第二章海藻中的天然产物chapter1PPT.ppt

卡拉胶的分离与生产 ?卡拉胶，氯化钾 漂白干卡拉胶原藻 水洗 切细 5-10%NaOH or KOH于70?C 加热1小时 水洗、中和 90?C热水提取 过滤 蒸发浓缩 加1-1.5%KCl沉淀 洗涤 压榨 脱水干燥 磨粉 精制?卡拉胶粉末 卡拉胶的性质 基本性质 κ τ λ 溶解性 冷水 — — — 热水 70℃+ 70℃+ + 热牛奶 + + + 凝胶性 K+ Ca2+ — 稳定性 {碱性中性 稳 稳 稳 酸性{低浓度 均降解 高浓度}} 都稳定 分子量和黏度 分子量（100000~500000） 再浓度1.5%以下 1.5% 88~800厘泊 1.0% 100厘泊以下 0.5% 一般来说，分子量τ＜λ＜κ 卡拉胶的应用 多于食品工业： 在巧克力，牛奶中作稳定剂，0.05% 冰淇淋的稳定剂，0.01% 可用于澄清啤酒 肉罐头中的凝固剂0.2 % ~0.5 % 用于果冻、果酱的凝固剂0.6 % ~ 1.2 % 用于面包等制品，疏松质地，改良口感 低分子量κ-卡拉胶的制备及其分子修饰 低分子量κ-卡拉胶的制备 由于卡拉胶分子量大、粘度大、扩散困难及结构复杂等原因，机体很难吸收且其毒性大，未达到有效量就能致死实验动物，因此限制了它的应用。 而经过分子修饰后的卡拉胶分子量减小、结构简化、溶解性增强、稳定性和安全性得到提高，生物活性也大大提高。 目前主要是通过降解的方法来获取低分子量κ-卡拉胶，常用的降解方法有： 化学降解、物理降解和生物降解。 化学降解的方法 酸降解 酸降解的依据是酸性溶液能引起多糖中糖苷键的断裂，使多糖降解为低分子片段，控制酸的浓度、温度及时间可获得不同分子量大小的降解产物。 卡拉胶不耐酸，稀盐酸和稀硫酸在加热 的条件下对κ-卡拉胶均有降解作用。随着温度的升 高，酸的降解作用显著增加，但较高的降解温度往往会破坏硫酸基 酸水解 酸水解 氧化降解 一些氧化剂可以断裂3，6-内酯半 乳糖与D-半乳糖之间的糖苷键，如溴- 硫酸可以氧 化降解卡拉胶。 κ-卡拉胶在氧化剂H2O2存在的条件下也可进行氧化降解，H2O2是一种很强的氧化剂，在酸、碱和中性条件下均可用来制备低分子量的κ-卡拉胶。 物理降解 超声降解 超声降解是利用超声波在卡拉胶溶液中产生的冲击波、剪切力或碰撞力将糖苷键断开，使卡拉胶降解。实验证明，超声波降解只能引起糖苷键断裂，不改变葡聚糖的化学结构。 微波降解 在电解质存在情况下，通过微波加热可以降解卡拉胶。实验表明经不同输出功率微波辐照后，卡拉胶的3，6-脱水-半乳糖含量、凝胶强度、熔点和凝固点均呈下降趋势。 辐射降解 在室温条件下无需添加任何化学试剂，卡拉胶即可通过γ射线进行辐射降解。辐射会引起糖苷键的断裂，引起脱硫酸盐作用，导致分子量下降。 生物降解 近些年来，海洋多糖分子修饰方法研究已取得很大进展，卡拉胶来源于海洋多糖，从海洋生物中可以找到很多降解卡拉胶的酶，主要有两类：海螺酶和海洋微生物酶。 从海螺中提取酶具有操作简单的优点，但产率低、酶专一性差的缺点制约了海螺酶的应用。关于海洋微生物酶的报道很多，迄今为止已发现了大量的可以产生卡拉胶酶的微生物，并从中分 离纯化出了多种卡拉胶酶。 κ-卡拉胶酶是研究最多的一类，如从卡拉胶单胞菌中分离出可降解κ-卡拉胶的特有酶，主要断裂β-D-1→4 键，降解产物以 3-O-（3,6-α-D-半乳糖基）-4-硫酸基-β-D-半乳糖为主,微生物酶专一性高、活性强，对降解底物硫酸根没有破坏，是一种理想的降解手段。 低分子量κ-卡拉胶的分子修饰 分子修饰通过改变多糖的空间结构、分子量及取代基种类、数目和位置而对其活性产生影响. 对卡拉胶分子结构的修饰多是采用酰基化、硒化、烷基化、硫酸酯化、脱硫酸基、磷酸酯化及金属离子螯合等方法，以期待提高卡拉胶及其衍生物的生物活性。 酰基化 酰基化是目前国内外