壳聚糖酶的研究进展

解完全脱乙酰化的壳聚糖，生成壳寡糖。
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2.2．壳聚糖酶的分布
壳聚糖酶在细菌、真菌和病毒等微生物类群中 均有存在，但大多数微生物产壳聚糖酶的活性低， 分离和提纯的技术比较复杂，使生产成本相对较 高，从而影响壳聚糖的酶法生产。
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2.3．壳聚糖酶的理化性质
微生物壳聚糖酶的分子质量一般为10～50ku。 同时也存在少数分子量较高的壳聚糖酶，如曲霉 Aspergillussp CJ-22-326合成两种壳聚糖酶，其中 外切酶的相对分子质量高达109ku[2]，另一种由
育种以获取较为理想的壳聚糖酶。
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孙金凤[6]研究组以从自然界中筛选得到的一株
壳聚糖酶活为9.84 nkat/mL的芽孢杆菌属菌株为出
发菌株，经硫酸二乙酯（DES）诱变处理后，筛
选得到壳聚糖酶活明显提高的突变株DES-4，其 壳聚糖酶活为26.67 nkat/mL，是出发菌株的2.7倍。
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Trichoderma reesei PC-3-7合成的外切壳聚糖酶的
相对分子质量也有93ku[3]。
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壳聚糖酶大部分为碱性蛋白，等电点(pI)变化范
围比较大，在4.0～10ห้องสมุดไป่ตู้1之间。大多数微生物的壳 聚糖酶具有较好的热稳定性，且最适反应温度一
般为30～70℃， 如Thermococcu skodakaraensis
KOD1所产壳聚糖酶的耐热性很好，其最适反应
温度高达 80℃[4]。
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2.4．壳聚糖酶的分类
根据壳聚糖酶的作用模型可分为内切型和外切 型两种。内切型壳聚糖酶以释放二聚体、三聚体 或低聚糖为主，外切型则从壳聚糖的非还原末端 产生单糖残基-氨基葡萄糖[5]。壳聚糖酶对壳聚糖
的降解，产物一般为二至八糖的壳聚糖。
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3.2.壳聚糖酶的分离纯化
目前，壳聚糖酶常用的分离纯化方法有分级盐
析、凝胶过滤层析和离子交换层析等。我国在壳
聚糖酶分离纯化方面已经做了许多研究，如天津
科技大学通过硫酸铵分级盐析、Sephadex G-25凝 胶过滤层析、DEAE Cellulose 52离子交换层析， 对曲霉TCCC45017产的壳聚糖酶进行分离纯化和 性质研究。得到的酶纯化倍数为57.21，回收率为
26.55%，比活力提高至578.55U/mg[9]。
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3.3.壳聚糖酶的固定化
对于壳聚糖酶的研究应用来说，固定化是一个
重要的研究方向。浙江大学以 DEAE 纤维素为载
体，戊二醛为交联剂，对固定壳聚糖酶进行研究。
将0.1g 精制的载体与5mL 5%戊二醛交联后加入 30mg 壳聚糖酶固定化，然后用DNS法分别测定固 定化前溶液的总酶活、固定化后溶液的总酶活以 及固定化酶的总酶活，再将固定化酶在4℃下储存
壳聚糖酶的研究进展
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目 录
1.前言
2.壳聚糖酶的简介 3.壳聚糖酶的研究进展
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1.前言
壳聚糖(chitosan)是由D- 氨基葡萄糖通过β-１， ４糖苷键连接而成的线性多糖，由于其相对分子 量较大，不易溶于水，在机体内不易被吸收，使
其应用受到很大限制。
壳寡糖(chitooligosaccharides)是壳聚糖进一步降
解形成的产物，具有较低的分子量，呈水溶性，
容易被机体吸收，是一种功能性低聚糖，具有壳 聚糖无法比拟的特性。
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研究发现，低分子量壳寡糖（如五糖、六糖）
具有抗肿瘤、抗菌、免疫激活及保湿吸湿等特点，
这使其在功能食品、医药、化妆品等领域有着广 泛的应用前景[1] 。 现在制备壳寡糖的方法主要有两种：化学降解 法和酶解法。其中酶解法因条件温和、选择性高， 对环境污染小，产物安全性好，受到学术界越来 越多的重视与关注。如今，酶法水解壳聚糖制备
乙酰基处理，生产出的壳聚糖，由于其分子量高，
虽然能溶于稀酸，但难溶于水；
⑶ 制取壳寡糖。将脱去乙酰基的壳聚糖用壳聚糖酶
降解，制取壳寡糖。
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虾、蟹壳→洗净→脱钙→脱蛋白质→脱乙酰基→
酶解→精制→产品
生产过程大体可分为三个阶段。
制备甲壳素
生产壳聚糖
制取壳寡糖
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⑴ 制备甲壳素。由于虾、蟹壳中除了含有甲壳素成
分外，还含有钙和蛋白质等成分，所以先要用稀
盐酸溶去钙质，再用氢氧化钠溶液浸泡，煮沸除 去虾、蟹壳中的蛋白质；
⑵ 生产壳聚糖。用40%的NaOH溶液将甲壳素进行脱
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3.壳聚糖酶的研究进展
3.1.壳聚糖酶的获取
近年来，科学家已从微生物中开发出了许多种
壳聚糖酶，但这些酶的生产成本普遍比较昂贵，
且难以实现商业化应用。目前研究公认大多数微
生物来源的壳聚糖酶属于诱导酶，基因表达大多 受阻遏物/诱导物系统控制，一般以壳聚糖为诱导 物，它们的降解产物为阻遏物。天然菌株产壳聚 糖酶的能力一般较低，因此现在大多都使用诱变
壳寡糖已成为甲壳素领域的一个研究热点。
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壳聚糖酶是酶法水解壳聚糖制备壳寡糖的专一
性酶。本文综述了目前壳聚糖酶的研究概况，以
及通过酶法制取壳寡糖的发展现状，同时展望了 其应用前景。
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2.壳聚糖酶的简介
2.1．壳聚糖酶的概念
壳聚糖酶(chitosanase)是分解壳聚糖的专一性酶， 是20世纪70年代初发现的一种新酶。它是由 Monaghan于1973年在研究细菌和真菌过程中首先 提出来的。壳聚糖酶不同于几丁质酶，它能够降
王艳[7]等曾以假单胞菌Y8.0为出发菌株，分别
通过亚硝基胍（NTG）、Co60、UV诱变，获得 的突变株Y8，其酶活力达到50.01 nkat/mL，提高 近6倍，并具有较好的遗传稳定性。 甘肃省天水师范学院利用紫外线诱变不同稀释
度的黑曲霉菌液后，筛选得到一株酶活力较强的
菌株A3，其酶活为52.34 nkat/mL，是出发菌株的 1.42倍[8]。
一周查看其储存稳定性。
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结果表明DEAE纤维素固定化壳聚糖酶的酶活 最高，储存稳定性最好(一周后酶活还高达原来的
93%)。而且将成品固定化酶重复使用10次，酶活
力损失小于15%，这些都表明该固定化酶具有较
好的操作稳定性。
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3.4.酶法制备壳寡糖的生产工艺
酶法制备壳寡糖常见的生产工艺流程如下：