新型殼聚糖衍生物的制備及其抗菌活性研究.pdf

1、殼聚糖由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能，自發(fā)現(xiàn)以來便得到了普遍的重視和迅速的發(fā)展。但其在大多數(shù)溶劑中的溶解度都很小，從而限制了殼聚糖在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。本論文針對殼聚糖及其化學(xué)改性和食品防腐抗菌劑的發(fā)展趨勢，以殼聚糖為原料，通過酰化反應(yīng)和席夫堿化反應(yīng)制備得到四種新型殼聚糖衍生物，并研究了各反應(yīng)因素對合成實(shí)驗(yàn)的影響，提出了較佳的合成條件。經(jīng)紅外光譜和元素分析方法對殼聚糖衍生物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并研究了其溶解性能。同時(shí)，對四種殼聚糖衍生物進(jìn)行了抗菌

2、活性實(shí)驗(yàn)研究。主要結(jié)論如下： 1.?；瘹ぞ厶茄苌锏闹苽浼氨碚?(1)制備山梨酰殼聚糖衍生物。山梨酸與氯化亞砜反應(yīng)生成山梨酰氯，在超聲波振蕩下，與殼聚糖的乙酸溶液混合制備得到山梨酰殼聚糖衍生物，丙酮進(jìn)行索氏提取，真空干燥后得產(chǎn)物。正交實(shí)驗(yàn)確定最佳反應(yīng)條件，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，反應(yīng)物配比為1：4。最優(yōu)化條件下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到衍生物最大取代度為0.81。采用紅外光譜和元素分析法對產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，產(chǎn)物具

3、有山梨酰殼聚糖的結(jié)構(gòu)特征，山梨酰氯主要在殼聚糖的氨基上發(fā)生酰化反應(yīng)。 (2)制備對氨基苯甲酰殼聚糖衍生物。對氨基苯甲酸與氯化亞砜反應(yīng)生成對氨基苯甲酰氯，在超聲波振蕩下，與殼聚糖的乙酸溶液混合制備得到對氨基苯甲酰殼聚糖衍生物，丙酮進(jìn)行索氏提取，真空干燥后得產(chǎn)物。正交實(shí)驗(yàn)確定最佳反應(yīng)條件，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，反應(yīng)物配比為1：3。最優(yōu)化條件下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到衍生物最大取代度為0.79。采用紅外光譜和元素分析法對產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)

4、表征。結(jié)果表明，產(chǎn)物具有對氨基苯甲酰殼聚糖的結(jié)構(gòu)特征，對氨基苯甲酰氯主要在殼聚糖的氨基上發(fā)生?；磻?yīng)。 2.席夫堿殼聚糖衍生物的制備及表征 (1)制備殼聚糖縮檸檬醛席夫堿衍生物。殼聚糖分散于甲醇中溶脹，于恒壓滴液漏斗中緩慢滴加相應(yīng)量的檸檬醛，在超聲波振蕩下，反應(yīng)一定時(shí)間得黃色粉末狀固體產(chǎn)物，用無水乙醇在索氏抽提器上回流萃取，真空干燥得到殼聚糖縮檸檬醛席夫堿產(chǎn)物。正交實(shí)驗(yàn)確定最佳反應(yīng)條件，反應(yīng)溫度40-50℃，反應(yīng)時(shí)間10

5、小時(shí)，反應(yīng)物配比為1：6。在最優(yōu)化條件下，進(jìn)行優(yōu)化條件重復(fù)實(shí)驗(yàn)，衍生物縮合率可達(dá)86.41％，取代度為0.82。采用紅外光譜和元素分析法對產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，產(chǎn)物具有殼聚糖縮檸檬醛席夫堿的結(jié)構(gòu)特征。 (2)制備殼聚糖縮肉桂醛席夫堿衍生物。殼聚糖分散于甲醇中溶脹，于恒壓滴液漏斗中緩慢滴加相應(yīng)量的肉桂醛，在超聲波振蕩下，反應(yīng)一定時(shí)間得黃色粉末狀固體產(chǎn)物，用無水乙醇在索氏抽提器上回流萃取，真空干燥得到殼聚糖縮肉桂醛席夫堿產(chǎn)物

6、。正交實(shí)驗(yàn)確定最佳反應(yīng)條件，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時(shí)間8小時(shí)，反應(yīng)物配比為1：6。在最優(yōu)化條件下，進(jìn)行優(yōu)化條件重復(fù)實(shí)驗(yàn)，衍生物縮合率可達(dá)89.38％，取代度為0.84。采用紅外光譜和元素分析法對產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，產(chǎn)物具有殼聚糖縮肉桂醛席夫堿的結(jié)構(gòu)特征。 3.殼聚糖衍生物抗菌活性研究 以大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和黑曲霉為試驗(yàn)菌種，研究殼聚糖衍生物的抗菌性能，繪制細(xì)菌和霉菌的生長抑制曲線，測定殼聚糖衍生物對不同菌種

7、的抑菌率，為其作為一種新型抗菌劑的應(yīng)用提供依據(jù)。 研究結(jié)果表明，殼聚糖衍生物對實(shí)驗(yàn)中用到的細(xì)菌和霉菌的抑制能力均顯著優(yōu)于殼聚糖。其中，殼聚糖縮肉桂醛席夫堿對革蘭氏陰性菌大腸桿菌的最低抑菌濃度為0.08％；山梨酰殼聚糖對革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度為0.08％；殼聚糖縮檸檬醛席夫堿和殼聚糖縮肉桂醛席夫堿對霉菌黑曲霉的最低抑菌濃度均為0.5％。四種殼聚糖衍生物的抑菌譜寬于殼聚糖，抑菌能力也遠(yuǎn)大于其反應(yīng)物殼聚糖。由此可見，