蚕蛹甲壳素抗菌新材料的研究

发布时间：2017-10-04 23:27

  本文关键词：蚕蛹甲壳素抗菌新材料的研究

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【摘要】： 我国是世界上最大的蚕丝生产国,具有最丰富的蚕蛹资源,全国每年干蚕蛹产量可达10余万吨,占世界蚕蛹产量的70%以上。蚕蛹作为缫丝工业的副产品,由于有特殊的气味,除用于畜禽饲料外,并未得到很好的利用。由于甲壳素及其衍生物功能多样,被广泛应用于许多领域,从虾壳、蟹壳类提取甲壳素/壳聚糖已形成工业化生产。研究表明,蚕蛹壳中甲壳素的含量为33%-44%,高于虾壳、蟹壳中含量,且蛹壳中的盐类物质远少于虾壳、蟹壳,是一种更优良的甲壳素资源。蚕蛹可以直接从缫丝厂大量收集,来源广泛、成本低廉,可变废为宝,实现资源的循环利用,有很高的经济价值。因此,对蚕蛹甲壳素/壳聚糖制备工艺及产品性能进行详细研究极其必要。 本论文以家蚕蛹的蛹壳为原料,主要采用酸碱法(稀酸脱矿物质,稀碱脱蛋白质,H_2O_2脱色和浓碱脱乙酰基),探讨了甲壳素与壳聚糖的最佳制备工艺,并对蚕蛹壳中提取的壳聚糖的抗菌性进行研究,主要得到以下实验结论: 1.利用蚕蛹壳提取甲壳素最佳工艺研究及产品质量检测 (1)采用单因素实验法对甲壳素的提取工艺进行探讨,分别讨论了盐酸的浓度、浸泡时间和浸泡温度对脱矿物质的影响以及NaOH的浓度、浸泡时间和浸泡温度对脱蛋白质的影响。最终确定制备甲壳素的最佳工艺为:洗脱矿物质的条件为HCl溶液的体积分数为3%,浸泡温度30℃,浸泡时间22h;脱有机物质的条件为:NaOH溶液质量分数5%,浸泡温度85℃,浸泡时间为4h,并用10%H_2O_2脱色。 (2)实验提取的甲壳素成品的主要质量指标为:白色片状或粉状固体,水分含量为5%～10%,灰分含量为0.63%～0.81%,含氮量为5.86%～6.02%,提取率为32%～38%。它与虾、蟹中提取的食品级甲壳素企业标准(颜色为白色,形状为片状或粉状,水分含量为≤10%,灰分含量为≤1.0%,含氮量为6.2%～6.5%)相比,本研究所得蚕蛹甲壳素质量均优于虾、蟹壳中提取的食品级甲壳素,有助于其深度开发与利用。 2.利用蚕蛹甲壳素制备壳聚糖的最佳工艺研究及其质量检测 (1)采用3因素4水平/5水平的正交实验探讨了蚕蛹甲壳素制备壳聚糖的工艺,结果表明:NaOH的浓度、温度与时间对脱乙酰度的结果影响均非常明显,NaOH的浓度与温度之间协同显著影响脱乙酰度:但处理时间与处理温度之间对脱乙酰度的影响相对独立。最终确定制备壳聚糖最佳工艺为:NaOH浓度为50%,NaOH处理时间为18h,处理温度为90℃。 (2)按上述试验条件制备的壳聚糖为白色粉状或片状,水分含量8.1%,灰分含量0.67%,黏度41mpa.s,分子量5×10~4,脱乙酰度95.6%,与虾、蟹中提取的食品级壳聚糖企业标准(颜色为白色,形状为片状或粉状,水分含量为≤10%,灰分含量为≤1.0%,脱乙酰度≥85%,黏度为30mpa.s～3000mpa.s)相比,本研究所得蚕蛹壳聚糖的主要质量指标均优于虾、蟹壳中提取的食品级壳聚糖。 3.蚕蛹壳聚糖的抗菌性研究 选择DD.90.4%与DD.95.6%壳聚糖对大肠杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌进行抗菌性研究。 (1)DD.90.4%与DD.95.6%壳聚糖在pH4.5～6.5范围内,有明显的抑菌作用,而当pH大于6.5时,壳聚糖抑菌性有所减弱甚至无抑菌效果。说明壳聚糖的抑菌效果受到介质pH的影响。即在酸性环境下,壳聚糖的游离氨基发生质子化,容易与带负电荷的微生物相互作用,从而发生抑菌作用,因此在较低pH值条件下壳聚糖的抑菌作用要大于pH值较高的环境。 (2)DD.90.4%壳聚糖,在浓度0.100%～0.125%范围内,对各种菌种抑菌性强弱顺序依次是:大肠杆菌＞嗜热脂肪芽孢杆菌＞金黄色葡萄球菌＞白色念珠菌;DD.95.6%壳聚糖,在浓度0.100%～0.125%范围内,对各种菌种抑菌性强弱顺序依次是:金黄色葡萄球菌＞嗜热脂肪芽孢杆菌＞大肠杆菌＞白色念珠菌;纯化后的DD.90.4%壳聚糖,对白色念珠的抗菌性有很大改善,当浓度达到0.125%时,抑菌率可达到95%以上。 (3)从家蚕蛹提取的壳聚糖对各种菌种的最小抑菌浓度为:(DD.90.4%壳聚糖的最小抑菌浓度是:金黄色葡萄球菌为0.125%,大肠杆菌0.100%,嗜热脂肪芽孢杆菌0.125%;DD.95.6%壳聚糖的最小抑菌浓度是:金黄色葡萄球菌为0.075%,大肠杆菌0.100%,嗜热脂肪芽孢杆菌0.125%)与虾、蟹中提取的壳聚糖相比,抑菌效果更加显著。该研究结果为利用家蚕蛹提取甲壳素,开发壳聚糖抗菌新产品提供了理论依据。
【关键词】：家蚕蛹 甲壳素 壳聚糖 抗菌性
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 文献综述10-26
• 1.1 概述10-20
• 1.1.1 甲壳素/壳聚糖的发现与命名10-11
• 1.1.2 甲壳素/壳聚糖的结构特征及分布11-13
• 1.1.3 甲壳素/壳聚糖的物理性质13-14
• 1.1.4 甲壳素/壳聚糖的化学性质14-16
• 1.1.5 甲壳素/壳聚糖及其衍生物的应用16-19
• 1.1.6 甲壳素/壳聚糖的质量检测19-20
• 1.2 甲壳素/壳聚糖的开发利用现状20-23
• 1.2.1 虾、蟹中的甲壳素/壳聚糖21
• 1.2.2 蝉蜕中的甲壳素/壳聚糖21
• 1.2.3 蝇蛆壳中的甲壳素/壳聚糖21-22
• 1.2.4 松毛虫中的甲壳素/壳聚糖22-23
• 1.2.5 蚕蛹壳中的甲壳素/壳聚糖23
• 1.2.6 其他23
• 1.3 壳聚糖抗菌性的研究现状23-26
• 1.3.1 壳聚糖抗菌的原理24
• 1.3.2 壳聚糖抗菌性的影响因素24-26
• 第二章 引论26-28
• 2.1 研究的目的和意义26-27
• 2.2 研究的内容27
• 2.3 技术路线27-28
• 第三章 蚕蛹甲壳素制备最佳工艺研究28-36
• 3.1 材料与方法28-30
• 3.1.1 试验材料与主要试剂28-29
• 3.1.2 实验方法29
• 3.1.3 甲壳素的性能测定29-30
• 3.2 结果与分析30-34
• 3.2.1 甲壳素的定性30
• 3.2.2 HCl含量与矿物质的洗脱效果30-31
• 3.2.3 HCl溶液浸泡温度与矿物质的洗脱效果31
• 3.2.4 HCl溶液浸泡时间与矿物质的洗脱效果31-32
• 3.2.5 NaOH含量与有机物质的洗脱关系32
• 3.2.6 NaOH溶液的浸泡温度与有机物质的洗脱关系32-33
• 3.2.7 NaOH溶液的浸泡时间与有机物质的洗脱关系33
• 3.2.8 自制蚕蛹甲壳素的质量指标33-34
• 3.3 小结与讨论34-36
• 第四章 蚕蛹壳聚糖制备最佳工艺研究36-48
• 4.1 引言36
• 4.2 材料与方法36-40
• 4.2.1 试验材料与主要试剂36-37
• 4.2.2 试验方法37-40
• 4.3 结果与讨论40-48
• 4.3.1 壳聚糖产品的性状40
• 4.3.2 方差结果分析40-44
• 4.3.3 自制壳聚糖的质量指标44-45
• 4.3.4 小结45-48
• 第五章 蚕蛹壳聚糖抗菌性研究48-58
• 5.1 引言48
• 5.2 材料48-50
• 5.2.1 壳聚糖的选定48-49
• 5.2.2 试验菌种49
• 5.2.3 培养基49
• 5.2.4 菌液的制备49
• 5.2.5 最低抑菌浓度的测定49
• 5.2.6 抑菌效果的测定49-50
• 5.2.7 pH值对壳聚糖抗菌性的影响50
• 5.3 结果分析与讨论50-53
• 5.3.1 对微生物的抑菌率50-51
• 5.3.2 不同pH值壳聚糖的抑菌效果51-52
• 5.3.3 虾、蟹壳壳聚糖与蚕蛹壳聚糖抗菌性的比较52-53
• 5.3.4 本实验所得壳聚糖对白色念珠菌抑菌效果不明显的原因分析53
• 5.4 蚕蛹壳聚糖对各种菌种抗菌效果试验图片53-57
• 5.4.1 DD.95.6%壳聚糖对各种菌种的抗菌试验图片53-55
• 5.4.2 DD.90.4%壳聚糖对各种菌种的抗菌性图片55-56
• 5.4.3 纯化后的DD.90.4%壳聚糖对白色念珠菌的抗菌性图56-57
• 5.5 小结57-58
• 第六章 结论与展望58-60
• 6.1 主要结论58
• 6.2 研究展望58-60
• 参考文献60-66
• 致谢66-68
• 在校期间发表论文及参加课题一览表68

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 陈超;蓝广芊;吴大洋;;家蚕蛹壳聚糖复合海绵止血材料的制备及止血性能测试[J];蚕业科学;2011年06期

2 赵维;李建科;;蚕蛹壳聚糖及其在食品工业应用[J];粮食与油脂;2010年09期

3 赵维;李建科;胡沁沁;;不同脱乙酰度蚕蛹壳聚糖抑菌性能的比较[J];食品与发酵工业;2011年04期

4 赵维;李建科;;不同脱乙酰度蚕蛹壳聚糖结构分析及其清除自由基能力的比较研究[J];食品工业科技;2011年08期

5 赵维;李建科;;高脱乙酰度蛹渣壳聚糖制备工艺优化[J];食品科学;2010年20期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 赵维;蚕蛹壳聚糖的制备、结构性能表征及其应用研究[D];陕西师范大学;2011年

2 石凉;蚕蛹壳聚糖氨基酸类衍生物的制备及其抗凝血功能研究[D];西南大学;2010年

3 黄晓燕;丰年虫卵壳壳聚糖的提取工艺优化与功能性研究[D];西北农林科技大学;2012年

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本文编号：973502