CN106719667A - 一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法 - Google Patents

一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，包括以下步骤：先将高分子量壳聚糖和低分子量壳聚糖按3∶1～10∶1的比例复配后溶于醋酸溶液中，然后加入苹果酸和苹果酸钠的复合物水溶液，在50～60℃水浴下搅拌1～5h，即得所述壳聚糖增效抗菌液。本发明一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，是一种提高壳聚糖抗菌能力的新方法，制备得到的壳聚糖抗菌液具有优异的抗菌性能，能够广泛应用在清洁用品、杀菌剂以及食品保鲜等领域。

Description

一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法
技术领域
本发明涉及抗菌护理技术领域，具体涉及的是一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法。
背景技术
壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)脱乙酰基后的产物，是甲壳素最基本、最重要的衍生物。甲壳素又名甲壳质、几丁质，化学名为(1，4)-2-乙酰胺-2-脱氧-β-D-葡聚糖，主要存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及菌类、藻类植物的细胞壁中，节肢类动物的干外壳约含20～50％甲壳素。自然界中甲壳素有三种结构：α型、β型以及Y型，其中最为常见、普通的是α型。地球上每年甲壳素的生物合成量为数十亿吨，是产量仅次于纤维素的天然高分子化合物。
在医药工业中，由壳聚糖制得的手术缝合线机械强度好，可长期存放，能用常规方法消毒，能被人体内组织液降解而吸收，伤口愈合后无须拆除手术线。由壳聚糖制成的人造皮肤，具有柔软、舒适的特点，覆盖在烧伤面上能减轻痛苦，加速伤口愈合，促进皮肤再生。壳聚糖具有无毒、可生物降解、生物相容性好等优点，使它在生物材料、药物载体、医用及农业杀菌剂、食品保鲜、环保、兽药及饲料添加剂、保健品等领域有广阔的研究和应用前景。
然而壳聚糖由于其分子链刚性强，水溶性低，导致其抗菌能力不高。但是壳聚糖分子量降低并不一定就对抗菌有帮助，据报道[冯小强等，壳聚糖抑菌性能影响因素、机理及其应用研究进展，中国酿造，2009，(1)：19]，平均分子量＜5000Da的壳聚糖对金黄葡萄球菌和大肠杆菌不仅没有抗菌作用，反而能促进细菌的生长。前人为了提高壳聚糖的抗菌能力一般采用壳聚糖官能团修饰，壳聚糖的季铵盐化一般是在壳聚糖主链上进行，例如GuoZhanyong等【Guo Zhanyong，Xing Ronge，Li Pengcheng，et al.The influence of thecationic of quaternized chitosan on antifungal activity[J].Inter.J.FoodMicrobiol.，2007，118：214】将壳聚糖分子结构中的-NH2先与羰基化合物形成希夫碱，并将希夫碱中的C＝N还原为-NH-CH-，再与活性卤代烃作用，转化为季铵盐。Lim等【Lim Sang-Hoon，Hudson Samuel M.Synthesis and antimicrobial activity of a water solublechitosan derivative with a fiber-reactive group[J].Carbohydr.Res.，2004，339：313】先合成N-取代的壳聚糖季铵盐然后在C6的-OH上引入功能基团丙烯酰胺基，生成O-丙烯酰胺-N-壳聚糖季铵盐。由此可见壳聚糖的抗菌能力的提高主要是通过衍生基团的修饰达到的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，是一种提高壳聚糖抗菌能力的新方法，制备得到的壳聚糖抗菌液具有优异的抗菌性能，能够广泛应用在清洁用品、杀菌剂以及食品保鲜等领域。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，包括以下步骤：先将高分子量壳聚糖和低分子量壳聚糖按3∶1～10∶1的比例复配后溶于醋酸溶液中，然后加入苹果酸和苹果酸钠的复合物水溶液，在50～60℃水浴下搅拌1～5h，即得所述壳聚糖增效抗菌液。
一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.1g～20g高分子量壳聚糖和低分子量壳聚糖的混合物按比例复配后，溶解于800mL～1000mL的醋酸溶液中，搅拌形成透明均匀的混合溶液，所述高分子量壳聚糖与所述低分子量壳聚糖的质量用量比为3∶1～10∶1；
(2)将苹果酸和苹果酸钠的复合物按比例溶于蒸馏水，搅拌均匀形成复合物水溶液，所述苹果酸和苹果酸钠的复合物中苹果酸与苹果酸钠的摩尔用量比为5∶1～5∶4，所述苹果酸和苹果酸钠的复合物与所述蒸馏水的质量用量比为1∶1000～3∶1000；
(3)将步骤(2)得到的复合物水溶液缓慢滴加到步骤(1)得到的混合溶液中，并在50～60℃水浴下搅拌1～5h，即得所述壳聚糖增效抗菌液。
步骤(1)中，所述高分子量壳聚糖的分子量为10～50kDa，所述低分子量壳聚糖的分子量为5～20kDa。
步骤(1)中，所述醋酸溶液为质量分数是1.5％的醋酸溶液。
步骤(2)中，所述苹果酸：苹果酸钠的摩尔用量比为5∶1，所述苹果酸和苹果酸钠的复合物与所述蒸馏水的质量用量比为1∶1000。
步骤(3)中，所述水浴的温度为50℃，所述搅拌的时间为1h。
采用上述技术方案后，本发明一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，通过调节壳聚糖的分子量，进行壳聚糖分子量复配，同时加入功能性调节剂苹果酸/苹果酸钠的复合物，从而达到抗菌能力提高的效果。这可能是由于低分子量壳聚糖提高了壳聚糖对细菌的渗透性，而苹果酸/苹果酸钠的复合物介入高分子量壳聚糖使得壳聚糖胶束内分子团间隙变大，另外苹果酸可能有助于提升壳聚糖对细菌的细胞膜的渗透能力，从而提高了壳聚糖的抗菌能力。
因此，本发明一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，是一种提高壳聚糖抗菌能力的新方法，制备得到的壳聚糖抗菌液具有优异的抗菌性能，能够广泛应用在清洁用品、杀菌剂以及食品保鲜等领域。
附图说明
图1为本发明实施例一中的抗菌性能测试结果图。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.1g～20g高分子量壳聚糖和低分子量壳聚糖的混合物按比例复配后，溶解于800mL～1000mL的醋酸溶液中，搅拌形成透明均匀的混合溶液，所述高分子量壳聚糖与所述低分子量壳聚糖的质量用量比为3∶1～10∶1；
(2)将苹果酸和苹果酸钠的复合物按比例溶于蒸馏水，搅拌均匀形成复合物水溶液，所述苹果酸和苹果酸钠的复合物中苹果酸与苹果酸钠的摩尔用量比为5∶1～5∶4，所述苹果酸和苹果酸钠的复合物与所述蒸馏水的质量用量比为1∶1000～3∶1000；
(3)将步骤(2)得到的复合物水溶液缓慢滴加加入到步骤(1)得到的混合溶液中，并在50～60℃水浴下搅拌1～5h，即得所述壳聚糖增效抗菌液。
步骤(1)中，所述高分子量壳聚糖的分子量为10～50kDa，所述低分子量壳聚糖的分子量为5～20kDa。
步骤(1)中，所述醋酸溶液为质量分数是1.5％的醋酸溶液。
步骤(2)中，所述苹果酸：苹果酸钠的摩尔用量比为5∶1，所述苹果酸和苹果酸钠的复合物与所述蒸馏水的质量用量比为1∶1000。
步骤(3)中，所述水浴的温度为50℃，所述搅拌的时间为1h。
实施例一
一、壳聚糖增效抗菌液的制备
(1)将2.5g高分子量壳聚糖(分子量为30kDa)和低分子量壳聚糖(分子量为5kDa)的混合物按比例复配后，溶解于1000ml、1.5％醋酸溶液中，搅拌形成透明均匀的混合溶液，其中，高分子量壳聚糖与低分子量壳聚糖的质量用量比为5∶1；
(2)将1g苹果酸和苹果酸钠的复合物按比例溶于1000mL蒸馏水，搅拌均匀形成复合物水溶液，其中，苹果酸和苹果酸钠的复合物中苹果酸与苹果酸钠的摩尔用量比为5∶1；
(3)将步骤(2)得到的复合物水溶液缓慢滴加加入到步骤(1)得到的混合溶液中，并在50℃水浴下搅拌1h，即得该壳聚糖增效抗菌液。
二、抗菌性能测试
实验组1
将实施例一制备得到的壳聚糖增效抗菌液(简写Y)、高分子量壳聚糖(简写G)、低分子量壳聚糖(简写D)、苹果酸和苹果酸钠的复合物(简称P)，以及纯净水阴性对照样(简称S)，分别浸入直径相同的滤纸圆片，再贴到涂有白色念珠菌的平板上，培养24小时候观察抑菌圈大小，实验结果如图1所示，结果表明，该壳聚糖增效抗菌液对白色念珠菌的抗菌性能最佳。
实验组2
将实施例一制备得到的壳聚糖增效抗菌液(简写Y)、高分子量壳聚糖(简写G)、低分子量壳聚糖(简写D)、苹果酸和苹果酸钠的复合物(简称P)，以及纯净水阴性对照样(简称S)，分别浸入直径相同的滤纸圆片，再贴到涂有金黄色葡萄球菌的平板上，培养24小时候观察抑菌圈大小，实验结果如图1所示，结果表明，该壳聚糖增效抗菌液对金黄色葡萄球菌的抗菌性能最佳。
实验组3
将实施例一制备得到的壳聚糖增效抗菌液(简写Y)、高分子量壳聚糖(简写G)、低分子量壳聚糖(简写D)、苹果酸和苹果酸钠的复合物(简称P)，以及纯净水阴性对照样(简称S)，分别浸入直径相同的滤纸圆片，再贴到涂有大肠杆菌的平板上，培养24小时候观察抑菌圈大小，实验结果如图1所示，结果表明，该壳聚糖增效抗菌液对大肠杆菌的抗菌性能最佳。
实施例二
(1)将5g高分子量壳聚糖(分子量为30kDa)和低分子量壳聚糖(分子量为5kDa)的混合物按比例复配后，溶解于1000ml、1.5％的醋酸溶液中，搅拌形成透明均匀的混合溶液，高分子量壳聚糖与低分子量壳聚糖的质量用量比为3∶1；
(2)将3g苹果酸和苹果酸钠的复合物按比例溶于1000mL蒸馏水，搅拌均匀形成复合物水溶液，苹果酸和苹果酸钠的复合物中苹果酸与苹果酸钠的摩尔用量比为5∶3；
(3)将步骤(2)得到的复合物水溶液缓慢滴加加入到步骤(1)得到的混合溶液中，并在55℃水浴下搅拌3h，即得壳聚糖增效抗菌液。
实施例三
(1)将10g高分子量壳聚糖(分子量为30kDa)和低分子量壳聚糖(分子量为5kDa)的混合物按比例复配后，溶解于1000mL、1.5％的醋酸溶液中，搅拌形成透明均匀的混合溶液，高分子量壳聚糖与低分子量壳聚糖的质量用量比为7∶1；
(2)将3g苹果酸和苹果酸钠的复合物按比例溶于1000mL蒸馏水，搅拌均匀形成复合物水溶液，苹果酸和苹果酸钠的复合物中苹果酸与苹果酸钠的摩尔用量比为5∶2；
(3)将步骤(2)得到的复合物水溶液缓慢滴加加入到步骤(1)得到的混合溶液中，并在50℃水浴下搅拌1h，即得壳聚糖增效抗菌液。
实施例四
(1)将1g高分子量壳聚糖(分子量为30kDa)和低分子量壳聚糖(分子量为5kDa)的混合物按比例复配后，溶解于1000mL、1.5％的醋酸溶液中，搅拌形成透明均匀的混合溶液，高分子量壳聚糖与低分子量壳聚糖的质量用量比为10∶1；
(2)将2g苹果酸和苹果酸钠的复合物按比例溶于1000mL蒸馏水，搅拌均匀形成复合物水溶液，苹果酸和苹果酸钠的复合物中苹果酸与苹果酸钠的摩尔用量比为5∶4；
(3)将步骤(2)得到的复合物水溶液缓慢滴加加入到步骤(1)得到的混合溶液中，并在50℃水浴下搅拌1h，即得壳聚糖增效抗菌液
实施例五
(1)将5g高分子量壳聚糖(分子量为30kDa)和低分子量壳聚糖(分子量为5kDa)的混合物按比例复配后，溶解于1000mL、1.5％醋酸溶液中，搅拌形成透明均匀的混合溶液，其中，高分子量壳聚糖与低分子量壳聚糖的质量用量比为5∶1；
(2)将1g苹果酸和苹果酸钠的复合物按比例溶于1000mL蒸馏水，搅拌均匀形成复合物水溶液，其中，苹果酸和苹果酸钠的复合物中苹果酸与苹果酸钠的摩尔用量比为5∶1；
(3)将步骤(2)得到的复合物水溶液缓慢滴加加入到步骤(1)得到的混合溶液中，并在60℃水浴下搅拌5h，即得该壳聚糖增效抗菌液。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (5)

1.一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：先将高分子量壳聚糖和低分子量壳聚糖按3∶1～10∶1的质量比例复配后溶于醋酸溶液中，然后加入苹果酸和苹果酸钠的复合物水溶液，在50～60℃水浴下搅拌1～5h，即得所述壳聚糖增效抗菌液。
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，其特征在于：所述高分子量壳聚糖的分子量为10～50kDa，所述低分子量壳聚糖的分子量为5～20kDa。
3.根据权利要求1所述的一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，其特征在于：所述醋酸溶液为质量分数是1.5％的醋酸溶液。
4.根据权利要求1所述的一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，其特征在于：所述苹果酸和苹果酸钠的复合物中苹果酸与苹果酸钠的摩尔用量比为5∶1～5∶4。
5.根据权利要求1所述的一种壳聚糖增效抗菌液的制备方法，其特征在于：所述水浴的温度为50℃，所述搅拌的时间为1h。
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