摘 要

壳聚糖化学名称是聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖是以甲壳质为原料，经提炼而成，水溶性较差，但是能溶于稀酸，也能被人体吸收。壳聚糖是甲壳质的一种衍生物，具有独特的理化性能和生物活化功能。甲壳素分子因其氢键的相互作用，形成了有序的大分子结构，溶解性能差的问题，导致了它在许多方面的不能得到很好的应用，而甲壳素转化为壳聚糖，却由于其分子结构中大量游离氨的存在，溶解性能大大改观，并且具有一些独特的物化性质及生理功能，在农业、医药、食品、化妆品、环保诸方面具有广阔的应用前景。

本文具体研究内容和结果如下：

1.制备羧丁酰壳聚糖。通过查阅文献得知制备羧丁酰壳聚糖的步骤。羧丁酰壳聚糖的取代度达到0.468。

2.用转谷氨酰胺酶催化制备羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽(NSC-Nisin)。羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽的傅里叶变换红外光谱图（FT-IR）表明，乳酸链球菌肽成功接枝到羧丁酰壳聚糖上。通过紫外光谱分析单因素试验下的最佳条件，得到制备羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽最佳工艺条件：反应温度为55℃，反应时间为2h，乳酸链球菌肽与羧丁酰壳聚糖的质量比为1.2，最大取代度为0.457。

3.研究产物羧丁酰聚糖-乳酸链球菌肽的抗氧化能力、还原能力。考察羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽的不同浓度和不同取代度对抗氧化活性和还原能力的影响。抗氧化实验表明羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽有较好的羟自由基清除能力，并且羟自由基清除能力大小随着浓度和取代度的增加而增大。还原能力实验显示羧丁酰壳聚糖接枝乳酸链球菌肽的还原能力随着浓度和取代度的增加而增大。

4.细胞毒性实验数据表明，在一定范围内，羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽的成纤维细胞存活率，随着浓度增加先减小后增加。但是在同一浓度下，随着取代度的增加，细胞存活率显示增加的趋势。

关键词：壳聚糖；乳酸链球菌肽；转谷氨酰胺酶；抗氧化能力；还原能力；成纤维细胞；

Abstract

Chitosan’ s chemical name is poly glucosamine (1-4)-2-amino-B-D glucose. Besides, it can be absorbed by human body. In chitin molecule, because of its hydrogen bonding interactions, it forms the ordered molecular structure and its solubility is poor, which limits its applications in many yields. Hower，when the chitin turns to chitosan, due to the molecular structure of a number of free ammonia, its dissolved performance can be improved, and has some unique physicochemical properties and physiological functions，which means that it has a wide application prospect in agriculture, medicine, food, cosmetics or environmental protection.

The contents and results of this paper are as follows:

1. Prepare n-succinyl chitosan. In this paper，in order to know the step to prepare n-succinyl chitosan, some papers are read. The DS of NSC comes to be 0.468.

2.Preparation with transglutaminase enzyme catalyzed NSC-Nisin. NSC-Nisin’s FT-IR and NMR data show that Nisin successfully grafted onto n-succinyl chitosan. Under UV spectroscopy by single factor test and analysis, peparation of NSC-Nisin conditions are the reaction temperature is 55 ℃, the reaction time is 2.0 h, the quality of the Nisin to n-succinyl chitosan ratio is 1.2, the maximum degree of substitution is 0.457.

3.We also studied the graft product NSC-Nisin’s antioxidant capacity and reducing power. Different concentrations and different degrees of substitution of NSC-Nisin effect on against oxidation activity and reducing power. Antioxidant capacity reduction experiments and experiments showed that NSC-Nisin has a good free radical scavenging capacity and reducing power, scavenging and reducing power and size with increasing concentration and increasing the degree of substitution.

4.Experimental data show that NSC-Nisin’s fibroblast survival rate is the first increaseing with increasing concentration after decreasing. However, with the increase of the degree of substitution increases, NSC-Nisin’s fibroblast survival rate will reduce.

Key Word: Chitosan; Nisin; Glutamine enzyme; antioxidant capacity; reducing power; fibroblast;

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 7

1.1引言 7

1.2壳聚糖的介绍 8

1.2.1壳聚糖的结构 8

1.2.2改性壳聚糖的衍生物 8

1.2.3壳聚糖的应用 10

1.3 转谷氨酰胺酶 11

1.3.1转谷氨酰胺酶的来源 11

1.3.2转谷氨酰胺酶（MTGase）的结构 11

1.3.3转谷酰胺酶的作用机理 12

1.3.4转谷氨酰胺酶的应用 12

1.4乳酸链球菌肽的概述及其应用 13

1.5选题依据和主要研究内容 14

1.5.1选题依据 14

1.5.2主要研究内容 14

第2章 羧丁酰壳聚糖接枝乳酸链球菌肽的制备及其性能研究 16

2.1引言 16

2.2 实验部分 16

2.2.1实验材料和仪器 16

2.2.2羧丁酰壳聚糖的制备及其取代度测定 18

2.2.3 转谷氨酰胺酶（MTGase）的纯化^[61] 19

2.2.4乳酸链球菌肽（Nisin）的纯化 19

2.2.5 羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽的制备 19

2.2.6 样品的结构表征 20

2.2.7羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽取代度的测定 20

2.2.8 羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽清除自由基能力的测定 21

2.2.9 羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽还原能力的测定 21

2.2.10羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽促进细胞生长能力的测定 22

2.3 结果与讨论 22

2.3.1 红外光谱图分析 22

2.3.2羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽的制备条件优化 24

2.3.3 羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽的抗氧化能力 27

2.3.4 羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽的还原能力 28

2.3.5 羧丁酰壳聚糖-乳酸链球菌肽毒性实验 29

2.4本章小结 30

第3章 结论 31

参考文献 32

致 谢 37

第一章 绪论

1.1引言

壳聚糖别名几丁糖、几丁聚糖和壳多糖，是指脱乙酰度已超过了50%的甲壳素。甲壳素是一种最丰富的天然氨基酸多糖，其每年的产量几乎一样和多纤维素一致。甲壳素作为一种未经充分利用的资源，已引起了人们极大的兴趣。壳聚糖是甲壳素脱乙酰化产物，是一种普遍存在于昆虫和海洋无脊椎动物的外骨骼中的生物聚合物。壳聚糖具有比较好的生物可降解性、促进伤口愈合、生物相容性、抗肿瘤活性、止血、抗菌性等性质。壳聚糖可以用为作为对真菌，细菌和病毒的抗微生物剂和作为植物防御机制的激发剂。脱乙酰基后的壳聚糖有一定的水分调节能力，因为壳聚糖分子之间存在作用力比较强的氢键，导致其水溶性比较差，只溶于酸性溶液然而不溶于水中，这会限制壳聚糖的应用范围。仅仅使用壳聚糖已经明显不能满足作为医用烧伤辅料的需求和要求。所以需要对壳聚糖进行改性，引进新的基团是一种改性的常见方法。

羧丁酰壳聚糖是近几年受到广泛关注的一种新的壳聚糖水溶性衍生物。当其用作药物载体时，可以用于抗癌药物载体、药物释放及基因传递等领域。其活性基团可以和金属离子反应，也可对金属离子进行吸附；另外，羧丁酰壳聚糖还具有pH敏感性，良好的吸湿保湿性，故而可以期望会在化妆品领域有比较好的潜在应用价值。