乙醇溶液逐步溶解法是一種有效分級(jí)獲得分子量分布窄的直鏈糊精方法，且操作簡(jiǎn)單，成本低，較乙醇逐步沉淀法更具優(yōu)勢(shì)，為工業(yè)大量分級(jí)制備直鏈糊精提供新思路。然而，鹽的存在同樣不利于直鏈糊精分級(jí)，鹽濃度愈高，影響愈顯著。
　　此外，采用乙醇溶液逐步溶解法大量分級(jí)直鏈糊精，獲得5組分子量不同的直鏈糊精，分別命名為F2:1、F1:1、F1:2、F1:5和>F1:5，

6、其重均分子量（MW）分別為1640 Da、2840 Da、3122 Da、3649 Da和4393 Da，多分散性系數(shù)（DM）分別為1.350、1.402、1.028、1.061和1.575。在與碘顯色反應(yīng)中，分子量不同，與碘反應(yīng)呈現(xiàn)的顏色不同，對(duì)應(yīng)的最大吸收波長(zhǎng)（λmax）不同。F2:1的分子量最小，不能與碘發(fā)生顏色反應(yīng)，F(xiàn)1:1、F1:2、F1:5和>F1:5的λmax分別為503nm、532nm、539nm和553nm，表明直鏈糊

7、精分子量越大，與碘顯色能力越強(qiáng)。此外，MW為1640 Da和2840 Da的直鏈糊精，即F2:1和F1:1，沒(méi)有形成晶體結(jié)構(gòu)，而F1:2、F1:5和>F1:5形成的結(jié)晶度分別為2.5%、2.7%和9.8%，上述結(jié)果表明，當(dāng)直鏈糊精分子量達(dá)到一定程度時(shí)才可形成結(jié)晶，且分子量越大，結(jié)晶能力越強(qiáng)。掃描電鏡分析表明，分子量較小的組分F2:1和F1:1形貌為片狀結(jié)構(gòu)，而分子量較大的組分F1:2、F1:5和>F1:5形貌為圓形顆粒或不規(guī)則塊狀結(jié)構(gòu)。