壳聚糖衍生物的制备及其抑菌性能研究

发布时间：2017-03-20 19:00

  本文关键词：壳聚糖衍生物的制备及其抑菌性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：壳聚糖是地球上仅次于纤维素的第二大可再生资源的多糖高分子生物材料,是目前自然界中唯一发现带正电荷的食物纤维,具有降脂、抑菌、生物相容性、免疫调节、易降解和无毒等特性,但是由于长链刚性结构导致的水不溶解性限制了其更广泛的应用。本文以壳聚糖为研究对象,通过针对性的改性,分别制得三种不同类型的壳聚糖衍生物,并进一步研究这三种壳聚糖衍生物对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌)、革兰氏阴性菌(大肠杆菌和沙门氏菌)的抑菌性能。主要结论如下： 1、通过对壳聚糖分子上氨基季铵化修饰,制备得到水溶性的M,N,N-三甲基壳聚糖(N,N,N-trimethyl chitosan, TMC)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)及氢谱(1H NMR)对其结构进行表征,凝胶渗透色谱(GPC)测定其相对分子质量为9400；TMC对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌最低抑菌浓度(MIC)结果分别为0.040、0.160、0.160和0.020mg/mL,其最小杀菌浓度(MBC)结果分别为0.160、0.320、0.160和0.080mg/mL,均远低于未修饰的壳聚糖,结果证明相比未修饰的壳聚糖TMC具有较强的抑菌效果；通过TMC的三个不同浓度(MIC、2×MIC和4×MIC)对各供试菌的抑制与时间的关系,结果表明当浓度到各供试菌的MBC时,TMC对各细菌均表现出较强的致死作用,可在6h内将细菌完全杀死(细菌总数约为105cfu/mL);通过透射电镜(TEM)观察比较TMC处理前后大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的形态,发现TMC可以有效破坏其细胞壁(膜)的完整性或使细胞壁(膜)趋于溶解,从而导致细胞死亡。 2、利用壳聚糖的还原性和稳定性,在碱性、高温环境下同硝酸银反应,制得银壳聚糖(silver chitosan);通过FT-IR及紫外-可见分光光度法对其进行了表征及确定。通过抑菌实验得到,银壳聚糖对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢朴菌的MIC结果分别为0.064、0.064、0.064和0.032mg/mL,其MBC结果分别为0.128、0.256、0.256和0.128mg/mL,其结果都远低于未修饰的壳聚糖、茶多酚和TMC,证明银壳聚糖对细菌具有高效的抑制作用。通过银壳聚糖不同浓度对各供试菌的抑制与时间的关系结果表明,当其浓度达到各供试菌的MBC时,银壳聚糖对细菌表现出致死作用,但其对细菌致死较TMC要慢,可在24内可将细菌完全杀死(细菌总数约为105cfu/mL)。 3、通过共沉淀法制备了四氧化二铁磁性微球,利用活性剂等进行表面包埋后,将壳聚糖通过酰胺键连接到磁球表面,从而获得壳聚糖磁性微球(chitosan magnetic particles,CMP)。通过FT-IR及粒径分布仪对其表征及确定；通过抑菌实验得到,CMP对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的最适作用浓度分别为0.300、0.300、0.400和0.400mg/mL,在此浓度处理下的最适作用时间分别40、30、40和40min；其对革兰氏阴性菌的捕获率(73%)高于革兰氏阳性菌(60%-70%)。
【关键词】：壳聚糖 改性 N N N-三甲基壳聚糖 银壳聚糖 壳聚糖磁性微球 抑菌性能
【学位授予单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O636.1
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 引言11-24
• 1.1 前言11
• 1.2 甲壳素11
• 1.3 壳聚糖11-18
• 1.3.1 性质和来源11-13
• 1.3.2 理化性质13-14
• 1.3.3 生物特性14-16
• 1.3.4 应用现状16
• 1.3.5 抗菌活性16-17
• 1.3.6 抑菌机理17-18
• 1.4 壳聚糖的化学改性18-21
• 1.4.1 羧基化反应19
• 1.4.2 酰基化反应19
• 1.4.3 烷基化反应19-20
• 1.4.4 醚化反应20
• 1.4.5 席夫碱反应20
• 1.4.6 季铵化反应20
• 1.4.7 接枝共聚反应20-21
• 1.4.8 交联反应21
• 1.5 壳聚糖衍生物的应用21-22
• 1.5.1 在农业中的应用21
• 1.5.2 在医药中的应用21-22
• 1.5.3 在食品保鲜中的应用22
• 1.5.4 在分析化学中的应用22
• 1.6 本课题的选题背景及意义22-24
• 第2章 N,N,N-三甲基壳聚糖的制备、表征及其抑菌性能研究24-38
• 2.1 前言24
• 2.2 材料与仪器24-25
• 2.2.1 材料与试剂24-25
• 2.2.2 仪器与设备25
• 2.3 实验方法25-27
• 2.3.1 TMC的制备25-26
• 2.3.2 TMC的表征26
• 2.3.3 抑菌实验26-27
• 2.4 结果与讨论27-36
• 2.4.1 TMC的表征结果27-29
• 2.4.2 抑菌结果29-35
• 2.4.3 TEM结果35-36
• 2.5 本章小结36-38
• 第3章 银壳聚糖的制备、表征及其抑菌性能研究38-48
• 3.1 前言38
• 3.2 材料与仪器38-39
• 3.2.1 材料与试剂38
• 3.2.2 仪器与设备38-39
• 3.3 实验方法39-40
• 3.3.1 银壳聚糖的制备39
• 3.3.2 银壳聚糖的表征39
• 3.3.3 抑菌实验39-40
• 3.4 结果与讨论40-47
• 3.4.1 银壳聚糖的表征结果40-42
• 3.4.2 抑菌结果42-47
• 3.4.2.1 MIC 和 MBC 结果42-44
• 3.4.2.2 银壳聚糖抑菌与时间的关系44-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第4章 壳聚糖磁性微球的制备及其抑菌能力的研究48-59
• 4.1 前言48
• 4.2 材料与仪器48-49
• 4.2.1 材料与试剂48
• 4.2.2 仪器与设备48-49
• 4.3 实验方法49-51
• 4.3.1 壳聚糖磁性微球的合成49-50
• 4.3.2 壳聚糖磁性微球的表征50
• 4.3.3 抑菌实验50-51
• 4.4 结果与讨论51-58
• 4.4.1 红外光谱结果51-52
• 4.4.2 粒径52
• 4.4.3 磁性壳聚糖微球浓度对细菌作用的研究52-55
• 4.4.4 壳聚糖磁性微球作用时间对细菌捕获率的影响的研究55-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第5章 总结、创新点与展望59-61
• 5.1 总结59
• 5.2 创新点59-60
• 5.3 展望60-61
• 参考文献61-72
• 致谢72-73
• 附录 研究生期间发表的论文73-74

【参考文献】

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本文编号：258249