壳聚糖是自然界中唯一带正电荷的天然碱性多糖,具有资源丰富、生物相容性好、生物可降解性、细胞亲和性、安全无毒等优点。壳寡糖及低聚糖作为壳聚糖的降解产物,不仅具有壳聚糖的优点,而且具有水溶性好、易被吸收利用、生物活性高等多种独特优点。壳寡糖及低聚糖的活性与其分子量大小密切相关,因此,选用合适方法制备壳寡糖及低聚糖就尤为重要。目前现有壳聚糖降解的方法存在着成本高、效率低或三废污染严重等缺点。微波降解是近几年兴起的新技术,具有操作简便、无污染,可控性好、高效节能的优越性。本文研究了微波辅助离子液体降解壳聚糖和微波耦合纤维素酶降解壳聚糖,探讨了微波辅助酶解的机理,并比较了壳寡糖的制备方法及产物性能。主要结果如下:①利用微波辅助离子液体[Emin]AC降解壳聚糖,通过单因素实验,获得了微波促进离子液体降解壳聚糖的最佳条件:壳聚糖浓度5%,酸性离子液体[PrSO3HP]HSO4浓度15%,微波功率700 W,反应温度150℃,反应时间30 min,可以将分子量为1.8×106 Da的壳聚糖降解成为5240 Da。②将微波加入到酶解壳聚糖的过程中。通过单因素实验得到水浴加热条件下纤维素酶降解壳聚糖的最佳工艺条件为:壳聚糖浓度为1%,酶用量60mg/g壳聚糖,酶解温度60℃,酶解pH值5.2,反应4 h可以将分子量为1.8×106 Da的壳聚糖降解成分子量为5110 Da;微波耦合纤维素酶降解壳聚糖的最佳工艺条件为:壳聚糖浓度为1%,酶用量60 mg/g壳聚糖,酶解温度55℃,酶解pH值5.0,反应4 h后壳聚糖的分子量为3790 Da。比较两种加热方式下壳聚糖降解效果发现微波能够加速酶解,提高降解速率、缩短反应时间,并且实现反应可控,产物壳寡糖分子量分布窄。③研究微波-酶耦合的相互作用机理,以及微波加速降解反应机理,结果表明:微波处理能促进壳聚糖分子中糖苷键的断裂,从而降低其分子量;无论是微波加热还是水浴加热,纤维素酶的一级结构没有改变;微波加热和水浴加热都能增强纤维素酶的紫外吸收,其中微波加热处理20 min即可显著增强纤维素酶的紫外吸收,而水浴加热处理120 min才会增强纤维素酶的紫外吸收;微波加热和水浴加热都能提高纤维素酶的酶活力,其中微波处理纤维素酶的酶活力最大点在20 min左右,而水浴加热的纤维素酶的酶活力最大点在60 min左右。④比较了制备壳寡糖的几种方法,并运用HPLC、质谱、元素分析等方法比较不同产物的脱乙酰度、聚合度分布、组分分析、元素分析。证明对于不同降解方法,微波能普遍提高壳聚糖降解速率。得到不同方法制备的壳寡糖的特点和适用范围:纤维素酶降解法适合制备大量低聚糖壳二糖-壳六糖,盐酸降解法适合制备全脱乙酰的壳寡糖,微波辅助H2O2降解法适合快速制备壳寡糖。