CN106519271B - 一种n-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法 - Google Patents

一种n-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106519271B
CN106519271B CN201611072415.5A CN201611072415A CN106519271B CN 106519271 B CN106519271 B CN 106519271B CN 201611072415 A CN201611072415 A CN 201611072415A CN 106519271 B CN106519271 B CN 106519271B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chitosan
film
nsc
succinyl
lysozyme
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611072415.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106519271A (zh
Inventor
牛效迪
席丽娟
王虹苏
吕卓
陈洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN201611072415.5A priority Critical patent/CN106519271B/zh
Publication of CN106519271A publication Critical patent/CN106519271A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106519271B publication Critical patent/CN106519271B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C08B37/0027—2-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
    • C08B37/003—Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2305/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2301/00 or C08J2303/00
    • C08J2305/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/16—Applications used for films

Abstract

本发明公开了一种N‑琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法，特别设计一种水溶性较强的天然抑菌膜。对壳聚糖进行琥珀酰化制得NSC，通过EDC、NHS活化NSC的羧基，然后与溶菌酶进行共价结合，最后通过流涎法制得抑菌膜。该方法简单易操作，制得的膜对金黄色葡萄球菌、李斯特菌具有较强的抑菌性。

Description

一种N-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法
技术领域
本发明设计一种N-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法，特别设计一种改性壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法。属于精细化工技术领域。
背景技术
甲壳素是自然界中仅次于纤维素的第二大类生物材料，它也是地球上除蛋白质外数量最大的含氮天然有机物。自然界每年生物合成的甲壳素估计有数十亿吨之多，远远超过其它氨基多糖，是一种取之不尽用之不竭的再生资源。人们发现它们在纺织、印染、造纸、医药、食品、生物、化工、农业等众多领域具有许多应用价值。壳聚糖是甲壳质大分子脱去乙酰基后的产物，可溶解于pH<6.5的酸性介质中，但是在中性或碱性条件下易沉淀析出。
溶菌酶是一种广泛存在于各种动植物有机物中的糖苷水解酶，是由129个氨基酸残基组成的碱性球蛋白，等电点在pH值10.8左右，分子量为14000，化学性质非常稳定。当pH值在1.2～11.3的范围剧烈变化时，其结构几乎不变。在酸性环境下，溶菌酶对热的稳定性很强，pH值为4～7时，100℃处理1min仍能保持原有活性，pH值低于4时，溶菌酶可以长期在室温下存放。
溶菌酶的作用是催化水解N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic acid)和N-乙酰氨基脱氧葡萄糖(N-acetylglucosamine)间的β-1，4糖苷键。因为革兰氏阳性细菌的细胞壁质主要是由胞壁质和磷酸质组成的，其中的主要成分胞壁质又是由杂多糖与多肽组成的糖蛋白，而这种多糖正是由N-乙酰胞壁酸和乙酰氨基脱氧葡萄以β-1，4糖苷键连结的，因此溶菌酶对革兰氏阳性菌表现出较好的抑菌性。
为了改善壳聚糖的溶解性能，需要对其进行化学改性，例如，引入亲水性的功能基团。壳聚糖分子链上具有活性氨基，通过将壳聚糖与琥珀酸酐反应，在氨基葡萄糖单元的N-端引入羧基，增加其在中性及碱性水溶液中的溶解性能；其次，N-琥珀酰壳聚糖分子链上的活性-NH2和-COOH基团，可与多种物质共价结合，是一种非常有价值的载体。
N-琥珀酞壳聚糖(NSC)是近年来研究出的一种新型水溶性壳聚糖衍生物，由壳聚糖与琉拍酸醉酞化反应而得。壳聚糖的N-酰化反应降低了壳聚糖分子内和分子间形成氢键的能力，破坏了壳聚糖分子链原有的规整性，导致其结晶性明显降低，所以NSC的水溶性大大提高，具有良好的生物相容性、低毒性、可以在人体内长期留滞，在琥珀酰化过程中，使得原有壳聚糖引入大量的羧基，通过EDC、NHS活化，与溶菌酶反应，实现两者的共价结合，对金黄色葡萄球菌和李斯特菌表现出良好的抑菌性。
发明内容
本发明是为解决常规壳聚糖水溶性较差的问题，因此，通过改性制备N-琥珀酞壳聚糖。为了实现溶菌酶用于食品的外包装，将溶菌酶与成膜性较强的NSC共价连接，制备抑菌膜。制得的抑菌包装抑菌性较强、无污染。
本发明的技术方案由以下部分组成。
(1)制备NSC：壳聚糖粉末按照1：18-1：22(mg/mL)溶解在DMSO中，缓慢加入琥珀酸酐，使得壳聚糖与琥珀酸酐的质量比为1～3，在50-70℃加热6-8h。过滤，将沉淀物溶解在乙醇中，用1MNaOH溶液调节溶液pH为9-12。过滤后将沉淀物按照1：50～55(mg/mL)溶解在蒸馏水中，再加入丙酮，丙酮与蒸馏水的质量比为3～5，用乙醇和丙酮冲洗沉淀，将获得的产物在50℃真空条件下干燥。
(2)NSC固载溶菌酶：取1gNSC溶解在20-50mLpH为4-7的柠檬酸磷酸缓冲液中，加入EDC、NHS，溶菌酶制得所需溶液。
(3)抑菌膜的制备：将上述制得的液体采用流涎法制膜，加入0％-9％的甘油，在30℃条件下干燥5-13h。
本发明制得的NSC水溶性好，易于实现与溶菌酶的共价结合，制得的抑菌膜对金黄色葡萄球菌、李斯特菌的抑菌性较好，易溶于水溶液。整个操作过程简便易行，制得的膜结构致密，表面光滑，无毒无害。
下面结合实例对本发明内容进行描述。
附图说明
图1为本发明制得的NSC的核磁共振图；
图2为本发明制得的NSC的X-衍射图；
图3为本发明制得的NSC的红外光谱图；
图4、5为本发明制得的抑菌膜电镜扫描照片；
图6为本发明制得的抑菌膜红外光谱图；
图7为本发明制得的抑菌膜圆二色谱图；
图8为发明制得的抑菌膜对李斯特的抑菌性照片；
图9为发明制得的抑菌膜对金黄色葡萄球菌的抑菌性照片；
具体实施例
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
称取3g壳聚糖粉末加入到63mL的DMSO中混合，缓慢加入7.5g琥珀酸酐，在60℃条件下反应7h，过滤溶液，在室温下将沉淀物溶解在乙醇中，在室温下反应2h。用1M NaOH调节溶液的pH为10，过滤，将沉淀物溶解在140mL的蒸馏水中。再加入420mL丙酮，分别用乙醇和丙酮冲洗沉淀3次，将获得的产物在50℃真空条件下干燥24h。
称取1.0gNSC溶解在20mL的pH＝5的柠檬酸磷酸缓冲液中，分别加入0.02gEDC、NHS，在室温下搅拌2h，然后加入0.05g溶菌酶，搅拌2h，然后加入质量分数7％的甘油，采用流涎法制膜，在30℃条件下干燥7h，掀膜。通过抑菌试验检测其抑菌性。
测得所对应添加溶菌酶量为2500ug/mL、1250ug/mL的膜液对李斯特的抑菌圈分别为15mm、11mm，对金黄色葡萄球菌的抑菌圈分别为20mm、14mm。
实施例2
称取3g壳聚糖粉末加入到63mL的DMSO中混合，缓慢加入7.5g琥珀酸酐，在60℃条件下反应7h，过滤溶液，在室温下将沉淀物溶解在乙醇中，在室温下反应2h。用1M NaOH调节溶液的pH为10，过滤，将沉淀物溶解在140mL的蒸馏水中。再加入420mL丙酮，分别用乙醇和丙酮冲洗沉淀3次，将获得的产物在50℃真空条件下干燥24h。
称取1.0gNSC溶解在20mL的pH＝6的柠檬酸磷酸缓冲液中，分别加入0.02gEDC、NHS，在室温下搅拌2h，然后加入0.05g溶菌酶，搅拌2h，然后加入质量分数7％的甘油，采用流涎法制膜，在30℃条件下干燥7h，掀膜。通过抑菌试验检测其抑菌性。
测得所对应添加溶菌酶量为2500ug/mL、1250ug/mL的膜液对李斯特不表现出抑菌性，对金黄色葡萄球菌的抑菌圈分别为14mm、11mm。
实施例3
称取3g壳聚糖粉末加入到63mL的DMSO中混合，缓慢加入7.5g琥珀酸酐，在60℃条件下反应7h，过滤溶液，在室温下将沉淀物溶解在乙醇中，在室温下反应2h。用1M NaOH调节溶液的pH为10，过滤，将沉淀物溶解在140mL的蒸馏水中。再加入420mL丙酮，分别用乙醇和丙酮冲洗沉淀3次，将获得的产物在50℃真空条件下干燥24h。
称取1.0gNSC溶解在20mL的pH＝7的柠檬酸磷酸缓冲液中，分别加入0.02gEDC、NHS，在室温下搅拌2h，然后加入0.05g溶菌酶，搅拌2h，然后加入质量分数7％的甘油，采用流涎法制膜，在30℃条件下干燥7h，掀膜。通过抑菌试验检测其抑菌性。
测得所对应添加溶菌酶量为2500ug/mL、1250ug/mL的膜液对李斯特、金黄色葡萄球菌不表现出抑菌性。

Claims (3)

1.一种N-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法，其特征是，包括步骤如下：
(1)制备NSC：壳聚糖粉末按照1：18～1：22mg/mL的质量体积比溶解在DMSO中，缓慢加入琥珀酸酐，使得壳聚糖与琥珀酸酐的质量比为1～3，在50～70℃加热6～8h，过滤，将沉淀物溶解在乙醇中，用1MNaOH溶液调节溶液pH为9～12，过滤后将沉淀物按照1：50～1：55mg/mL的质量体积比溶解在蒸馏水中，再加入丙酮，丙酮与蒸馏水的质量比为3～5，用乙醇和丙酮冲洗沉淀，将获得的产物在50℃真空条件下干燥；
(2)NSC固载溶菌酶：取1g NSC溶解在20～50mLpH为4～7的柠檬酸磷酸缓冲液中，加入EDC、NHS，溶菌酶制得所需溶液；
(3)抑菌膜的制备：将上述制得的液体采用流涎法制膜，加入0％～9％的甘油，在30℃条件下干燥5～13h。
2.根据权利要求1所述的一种N-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法，其特征是NSC与缓冲液的质量体积比为1：20mg/mL，柠檬酸磷酸缓冲液的pH为5，EDC与NHS的质量比为1：1，NSC与EDC的质量比为1：0.02。
3.根据权利要求1所述的一种N-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法，其特征在于，制膜时加入质量比为7％的甘油，在30℃的条件下干燥7h。
CN201611072415.5A 2016-11-29 2016-11-29 一种n-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法 Active CN106519271B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611072415.5A CN106519271B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种n-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611072415.5A CN106519271B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种n-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106519271A CN106519271A (zh) 2017-03-22
CN106519271B true CN106519271B (zh) 2019-03-05

Family

ID=58355103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611072415.5A Active CN106519271B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种n-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106519271B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107057473A (zh) * 2017-04-21 2017-08-18 常州思宇环保材料科技有限公司 一种薄膜型抗蒸腾剂的制备方法
CN108094499A (zh) * 2018-01-16 2018-06-01 舟山昌国海洋科技有限公司 可食性鱿鱼保鲜液
CN108727643A (zh) * 2018-07-06 2018-11-02 佛山皖阳生物科技有限公司 一种天然胶乳复合保存剂的制备方法
CN109044963B (zh) * 2018-09-30 2019-09-06 齐鲁工业大学 一种注射用pH敏感性的纳米水凝胶的制备方法
CN109430674B (zh) * 2018-12-26 2021-10-15 吉林大学 N-琥珀酰壳聚糖固载乳酸链球菌素、紫苏油膜的制备方法
CN110074170B (zh) * 2019-06-10 2023-01-06 吉林大学 光动力疗法结合n-琥珀酰壳聚糖复合涂膜液的保鲜方法
CN112795559A (zh) * 2021-03-26 2021-05-14 吉林大学 一种固载葡萄糖氧化酶纳米球在抗胶孢炭疽菌方面的应用
CN116120555B (zh) * 2023-04-14 2023-06-20 富海(东营)新材料科技有限公司 酶固载聚砜的制备方法及聚砜的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101905034A (zh) * 2010-07-19 2010-12-08 武汉理工大学 生物多糖自组装修饰的壳聚糖抗菌生物材料的制备方法
CN102824654A (zh) * 2012-09-11 2012-12-19 武汉理工大学 一种采用双生物酶修饰的明胶与壳聚糖共混生物材料及其制备方法与应用
CN103980500A (zh) * 2014-04-23 2014-08-13 湖南尔康北山明胶有限公司 一种蛋白质接枝天然多糖及其制备方法及用途

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101905034A (zh) * 2010-07-19 2010-12-08 武汉理工大学 生物多糖自组装修饰的壳聚糖抗菌生物材料的制备方法
CN102824654A (zh) * 2012-09-11 2012-12-19 武汉理工大学 一种采用双生物酶修饰的明胶与壳聚糖共混生物材料及其制备方法与应用
CN103980500A (zh) * 2014-04-23 2014-08-13 湖南尔康北山明胶有限公司 一种蛋白质接枝天然多糖及其制备方法及用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN106519271A (zh) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106519271B (zh) 一种n-琥珀酰壳聚糖固载溶菌酶制备抑菌膜的方法
Nitschke et al. A new method for the quantification of chitin and chitosan in edible mushrooms
Prasitsilp et al. Cellular responses to chitosan in vitro: the importance of deacetylation
Peter Applications and environmental aspects of chitin and chitosan
Dhillon et al. Green synthesis approach: extraction of chitosan from fungus mycelia
US7413881B2 (en) Chitosan and method of preparing chitosan
JP2005529191A (ja) バイオマスからの細胞壁誘導体及びその調製法
KR101618903B1 (ko) 효모 피치아 파스토리스의 발효에 의해 키틴, 그의 유도체, 및 루코오스, 만노오스 및/또는 갈락토오스를 함유하는 폴리머를 공동 생산하는 방법
US20120108540A1 (en) Preservatives from Chitin Derivatives
Teng From chitin to chitosan
CN110003359A (zh) 一种亲水性高取代度改性壳聚糖制备方法及其应用
CN109014236A (zh) 一种基于柑橘果胶的银纳米粒子的制备方法及其应用
CN113813396B (zh) 一种卡那霉素接枝的纤维素基抗菌材料及其制备方法
Ikhtiyarova et al. Obtaination of carboxymethylchitosan from inanimate bees and study of its properties by conductometry, UV-Spectroscopy
Ul-Islam et al. Chitosan-based nanostructured biomaterials: synthesis, properties, and biomedical applications
KR102534598B1 (ko) 키토산 및 나노 셀룰로오스를 포함하는 가식성 복합 항균비드 및 이의 제조방법
CN110326785A (zh) 可延长秀丽隐杆线虫寿命的阳离子海洋多糖-花色苷聚电解质复合物的制备方法及其应用
Kaur et al. Carbohydrate biopolymers: Diversity, applications, and challenges
Razak et al. Biotechnological production of fungal biopolymers chitin and chitosan: their potential biomedical and industrial applications
Takeda et al. Presence of alternating glucosaminoglucan in the sheath of Thiothrix nivea
JP6952370B2 (ja) デキストランシェルコア構造を有する担体材料およびその調製ならびに適用
AU2017101852A4 (en) Chitooligosaccharide with a specific structure and preparation method and application thereof
Butnariu Biological and chemical aspects of chitosan
KR100252704B1 (ko) 고순도 결정성 nocc의 제조방법 및 효소를 이용한 수용성키토산의 분자량 조절방법
Jose et al. Characterisation And Application Of Synthesized Chitosan Nanoparticles Against Escherichia Coli Bacteria

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant