CN111138696B - 一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111138696B
CN111138696B CN202010032908.6A CN202010032908A CN111138696B CN 111138696 B CN111138696 B CN 111138696B CN 202010032908 A CN202010032908 A CN 202010032908A CN 111138696 B CN111138696 B CN 111138696B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chitosan
solution
alginic acid
dialdehyde
acid dialdehyde
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
CN202010032908.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111138696A (zh
Inventor
温永强
李依娉
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.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
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 University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN202010032908.6A priority Critical patent/CN111138696B/zh
Publication of CN111138696A publication Critical patent/CN111138696A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111138696B publication Critical patent/CN111138696B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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
    • C08J2305/04—Alginic 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

本发明属于食品包装材料技术领域，具体涉及一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法。所述防雾抗菌薄膜包括基材、海藻酸二醛和壳聚糖，壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面；海藻酸二醛和壳聚糖之间通过静电作用力、氢键和席夫碱共价键结合。本发明中由于采用的材料的亲水性，制备获得的薄膜具有较好的亲水防雾性，并且壳聚糖与席夫碱发挥协同抗菌作用。本发明制备的防雾抗菌膜，不需要其他交联剂，可以充分发挥壳聚糖、海藻酸二醛的优势，能够避免果蔬在运输、贮存及加工过程中微生物污染。

Description

一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于食品包装材料技术领域，具体涉及一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法。
背景技术
在环境条件中，果蔬在收获后若不立即使食用，其色泽口感会大大降低，并且在储存运输过程中易受微生物感染而变质腐烂，因此人们致力于研究兼具抗菌和环保的新型包装材料，用以最大程度的维持果蔬品质并延长保质期。抗菌包装是活性食品包装中较有前途的领域，可以通过抑制食品表面微生物生长来减缓食品腐烂的过程。在所有的生物聚合物中，壳聚糖是天然抗菌聚合物之一，并且由于无毒性、生物降解性、生物相容性和优异的成膜性而广泛的应用于抗菌包装领域。壳聚糖主要是从几丁质的碱性脱乙酰过程中获得，由随机分布的脱乙酰基单元和乙酰化单元组成，每个糖苷单元中含有氨基和羟基，因此当其溶解在酸性溶液中时，NH2质子化变为-NH3 +，壳聚糖成为阳离子多糖，与带负电的细菌表面相互作用，改变细菌表面形态并破坏微生物结构，表现出一定的抗菌性。但是，壳聚糖主链上氨基只能被质子化为相对较弱的正电荷中心，不能与细菌表面强烈结合，抗菌能力不能满足某些特殊条件的要求，并且由于微生物的不断变异，壳聚糖作为单组分抗微生物剂，对微生物的抗菌活性越来越受到抑制。因此，需要合成新型壳聚糖衍生物来提高抗菌活性。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法，通过层层自主装技术，依靠海藻酸二醛/壳聚糖二者之间静电力、氢键和席夫碱作用力成膜，制得的薄膜具有良好的透明度，并且由于材料的亲水性具有一定的防雾性能，此外壳聚糖与席夫碱协同抗菌。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜的制备方法，将壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自组装的方法交替沉积在基材表面，壳聚糖溶液和海藻酸二醛之间自发发生缩合反应形成席夫碱基团，制备获得海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌保鲜膜。
进一步地，所述方法包括以下步骤：
(1)制备海藻酸二醛溶液；
(2)制备壳聚糖溶液；
(3)将预处理的基材依次浸涂在海藻酸二醛溶液和壳聚糖溶液中并漂洗干燥，根据需要完成层层自组装循环周期，壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面，形成海藻酸二醛/壳聚糖涂层，即得到海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜。
进一步地，步骤(1)中，所述海藻酸二醛溶液是采用高碘酸钠对海藻酸盐进行选择性氧化得到的。
进一步地，步骤(1)中制备海藻酸二醛溶液的方法具体为：将海藻酸盐溶于超纯水制得浓度为0.04-0.06g/ml的海藻酸盐溶液，将高碘酸钠溶于超纯水，磁力搅拌制得0.09-0.11g/ml高碘酸钠溶液，室温下将海藻酸盐溶液和高碘酸钠溶液混合，并在黑暗中反应10h～15h，加入乙二醇终止反应，将得到的溶液透析，去除剩余高碘酸钠，采用冷冻干燥法制得海藻酸二醛粉末，将海藻酸二醛粉末溶于超纯水中，制得浓度为2-4mg/ml的海藻酸二醛溶液。
进一步地，所述步骤(2)具体为：将壳聚糖粉末溶于1％乙酸中，制得浓度为4-8mg/ml的海藻酸二醛溶液的壳聚糖溶液。
进一步地，所述步骤(3)具体为：将基材用纯水清洗并干燥，用聚醚酰亚胺溶液预沉积0.5h-1h并静置干燥5min-10min，然后在超纯水中漂洗3min-5min并静置干燥1min-3min；接着将基材在步骤(1)制备的海藻酸二醛溶液中沉积3min-5min并静置干燥1min-3min，然后在磷酸缓冲溶液中漂洗3min-5min并静置干燥1min-3min；接着将基材在步骤(2)制备的壳聚糖溶液中沉积3min-5min并静置干燥1min-3min，然后在磷酸缓冲溶液中漂洗3min-5min并静置干燥1min-3min，至此完成一个组装周期；根据需要，重复上述组装周期，壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面，形成海藻酸二醛/壳聚糖涂层，即得到海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜(ADA/CS)n，n为组装周期数。
进一步地，所述步骤(3)中，交替沉积在基材表面的壳聚糖和海藻酸二醛之间通过静电作用力、氢键和席夫碱共价键结合。
一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜，根据所述方法制备，包括基材、海藻酸二醛和壳聚糖，壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面；海藻酸二醛和壳聚糖之间通过静电作用力、氢键和席夫碱共价键结合。
在本发明中采用新型壳聚糖衍生物中的壳聚糖席夫碱基衍生物，壳聚糖席夫碱基衍生物被认为是提高壳聚糖抗菌活性的最佳选择之一，因为壳聚糖的氨基可以与醛基发生亲核反应，生成具有亚胺基团的席夫碱(-RC＝N-)，反应直接改变壳聚糖的分子结构，增加正电荷，并且亚胺基团π电子增强壳聚糖的亲脂性，促进壳聚糖席夫碱基分子渗透到微生物细胞膜中，抑制微生物的生长。
本发明中采用海藻酸二醛制备抗菌薄膜的原因为：海藻酸是从褐藻中提取的天然阴离子生物聚合物，末端存在羧基，在食品工业常作为增稠剂、乳化剂和稳定剂。藻酸盐骨架上分布着大量的游离羟基和羧基，容易被化学功能化，在黑暗条件下能够与高碘酸钠氧化，通过破坏碳-碳键，形成功能化醛基聚合物，称为海藻酸二醛(ADA)。海藻酸二醛中的醛基反应活性强，能与氨基发生亲核加成反应，生成席夫碱，反应条件温和且副产物只有水。在席夫碱亚胺基团(-RC＝N-)中，平面正三角形杂化轨道的N原子具有孤对电子，会使得与其形成的分子表现出一些生物活性，由于其具有良好的脂溶性和细胞穿透性，可以渗透到微生物细胞膜中干扰呼吸作用，因而表现出良好的抑菌活性；此外，亚胺基团具有优异的金属结合性，抑制与孢子元素和必需营养元素的结合，阻断蛋白质的合成，阻碍细菌的生长。
层层自组装是一种制备多层薄膜和纳米复合材料的技术，其原理依赖于组装部件的顺序吸附，每次沉积后进行漂洗步骤，避免了先前吸附在基底上的液体污染下一吸附层。沉积方法主要有浸涂、旋涂、喷涂、灌注等，是一种简单、灵活、通用的技术。层层自组装的驱动力包括静电作用、氢键、共价键合、金属配位等，然而，在苛刻条件下，通过非共价键合获得的膜稳定性较差，通常需要后处理，因此在层层自主装过程中引入共价键合可以显着改善膜的稳定性。在本发明中引入希夫碱共价键合赋予薄膜高稳定性，在醛(或酮)和氨基之间反应产生亚胺基团，使其能够承受恶劣条件。
本发明的有益技术效果：
1)本发明使用层层组装技术解决了直接混合海藻酸二醛与壳聚糖会形成白色凝胶的薄膜透明度问题；
2)本发明所述方法在层层组装制备的薄膜中，依靠海藻酸二醛与壳聚糖的正负电荷静电力、氢键力和席夫碱三重作用力，薄膜稳定性好。因此本发明制备的防雾抗菌膜，不需要其他交联剂，可以充分发挥壳聚糖、海藻酸二醛的优势，自发形成稳定薄膜，能够避免果蔬在运输、贮存及加工过程中微生物污染。
3)由于海藻酸二醛与壳聚糖二者材料的亲水性，本发明所制备的薄膜具有良好的防雾性能；
4)本发明制备的海藻酸二醛/壳聚糖薄膜抗菌性依赖于壳聚糖与席夫碱的双重协同抗菌，增强了抗菌能力。
附图说明
图1为本发明实施例中空白组、海藻酸二醛/壳聚糖薄膜
[ADA/CS]3防雾效果图；
图2为本发明实施例中海藻酸二醛/壳聚糖薄膜[ADA/CS]6、
[ADA/CS]9防雾效果图；
图3为本发明实施例中海藻酸二醛/壳聚糖薄膜[ADA/CS]12、
[ADA/CS]15防雾效果图；
图4为本发明实施例中空白组、CS对照组、海藻酸二醛/壳聚糖薄膜[ADA/CS]3抗菌效果图。
图5为本发明实施例中海藻酸二醛/壳聚糖薄膜[ADA/CS]6、
[ADA/CS]9抗菌效果图。
图6为本发明实施例中海藻酸二醛/壳聚糖薄膜[ADA/CS]12、
[ADA/CS]15抗菌效果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
针对抗菌包装的现有技术中，壳聚糖主链上氨基只能被质子化为相对较弱的正电荷中心，不能与细菌表面强烈结合，抗菌能力不能满足某些特殊条件的要求，并且由于微生物的不断变异，壳聚糖作为单组分抗微生物剂，对微生物的抗菌活性越来越受到抑制的技术问题。本发明提供一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜的制备方法实施例，将壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面，制备获得海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌保鲜膜。
实施例1
所述方法包括以下步骤：
(1)制备海藻酸二醛溶液；具体地：称取10g海藻酸溶解在200ml超纯水中，搅拌3h制得海藻酸盐溶液，另外称取5.5g高碘酸钠溶解在50ml超纯水中，搅拌0.5h制得高碘酸钠溶液，室温下将二者混合并在黑暗中反应12h，之后加入3.5ml乙二醇，搅拌1h终止反应，将所得到的溶液用超纯水透析7天，每天更换4-5次超纯水，去除剩余高碘酸钠，最后，采用冷冻干燥法制得海藻酸二醛粉末(ADA)。之后称取0.2g海藻酸二醛溶解在100ml超纯水中，搅拌1h制得均匀海藻酸二醛溶液(2mg/ml)。
(2)制备壳聚糖溶液；称取0.4g壳聚糖粉末，溶解在100ml含1％乙酸的超纯水中，搅拌1h制得浓度为4mg/ml的壳聚糖溶液。
(3)将预处理的基材依次浸涂在海藻酸二醛溶液和壳聚糖溶液中并漂洗干燥，根据需要，完成层层自组装循环周期，壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面，形成海藻酸二醛/壳聚糖涂层，即得到海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜。
本实施例中，步骤(3)具体为：在逐层组装过程中，先用超纯水清洗基材(PET)并干燥，之后用聚醚酰亚胺溶液(PEI)预沉积1h并静置干燥10min，接着在超纯水中漂洗3min并静置干燥1min；然后继续将基材在海藻酸二醛溶液(ADA)中沉积3min并静置干燥1min，接着在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗3min并静置干燥1min；然后继续将基材在壳聚糖溶液(CS)中沉积3min并静置干燥1min，接着在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗3min并静置干燥1min。至此完成一个组装周期，然后继续将基材在海藻酸二醛溶液(ADA)和壳聚糖溶液(CS)中交替沉积，并分别在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗并静置干燥，共进行3个组装循环，最终得到海藻酸二醛/壳聚糖薄膜[ADA/CS]3。
实施例2
本实施例和实施例1基本相同，唯不同之处在于：
本实施例中，步骤(3)具体为：在逐层组装过程中，先用超纯水清洗基材(PET)并干燥，之后用聚醚酰亚胺溶液(PEI)预沉积1h并静置干燥10min，接着在超纯水中漂洗3min并静置干燥1min；然后继续将基材在海藻酸二醛溶液(ADA)中沉积3min并静置干燥1min，接着在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗3min并静置干燥1min；然后继续将基材在壳聚糖溶液(CS)中沉积3min并静置干燥1min，接着在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗3min并静置干燥1min。至此完成一个组装周期，然后继续将基材在海藻酸二醛溶液(ADA)和壳聚糖溶液(CS)中交替沉积，并分别在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗并静置干燥，共进行6个组装循环，最终得到海藻酸二醛/壳聚糖薄膜[ADA/CS]6。
实施例3
本实施例和实施例1基本相同，唯不同之处在于：
本实施例中，步骤(3)具体为：在逐层组装过程中，先用超纯水清洗基材(PET)并干燥，之后用聚醚酰亚胺溶液(PEI)预沉积1h并静置干燥10min，接着在超纯水中漂洗3min并静置干燥1min；然后继续将基材在海藻酸二醛溶液(ADA)中沉积3min并静置干燥1min，接着在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗3min并静置干燥1min；然后继续将基材在壳聚糖溶液(CS)中沉积3min并静置干燥1min，接着在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗3min并静置干燥1min。至此完成一个组装周期，然后继续将基材在海藻酸二醛溶液(ADA)和壳聚糖溶液(CS)中交替沉积，并分别在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗并静置干燥，共进行9个组装循环，最终得到海藻酸二醛/壳聚糖薄膜[ADA/CS]9。
实施例4
本实施例和实施例1基本相同，唯不同之处在于：
本实施例中，步骤(3)具体为：在逐层组装过程中，先用超纯水清洗基材(PET)并干燥，之后用聚醚酰亚胺溶液(PEI)预沉积1h并静置干燥10min，接着在超纯水中漂洗3min并静置干燥1min；然后继续将基材在海藻酸二醛溶液(ADA)中沉积3min并静置干燥1min，接着在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗3min并静置干燥1min；然后继续将基材在壳聚糖溶液(CS)中沉积3min并静置干燥1min，接着在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗3min并静置干燥1min。至此完成一个组装周期，然后继续将基材在海藻酸二醛溶液(ADA)和壳聚糖溶液(CS)中交替沉积，并分别在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗并静置干燥，共进行12个组装循环，最终得到海藻酸二醛/壳聚糖薄膜[ADA/CS]12。
实施例5
本实施例和实施例1基本相同，唯不同之处在于：
本实施例中，步骤(3)具体为：在逐层组装过程中，先用超纯水清洗基材(PET)并干燥，之后用聚醚酰亚胺溶液(PEI)预沉积1h并静置干燥10min，接着在超纯水中漂洗3min并静置干燥1min；然后继续将基材在海藻酸二醛溶液(ADA)中沉积3min并静置干燥1min，接着在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗3min并静置干燥1min；然后继续将基材在壳聚糖溶液(CS)中沉积3min并静置干燥1min，接着在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗3min并静置干燥1min。至此完成一个组装周期，然后继续将基材在海藻酸二醛溶液(ADA)和壳聚糖溶液(CS)中交替沉积，并分别在磷酸缓冲溶液(PBS)中漂洗并静置干燥，共进行15个组装循环，最终得到海藻酸二醛/壳聚糖薄膜[ADA/CS]15。
将空白组基材(基材上未浸涂壳聚糖和海藻酸二醛)以及实施例1-5中制备的海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜[ADA/CS]3、[ADA/CS]6、[ADA/CS]9、[ADA/CS]12、[ADA/CS]15分别置于装有100℃热水的烧杯上，防雾效果如图1a-图3a所示：空白基材瞬间起雾，变得模糊不清，但涂层基材均表现出较好的防雾效果，随着涂层循环次数的增加，由于外部表面透明度的关系，[ADA/CS]9、[ADA/CS]12、[ADA/CS]15实际观察起来略有模糊。
将空白组基材(基材上未浸涂壳聚糖和海藻酸二醛)以及实施例1-5中制备的海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜[ADA/CS]3、[ADA/CS]6、[ADA/CS]9、[ADA/CS]12、[ADA/CS]15分别在-10℃冰箱中冷冻2h，立即取出置于有“antifogging”字样板上，防雾效果如图1b-图3b所示：空白基材变得模糊看不清字样，涂层基材可以清晰的观察到字样，同时，随着涂层循环次数的增加，由于外部表面透明度的关系，[ADA/CS]9、[ADA/CS]12、[ADA/CS]15实际观察起来略有模糊。
研究海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜对金黄葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌效果，如图4-6所示：横向观察发现空白组长满了菌群，CS对照组(基材上仅浸涂壳聚糖)有一定的抑菌效果，但是抗菌能力不能满足某些特殊条件的要求。与天然壳聚糖相比，实验组CS与ADA形成具有亚胺基团的希夫碱-RC＝N-增强了其抗微生物特性，涂层组的抗菌效果均优于前两个对照组，并且随着自主装循环次数的增加，涂层之间抗菌性逐渐增加，主要因为反应直接改变壳聚糖分子结构，增加正电荷，并且亚胺基团(C＝N)的π电子增强壳聚糖的亲脂性，这可以促进壳聚糖希夫碱分子渗透到微生物细胞膜中，然后可以干扰呼吸过程，此外亚胺基其具有优异的金属结合性，抑制与孢子元素和必需营养素的结合，阻断蛋白质的合成，阻碍细菌的进一步生长。因此，壳聚糖希夫碱抗菌活性均优于纯壳聚糖，这是壳聚糖与希夫碱协同抗菌的结果。纵向观察发现，不论对照组还是涂层组，与革兰氏阴性菌相比，对革兰氏阳性菌的抑菌效果更好，主要是因为革兰氏阳性菌缺乏外膜且细胞壁较厚，内含有大量带负电荷的磷壁酸，增加了亲和力，导致细菌细胞的损伤。革兰氏阴性菌还含有疏水性外膜，其中外膜含有脂多糖、孔蛋白(允许特定的分子通过)等，孔蛋白的存在可能阻碍某些分子进入细胞，因此外膜充当屏障。

Claims (7)

1.一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，将壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自组装的方法交替沉积在基材表面，壳聚糖溶液和海藻酸二醛之间自发发生缩合反应形成席夫碱基团，制备获得海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌保鲜膜，所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备海藻酸二醛溶液；
(2)制备壳聚糖溶液；
(3)将预处理的基材依次浸涂在海藻酸二醛溶液和壳聚糖溶液中并漂洗干燥，根据需要完成层层自组装循环周期，壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面，形成海藻酸二醛/壳聚糖涂层，即得到海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜。
2.根据权利要求1所述一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述海藻酸二醛溶液是采用高碘酸钠对海藻酸盐进行选择性氧化得到的。
3.根据权利要求1或2所述一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中制备海藻酸二醛溶液的方法具体为：将海藻酸盐溶于超纯水制得浓度为0.04-0.06g/ml的海藻酸盐溶液，将高碘酸钠溶于超纯水，磁力搅拌制得0.09-0.11g/ml高碘酸钠溶液，室温下将海藻酸盐溶液和高碘酸钠溶液混合，并在黑暗中反应10h～15h，加入乙二醇终止反应，将得到的溶液透析，去除剩余高碘酸钠，采用冷冻干燥法制得海藻酸二醛粉末，将海藻酸二醛粉末溶于超纯水中，制得浓度为2-4mg/ml的海藻酸二醛溶液。
4.根据权利要求1所述一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：将壳聚糖粉末溶于1％乙酸中，制得浓度为4-8mg/ml的海藻酸二醛溶液的壳聚糖溶液。
5.根据权利要求1所述一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：将基材用纯水清洗并干燥，用聚醚酰亚胺溶液预沉积0.5h-1h并静置干燥5min-10min，然后在超纯水中漂洗3min-5min并静置干燥1min-3min；接着将基材在步骤(1)制备的海藻酸二醛溶液中沉积3min-5min并静置干燥1min-3min，然后在磷酸缓冲溶液中漂洗3min-5min并静置干燥1min-3min；接着将基材在步骤(2)制备的壳聚糖溶液中沉积3min-5min并静置干燥1min-3min，然后在磷酸缓冲溶液中漂洗3min-5min并静置干燥1min-3min，至此完成一个组装周期；根据需要，重复上述组装周期，壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面，形成海藻酸二醛/壳聚糖涂层，即得到海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜。
6.根据权利要求1或5所述一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，交替沉积在基材表面的壳聚糖和海藻酸二醛之间通过静电作用力、氢键和席夫碱共价键结合。
7.一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜，根据权利要求1-6任一项所述方法制备，其特征在于，包括基材、海藻酸二醛和壳聚糖，壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面；海藻酸二醛和壳聚糖之间通过静电作用力、氢键和席夫碱共价键结合。
CN202010032908.6A 2020-01-13 2020-01-13 一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法 Active CN111138696B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010032908.6A CN111138696B (zh) 2020-01-13 2020-01-13 一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010032908.6A CN111138696B (zh) 2020-01-13 2020-01-13 一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111138696A CN111138696A (zh) 2020-05-12
CN111138696B true CN111138696B (zh) 2020-12-29

Family

ID=70524645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010032908.6A Active CN111138696B (zh) 2020-01-13 2020-01-13 一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111138696B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114133617A (zh) * 2020-09-04 2022-03-04 牛津大学(苏州)科技有限公司 表面功能化材料和改性材料及其制备方法和用途
CN113787799A (zh) * 2021-09-03 2021-12-14 富维薄膜（山东）有限公司 一种新型防水雾薄膜及其制备方法
CN115091830A (zh) * 2022-05-17 2022-09-23 宁波瑞成包装材料有限公司 一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19704737A1 (de) * 1997-02-07 1998-08-13 Kalle Nalo Gmbh Eßbare Formkörper, insbesondere Flach- und Schlauchfolien
CN1297957A (zh) * 1999-12-01 2001-06-06 武汉大学 羧甲基壳聚糖和海藻酸共混膜或纤维的制备方法及其用途
CN107840981A (zh) * 2017-11-08 2018-03-27 海南师范大学 一种海藻酸钠‑壳聚糖双层可食用膜、其制备方法及其应用
CN110606963A (zh) * 2019-09-20 2019-12-24 东南大学 促细胞粘附的高粘附性抗氧化可自修复薄膜的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Layer-by-Layer Deposition of Antibacterial Polyelectrolytes on Cotton Fibres;Ana P.Gomes等;《J Polym Environ》;20120803;第20卷;第1084-1094页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111138696A (zh) 2020-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111138696B (zh) 一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法
Ahmed et al. Chitosan: a natural antimicrobial agent-a review
Ding et al. Antibacterial hydrogel coating by electrophoretic co-deposition of chitosan/alkynyl chitosan
Deng et al. Applications of chitosan-based biomaterials: a focus on dependent antimicrobial properties
Webber et al. Incorporation and antimicrobial activity of nisin Z within carrageenan/chitosan multilayers
Nir et al. Tailoring the self-assembly of a tripeptide for the formation of antimicrobial surfaces
Gadenne et al. Role of molecular properties of ulvans on their ability to elaborate antiadhesive surfaces
CN112480288B (zh) 一种离子化壳聚糖及其制备方法和应用
Yu et al. Preparation of robust and fully bio-based modified paper via mussel-inspired layer-by-layer assembly of chitosan and carboxymethyl cellulose for food packaging
Wang et al. Effect of the structure of chitosan quaternary phosphonium salt and chitosan quaternary ammonium salt on the antibacterial and antibiofilm activity
Yang et al. Antibacterial brush polypeptide coatings with anionic backbones
CN111704856B (zh) 一种γ-聚谷氨酸-聚阳离子复合物及其制备方法与应用
Necol et al. Binding silver to chitooligosaccharides through N-heterocyclic carbenes: Synthesis and antimicrobial activity
CN114989476B (zh) 一种抗菌防污醋酸纤维素膜及其制备方法
EP3939629A1 (en) Medical tube and preparation method therefor
JP5098015B2 (ja) 菌体膜傷害性・抗菌性物質とその利用方法
Huang et al. Preparation and characteristics of the sulfonated chitosan derivatives electrodeposited onto 316l stainless steel surface
Aranaz et al. Evaluation of chitosan salt properties in the production of AgNPs materials with antibacterial activity
Kim et al. Coordination-driven robust antibacterial coatings using catechol-conjugated carboxymethyl chitosan
Chen et al. Construction of antimicrobial peptides/alginate multilayers modified membrane: Antibiofouling performance and mechanisms
CN114052027A (zh) 壳聚糖多维改性抗菌剂及其制备方法
Sang et al. Preparation, characterization and application of the novel chitosan derivative modified with phenylalanine
CN116162181B (zh) 一种壳聚糖-三元羧酸衍生物及其制备方法和应用
CN113243381B (zh) 一种复合防霉抗菌剂及其制备方法
CN113929892B (zh) 一种含金属的高效阳离子抗菌聚合物及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 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