壳聚糖及其衍生物的抑菌性能评价

本文对壳聚糖（CTS，Mη：4.7×10～5，DD：85％）进行H2O2降解，得到9个不同分子量（Mη：4.7×10～5～8.0×10～4）与脱乙酰度（DD：85％～100％）的壳聚糖降解产物，采用固体平板法评价了各壳聚糖样品对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌的抑菌性能，考察了分子量、脱乙酰度、受试菌种对壳聚糖抑菌性的影响。为克服壳聚糖分子内强烈的氢键作用以增加其在水中的溶解性，对壳聚糖分子链上的氨基和羟基进行改性，制备了羟丙基壳聚糖（HP-CTS）、O-羧甲基壳聚糖（O-CMCTS）、N，O-羧甲基壳聚糖（N，O-CMCTS）、N-琥珀酰壳聚糖（N-Suc-CTS），并研究这些衍生物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能，分析官能团的引入以及所涉及的分子量的变化对壳聚糖抑菌性的影响。采用乳液混合法制备了不同比例的CTS／PLA共混膜，并首次使用冰醋酸作为共溶剂在均相下制备出不同比例的CTS／PHB共混膜，对这两种膜的结构及表面形貌进行了表征，采用抑菌圈法测试了不同比例的CTS／PLA膜及CTS／PHB膜对大肠菌和金球菌的抑制能力。研究结论如下： 当CTS浓度达1.0g／L时，其对两种菌的抑菌性能均达到100％。分子量在8.0×10～4～2.5×10～5范围内的壳聚糖对革兰氏阴性大肠菌的抑制能力随其分子量的降低而增强，而当分子量小于4.0×10～5时，随着壳聚糖分子量的增加，其对革兰氏阳性菌金球菌的抑制作用有先升后降的变化趋势。 壳聚糖的氨基含量变化对大肠菌的抑菌性能影响较之分子量变化更为明显，而分子量因素在对金球菌的抑制中起着比较重要的作用。 N，O-CMCTS、O-CMCTS、HP-CTS和N-Suc-CTS的水溶性较之CTS都得到了很大程度的改善，同时在一定程度上提高了壳聚糖的抗菌性能，这大大拓宽了壳聚糖的应用范围。羧基的引入使壳聚糖的抑菌能力得到明显的提高，而羟丙基的引入对壳聚糖的抑菌性能并未产生显著影响。 HP-CTS，N-Suc-CTS和O-CMCTS均呈现出了优于壳聚糖的吸湿保湿效果。 首次使用HAc作为共溶剂在均相下制备出不同比例的CTS／PHB膜。实验证实，当温度在60℃以上时，PHB可完全溶于HAc。 采用乳液混合法制备了不同比例的CTS／PLA共混膜，实验证实CTS／PLA膜仅是CTS和PLA两种组分的简单共混。 对CTS／PHB共混膜及CTS／PLA共混膜进行抑菌性能测试，发现混合膜对大肠菌和金球菌均有一定抑菌性，且CTS含量越多，抑菌性越强。