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分别探讨了黑曲霉发酵法制备壳聚糖的最佳培养基、最佳培养条件和最佳提取条件,确定了黑曲霉发酵法制备壳聚糖的最佳工艺条件;应用壳聚糖良好的成膜性和抑菌性,对壳聚糖在中药黄连膜剂中的应用进行了初步研究。
对黑曲霉发酵法制备壳聚糖的培养基进行了优化。以菌体生物量为考查指标,由碳源、氮源与菌体生物量的单因素实验确定了较优的碳源和氮源。甲壳素合成酶需要二价阳离子,尤以镁离子最为突出,添加少量镁盐,能明显提高菌体生物量。由实验确定培养基中添加七水硫酸镁的最佳量为0.1﹪。通过正交实验确定黑曲霉最佳发酵培养基组成为:4﹪葡萄糖、2﹪黄豆饼粉、0.1﹪七水硫酸镁、0.1﹪磷酸氢二钟、0.001﹪硫酸亚铁。以此为基准,以菌体生物量为考查指标,对黑曲霉发酵条件的单因素进行分析,考查培养温度、培养时间和培养基pH三个因素对黑曲霉生产壳聚糖的影响,确定了最佳培养条件:培养温度28℃,培养时间40h,pH6.0~6.5,20﹪装液量,摇床转速220r/min。干菌体得率约为13g/L培养基。
对壳聚糖提取过程中的脱蛋白、脱色和脱乙酰基工艺进行了研究。分别采用碱法、酸法和酸碱交替法脱蛋白。实验表明,酸碱交替法脱蛋白效果明显优于单用酸或碱脱蛋白处理效果。酸碱交替法脱蛋白最优的工艺条件为:先用3﹪的盐酸处理1h,水洗至中性;然后用15﹪的氢氧化钠处理1h,水洗至中性,固液比均为1:15;实验确定脱色工艺条件为:采用双氧水作为脱色剂,最佳的脱色条件为用1:5(W/V)倍体积的浓度5﹪(V/V)的双氧水40℃水浴处理30min;以壳聚糖得率为考查指标,通过正交实验确定脱乙酰基最佳工艺条件为:50﹪氢氧化钠,处理时间2.5h,固液比1:15,反应温度110℃。壳聚糖得率约为13﹪。
壳聚糖有较好的成膜性,成膜后有一定的抗拉性、柔软性,生物相容性好,无毒性。利用壳聚糖的这些特性,对其在黄连中的应用进行了研究。壳聚糖复合药膜能促进口腔上皮软组织再生,降低机体的感染机会,延长药物在牙周袋和口腔粘膜的停留时间,从而有效提高药效。动物实验表明,壳聚糖复合药膜经过大剂量的直接口服,未发现有毒性表现,说明壳聚糖复合药膜无毒性,临床应用安全可靠。黄连壳聚糖复合药膜能显著增强口腔粘膜的抗损伤抗菌能力。壳聚糖是理想的口腔药物载体。