鼠尾草酸绿色还原制备小麦醇溶蛋白包络纳米银颗粒及其抗菌特性研究

发布时间：2020-10-13 02:17

　　 纳米银(AgNPs)具有抗菌性好、广谱性、安全、无耐药性等特点,可作为一种长效的抗菌剂。但是纳米银在制备或应用过程中极易团聚氧化,丧失其应有的性质和功能,因此限制了其在食品包装体系中的应用。本论文围绕纳米银的绿色合成展开研究,利用纳米银与小麦醇溶蛋白的相互作用构建稳定的小麦醇溶蛋白/纳米银复合颗粒(gliadin/AgNPs),系统研究了其颗粒稳定性、生物相容性、抗菌性及在包装材料中的应用。主要的研究结论如下:1、采用液相还原技术,利用鼠尾草酸为还原剂绿色合成粒径为23±6nm的球形纳米银颗粒,并研究了纳米银的结构特性、抗菌性及储藏稳定性。研究表明,鼠尾草酸可通过羟基和羧酸酯基团作用还原得到纳米银颗粒。抗菌实验表明纳米银颗粒较单一成分(硝酸银、鼠尾草酸)的抗菌效果显著,其抑菌圈直径分别为16.67mm(金黄色葡萄球菌)和7.33mm(大肠杆菌),表现出协同抗菌的效果。但纯化后的纳米银颗粒稳定性差,长期放置容易聚集,影响纳米颗粒的抗菌性。2、利用小麦醇溶蛋白的两亲性,通过自组装作用首次构建粒径为26±5nm稳定的小麦醇溶蛋白/纳米银颗粒(gliadin/AgNPs),系统研究了纳米银复合颗粒的结构特性,细胞毒性、抗菌性及储藏稳定性。研究表明,gliadin/AgNPs复合颗粒具有比AgNPs颗粒更好的长期储藏稳定性(3个月)。稳定机理包括颗粒之间的空间位阻效应和壳层表面电荷相同导致的排斥效应。此外,当银浓度为13μg/mL时,其细胞活力仍为90%,表明小麦醇溶蛋白壳层有助于提高纳米银颗粒的细胞相容性,且对其抗菌性并无明显影响,抗菌效果显著。可作为良好的抗菌剂用于食品包装领域。3、采用浇铸的方法制备gliadin/AgNPs复合颗粒稳定的可生物相容的抗菌复合膜,研究抗菌复合膜的结构特性、纳米银累计释放量、生物相容性及抗菌性。研究表明,采用浇铸法制得的gliadin/AgNPs复合膜具有良好的透明度。SEM和EDS结果表明小麦醇溶蛋白对AgNPs产生的稳定作用,阻止了成膜过程中纳米银团聚,使其在膜中呈现均匀分布的状态。而AgNPs复合膜中纳米银呈现出明显的团聚和不均匀分布的状态。包埋于壳聚糖膜中的纳米银复合颗粒达到了缓释的目的,能够持续释放,15天内的累计银释放量为511ppb;同时复合膜具有明显的抑菌作用,加上其良好的生物相容性,为食品包装提供了一条解决切实可行的办法。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS206.4;TB383.1
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 纳米银
        1.2.1 纳米银颗粒
        1.2.2 纳米银颗粒的制备
        1.2.3 纳米银颗粒的抑菌机理
    1.3 复合纳米银
        1.3.1 复合纳米银颗粒
    1.4 小麦醇溶蛋白
        1.4.1 小麦蛋白的组成与结构
        1.4.2 小麦醇溶蛋白的组成与结构
        1.4.3 小麦醇溶蛋白在食品中的应用
    1.5 鼠尾草酸的性质与应用
        1.5.1 鼠尾草酸的性质
        1.5.2 鼠尾草酸的应用
    1.6 壳聚糖的性质与应用
        1.6.1 壳聚糖的性质
        1.6.2 壳聚糖的应用
    1.7 本课题的研究意义和主要内容
        1.7.1 研究意义
        1.7.2 主要内容
    1.8 本研究的技术路线
第二章 鼠尾草酸绿色合成纳米银颗粒的研究
    2.1 引言
    2.2 材料和方法
        2.2.2 仪器与设备
        2.2.3 实验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 纳米银颗粒(AgNPs)的紫外分光光谱分析
        2.3.2 纳米银颗粒(AgNPs)的X-射线衍射(XRD)分析
        2.3.3 纳米银颗粒(AgNPs)的红外光谱(FT-IR)分析
        2.3.4 纳米银颗粒(AgNPs)的形貌特征分析
        2.3.5 纳米银颗粒(AgNPs)的抑菌性能研究
        2.3.6 纳米银颗粒(AgNPs)的纯化和稳定性分析
    2.4 本章小结
第三章 鼠尾草酸绿色合成小麦醇溶蛋白/纳米银颗粒的研究
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.2 仪器与设备
        3.2.3 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 小麦醇溶蛋白/纳米银颗粒(gliadin/AgNPs)紫外分光光谱和ICP分析
        3.3.2 小麦醇溶蛋白/纳米银颗粒(gliadin/AgNPs)X-射线衍射(XRD)分析
        3.3.3 小麦醇溶蛋白/纳米银颗粒(gliadin/AgNPs)红外光谱(FT-IR)分析
        3.3.4 小麦醇溶蛋白/纳米银颗粒(gliadin/AgNPs)形貌特征分析
        3.3.5 小麦醇溶蛋白/纳米银颗粒(gliadin/AgNPs)细胞毒性分析
        3.3.6 小麦醇溶蛋白/纳米银颗粒(gliadin/AgNPs)抑菌性能研究
        3.3.7 小麦醇溶蛋白/纳米银颗粒(gliadin/AgNPs)长期稳定性研究
    3.4 本章小结
第四章 小麦醇溶蛋白/纳米银颗粒-壳聚糖复合抗菌膜的研究
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 材料与试剂
        4.2.2 仪器与设备
        4.2.3 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 壳聚糖复合膜的外观和紫外分光光谱分析
        4.3.2 壳聚糖复合膜的红外光谱(FT-IR)分析
        4.3.3 壳聚糖复合膜的形貌特征分析
        4.3.4 壳聚糖复合膜的银累计释放总量
        4.3.5 壳聚糖复合膜的细胞相容性
        4.3.6 壳聚糖复合膜的抑菌性能研究
    4.4 本章小结
结论与展望
    一、结论
    二、本研究的主要创新之处
    三、展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

【参考文献】

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本文编号：2838594