1.2.2 微生物制备壳聚糖

由于先前制备壳聚糖条件限制较多，所以国外最先开始探索使用其他原料产生壳聚糖。最初是在20世纪80年代开始，日本、美国等国家先后开始对微生物发酵生产壳聚糖进行研究。如Whitl[9]实验室规模发酵鲁氏毛霉生产壳聚糖，Mc GAHEN[4]实验室规模发酵蓝色犁头霉生产壳聚糖，我国渐渐开始涉足这方面的研究是在90年代初。在研究中发现，甲壳素和壳聚糖同样存在于微生物内，特别是在真菌细胞壁中，其中甲壳素的含量是非常可观的。这些真菌包括子囊菌纲、担子菌纲、半知菌纲以及藻类纲等 [10]。经过不断的探索，发现丝状真菌可以产生壳聚糖。因为甲壳质合成酶和甲壳质脱乙酰酶在一些丝状真菌细胞中存在，上述两种酶的协同合作可以使得丝状真菌中形成壳聚糖[11]。所以可以通过酶法得到壳聚糖，而细胞壁中只含甲壳素的可以通过酸碱法得到壳聚糖。甲壳素脱乙酰得到壳聚糖的工艺流程一般为：水洗 → 碱煮（NaOH）→ 碱不溶物水洗至中性 → 酸提 ( 3% HCl) → 酸提取液调PH至10-11 → 碱不溶物水洗至中性 → 干燥 → 壳聚糖粗品。其中菌体经过加入氢氧化钠溶液并沸水煮后，使其达到充分去除蛋白质和其它有机杂质的目的。在制取壳聚糖的过程中同样也省去了漂白、脱色等工序。因为用氢氧化钠溶液煮沸时，己经起到了漂白的作用。

与传统的虾、蟹壳和蛹等作原材料相比，由于真菌可通过工业进行大规模的发酵培养，它的培养与季节、地域等方面条件关系不大，生产工艺相对较简单，控制较为简单方便，生产周期短等优点[12]，所以从微生物细胞壁中提取壳聚糖是有价值的。而且工业生产过程中存在很多废弃的菌丝体，这些本该浪费的菌丝体，可以进行处理提取壳聚糖，从而使其变废为宝，既加强了真菌的综合利用，又降低了成本。

1.3 赭曲霉

丝状真菌细胞壁最内层是由几丁质和壳聚糖组成的，见表1.1。它们靠近质膜附近，呈放射状态，它们组成真菌菌丝尖端的延长部位 [13]。在顶端细胞原生质膜上的细胞壁内存在合成胞囊的合成酶[14]，几丁质与壳聚糖的生成和真菌菌丝的生长有着紧密的联系。

赭曲霉，拉丁名为Aspergillus ochraceus ，属于壳霉目，杯霉科，在自然界中分布十分广泛[15]。赭曲霉呈菌丝形态，但是由于细胞壁只含有甲壳素，并不存在壳聚糖，所以仍然需要通过强碱或者酶法进行脱乙酰从而得到壳聚糖。赭曲霉生长在温暖的地区，最适宜的生长温度是24℃到31℃，生长繁殖最适的水分活度为0.95-0.99。目前已被应用在工业上，如通过赭曲霉进行甾体类药物的 C-11α 羟基化反应，从而制备出心血管药物 C-11α 羟基化坎利酮[16]。还有对于通过对于赭曲霉毒素A进行单链抗体的制备以及对于制备产物有了初步应用研究[17]等。

表1.1 真菌细胞壁多糖的主要成分[18]

类群 纤维结构组分 代表种 基质组分

卵菌纲 纤维素，β-1,3-β-1,6-葡聚糖 异水霉属 葡聚糖

半知菌纲 几丁质，葡聚糖 青霉、黑曲霉 葡聚糖

结合菌纲 几丁质，葡聚糖 毛霉、根霉 多聚葡糖醛酸，葡糖醛酸甘露糖蛋白

子囊菌纲