壳聚糖的抗菌机理及壳聚糖羧基纤维素复合膜的制备

壳聚糖的抗菌机理及壳聚糖羧基纤维素复合膜的制备 硕 士 研 究 生 课 程 论 文 (2013 -2014学年第1学期) 壳聚糖的抗菌机理及壳聚糖羧基纤维素复合膜的制备 研究生:XXX 提交日期:2013 年 10 月 28 日 研究生签名:XXX XXX 学 号 学 院 食品与生物技术学院 课程编号 课程名称 食品保藏原理 学位类别 XX 任课教师 XXX 教师评语: 成绩评定: 分 任课教师签名: 年 月 日 1 摘要:由于壳聚糖拥有独特的抑菌作用、优越的成膜性和生物相容性,是理想的包装材料，在食品包装和保鲜方面有着极大的发展前景。但壳聚糖作为包装薄膜韧性太低，在成膜后水蒸气阻隔性能较差，因此需要对壳聚糖进行一些改性，以达到包装材料对韧性和阻隔性的需求。壳聚糖可以通过与其他材料共混改性,来改善其性能,同时降低生产成本。文章在对壳聚糖食品薄膜材料的抗菌机理总结的基础上，将壳聚糖和羧甲基纤维素按1:1质量比混合,加入戊二醛、硫酸铝铵双交联,甘油增塑后烘干成膜;测定膜的拉伸强度及断裂伸长率并行电镜扫描。 关键字:壳聚糖;复合保鲜膜 ;改性;羧基纤维素 2 目录 1壳聚糖概述 ......................................... 1 1.1 壳聚糖的基本性质及组成 ........................... 1 1.2壳聚糖的抗菌性研究 ............................ 2 1.3 壳聚糖的抗菌机理 ............................. 2 2生物质抗菌保鲜膜研究进展 ........................... 3 3壳聚糖/羧甲基纤维素抗菌膜的制备 .................... 3 3.1材料和 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 .................................... 3 3.2 壳聚糖-羧甲基纤维素膜拉伸强度及断裂伸长率的测定 4 3.3 膜扫描电镜(SEM)检测 ........................... 4 4结果与讨论 ......................................... 4 4.1 壳聚糖-羧甲基纤维素膜各项指标观察 ............. 4 4.2结果与讨论 .................................... 4 参考文献 ............................................. 5 3 1壳聚糖概述 1.1 壳聚糖的基本性质及组成 壳聚糖属天然产物,甲壳素的乙酰基被部分或全部脱除后得到壳聚糖。甲壳素用浓碱于110保温6-8h脱乙酰基后,制得白色、半透明、略有珍珠光泽的壳聚糖。因原料和制备方法不同,壳聚糖的分子量从十万到数百万不等,壳聚糖在水和碱溶液巾不溶,能溶于稀酸溶液。売聚糖是目前自然界中唯一发现的碱性糖类天然高分子。 壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性,降解产物一般对人体无毒副作用,在体内不积蓄,无免疫原性,因而在生物医学领域有着极广阔的前景。已开发和潜在的应用实例仅括人皮肤(创伤敷料)、手术缝合线与骨修复材料、抗凝血剂和人工透析膜、药物制剂和药物释放剂等。 壳聚糖具有一定的抗菌作用,可抑制细菌、毒菌生长,因此常加于腌制食品中或用于海产(虾)、水果((荔枝、猕猴桃)的保鲜。 壳聚糖具有很好的成膜性。在适当的溶剂屮,壳聚糖分子之间可以交联成氢键,成膜性良好。壳聚糖溶液的粘性也使其容易成膜,同时粘性过大,亲水性提高。 壳聚糖膜的性质与壳聚糖的脱乙酰度、分子量和衍生化反应有关。脱乙酰度越低,膜的溶胀性越高、拉伸强度越低;分子量越大,膜的阻隔性越好、拉伸强度越高。壳聚糖分子上的氨基和羟基发生衍生化反应后壳聚糖膜的性质也有改变。 1.2壳聚糖的抗菌性研究 壳聚糖具有广普的抗菌性，大分子量的壳聚糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有较强的抑菌作用，对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度( MIC) 分别是 0. 05%，0. 025%。以金黄色葡萄球菌为实验菌,接种到含一定量壳聚糖的液体培养基中,抑菌实验结果表明:脱乙酰度、分子量相同的壳聚糖,对金黄色葡萄球菌的抑制能力随浓度的降低而减弱;壳聚糖溶于浓度为2%的醋酸溶液中, 1 培养基pH控制在6.0最有利于发挥壳聚糖的抗菌活性.此外，壳聚糖对食品中的部分霉菌以及植物病原菌也有良好的杀死或抑制作用. 1.3 壳聚糖的抗菌机理 由于壳聚糖膜的抗菌性能的优劣受到多种因素的影响，与壳聚糖相对分子质量、脱乙酰度、浓度以及环境温度、pH、菌种、溶剂、金属离子等相关，壳聚糖抑菌性非常复杂，不同研究者对壳聚糖的抗菌机理研究有不同的结论，目前比较一致的有以下几个: (1)壳聚糖进入细胞内部,改变核酸代谢,阻碍遗传信号复制,抑制细菌繁殖。 低分子量的壳聚糖可以通过渗透作用穿过多孔细胞壁，尤其是革兰氏阴性菌，细胞壁较薄，交联松散，低分子量壳聚糖进入细菌内部，破坏细胞质中内含物的胶体状态，使其絮凝、变性，细菌无法进行正常的生理活动，或者直接干扰其带负电荷的遗传物质 DNA 和 RNA，抑制细菌的繁殖，导致微生物的死亡。 (2)壳聚糖破坏细菌的细胞壁导致细胞死亡 当壳聚糖浓度足够高时，能够激活部分微生物本身的几丁质酶活性，或使几丁质酶被过分表达，导致其对自身细胞壁几丁质的降解，从而损伤细胞。 (3) 壳聚糖表面的氨基基团与细胞膜表面物质作用导致微生物死亡 壳聚糖拥有许多带正电荷的氨基基团与微生物细胞膜表面带负电荷的物质相互作用，导致微生物细胞内蛋白质以及其他组成物质发生泄漏，使得微生物死亡。 2生物质抗菌保鲜膜研究进展 包装乳制品、果蔬、肉类等富含营养物品的包装薄膜表面营养丰富,一般保存温度、湿度等条件也比较适合微生物的生长,包装薄膜表而容易沾染微生物,微生物就很容易迁移到物品上,使得物品腐烂。如果使用抗菌材料制备包装薄膜,就可以抑制微牛.物的生长,预防微生物在位装材料表面的繁衍,从而进一步防止物品的变质,提高薄膜的包装保护能力。目前抗菌包装薄膜多为不可降解的塑料制品,其制备方法主要有两大类:一类是将抗菌剂直接混合添加在塑料包装膜里面;另一类是将抗菌剂涂覆在塑料包装材料上。这些抗菌包装膜虽然可以满足抗菌需求,但大量包装膜废弃后产生白色垃圾,污染环境。另外,在长期存放中,塑料 2 膜与食品紧密接触,对食品安全性有一定影响。如使用可降解抗菌膜代替塑料膜包装食品,可解决上述污染问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。所以本文研究了壳聚糖中加入羧基纤维素制备出一种可降解的并且透气性良好的复合保鲜膜。 3壳聚糖/羧甲基纤维素抗菌膜的制备 3.1材料和方法 壳聚糖-羧甲基纤维素膜的制备,将硫酸铝铵固体加入蒸馏水中,在50~60?加热下使其溶解,配成0.15%浓度的硫酸铝铵溶液。将壳聚糖固体和羧甲基纤维素固体按质量比1:1用电子 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 天平称取。先将称取的羧甲基纤维素固体缓慢加入硫酸铝铵溶液中,在室温下用磁力搅拌器快速搅拌(20 r/min)至溶解,再缓慢加入称取的壳聚糖固体继续搅拌至完全溶解配成1.5%的溶液。然后加入甘油(终浓度为0.8%)搅拌,再加入戊二醛(终浓度为0.003%)充分搅拌均匀。将溶液放入真空干燥箱中脱泡(真空压力达0.1 MPa)至细密小气泡脱尽为止。按每盒10 ml 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 加入5 cm×5 cm的不锈钢盒中,最后放入隔水式恒温干燥箱中在60~70e下干燥成膜。用医用铝铂袋包装密封,C射线60Co(2.5 kGy,5 h)照射消毒备用。壳聚糖膜又名粘停宁,可降解防术后粘连膜,烟台万利医用品有限公司生产(产品批号:41208122407021)。 3.2 壳聚糖-羧甲基纤维素膜拉伸强度及断裂伸长率的测定 膜宽20 mm,夹持长度40 mm,拉伸速率为20 mm/min,通过电子拉力测试机测量。按下面 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 计算:拉伸强度=P/ (b×d),其中P为膜断裂时负荷(N),b为膜宽度(mm),d为膜厚度(mm);断裂伸长率=(G-G0)/ G0×100% ,其中G0为膜初始有效长度(mm);G为膜断裂时测量线之间的长度(mm)。 3.3 膜扫描电镜(SEM)检测 用SEM S-250型扫描电子显微镜观察壳聚糖-羧甲基纤维素膜的表面结构形态及膜的共混相容性,所用样品尺寸为1.5cm×1.5 cm ,膜的表面真空喷金后拍照,加速电为15 kV。 4结果与讨论 4.1 壳聚糖-羧甲基纤维素膜各项指标观察 拉伸强度约为20 MPa,断裂伸长率约为65%。扫描电镜显示:膜较致密,没有发生相分离,膜表面结构呈相互交错的纤维状,表面有不规则的孔状结构(图1)。 3 4.2结果与讨论 本实验将壳聚糖和羧甲基纤维素混合经戊二醛、硫酸铝铵双交联制成的生物膜有如下优点:具有一定的机械强度。经检测拉伸强度可达20 MPa,扫描电镜显示膜较致密,没有发生相分离,膜表面结构呈相互交错的纤维状,表明膜的强度得到了明显的加强。在肖海军等人所做的预防肠粘连实验中，光镜下壳壳聚糖-羧甲基纤维素膜、壳聚糖膜组炎症反应轻微,纤维增生不显著;对照组粘连处纤维组织增生活跃,局部炎症反应明显。因此，壳聚糖羧甲基纤维素膜不仅具有良好的机械强度，也具有良好的抗菌性，既可以用于实验手术中，也可以应用于各种水果及农产品的保鲜，具有良好的发展前景。 4 参考文献 ,1,邵荣,许琦,余晓红,刘珊珊.壳聚糖抗菌性能的研究[J]食品科学2007(09). ,2,Hirano Shigehiro，Noishiki Yasuharu，Kinugawa Junko.Chitin and Chitosan for use as a novel biomedical material,J,( Polymeric Materials Science and Engineering， Pro-ceedings of the ACS Division of Polymeric Materical，1985，(53 ) : 649-653. [3]滕丽菊，张子勇，唐书泽等. 壳聚糖的抗菌活性研究,J,.中国调味品，2008( 10) :48 -52. ,4,Salleh E，Muhamad I，Khairuddin N. Preparation，charac-terization and antimicrobial analysis of antimicrobial starch-based film incorporated with chitosan and lauric acid,J,.Asian Chitin Journal，2007，( 3) : 55 , 68. ,5, 郑连英，朱江峰，孙昆山 . 壳聚糖的抗菌性能研究,J,( 材料科学与工程，2000， 18( 2) : 22 ,24. ,6,Issam S T，Adele M G，Adele C P，et al. Chitosan poly-mer as bioactive coating and film against aspergillusnigercontamination,J,.Journal of Food Science，2005， 70( 2) : 100 ,104. ,7, Shahidi F，Arachchi J K V，Jeon Y J. Food application of chitin and chitosans. Trends in Food Science and Technology，1999，10( 2) : 37 , 51. [8]肖海军,侯春林*,官士兵,刘亚平.壳聚糖-羧甲基纤维素膜的制备及预防肠粘连的实验研 究[A]第二军医大学学报 2006(7):755-759. [9]方健.壳聚糖基膜材料的制备、性能与结构表征[D]北京林业大学.2013(01). [10] 马浩,郑长青,李毅群. 纤维素/壳聚糖复合膜的制备及结构表征[J]. 纤维素科学与技 术. 2010(02). 5