CN113693124B - 一种刺梨多糖纳米银复合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种刺梨多糖纳米银复合物的制备方法,包括以下步骤,a.将硝酸银溶液与刺梨多糖溶液混合均匀,然后滴加氢氧化钠溶液,调节pH为9‑11,30‑50℃水浴振荡反应4‑8 h,得到反应液;b.向步骤a所得的反应液中加入乙醇,收集沉淀即得到刺梨多糖纳米银复合物。本发明从刺梨果中提取多糖,并利用果胶类多糖能够在碱性条件引发下还原硝酸银的性质,制备纳米银,同时利用多糖大分子中多羟基、多羧基以及碳骨架结构等特点稳定制备的纳米银,制备出粒径均一,稳定性好的刺梨多糖-纳米银复合物,该方法非常简便,不需要使用任何其他化学还原剂,制备成本低且环境友好。能谱分析显示制备的刺梨多糖纳米银复合物中银原子的含量大约为12.35%,银原子含量较高。

Description

一种刺梨多糖纳米银复合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纳米复合材料的制备技术领域,具体涉及一种刺梨多糖纳米银复合物及其制备方法和应用。
背景技术
纳米粒子由于其特定的化学、光学以及良好的机械性能,关于纳米材料的研究突飞猛进,其中金属纳米颗粒由于其较高的比表面积和独特的物化性质,通常能表现出良好的抗菌活性。铜、钛、锌、金、镁、银等金属都被用来合成金属纳米粒子,在所有研究的金属纳米粒子中,纳米银由于其优异的传热性能、导电性能、表面活性和催化性能,在微电子、光学、催化、生物传感、抗菌等领域有着广泛的应用,特别是纳米银粒子被相关研究证明对细菌、病毒以及其它原核生物有明显的抑制作用后,越来越多的学者对于纳米银粒子的各种应用场景展开了广泛的研究。
随着纳米银在各种场景中的应用,科研工作者也将注意力聚焦在如何有效的控制纳米银粒子的粒径大小和形貌,使纳米银粒子的制备工艺突显得越来越重要。传统的化学与物理的制备方法虽然能制备出来大批量的纳米银粒子,但是这些传统方法制备出来的纳米银颗粒不仅容易团聚,而且在制备过程中会对环境造成一定的污染,且制备出来的成品也有一定的毒性。此外,由于越来越多的纳米银产品被用作抗菌材料,在医药和日常生活领域广泛被利用,这使传统制备方法的弊端逐渐显露出来。而且,近年来,绿色环保己经成为各种行业发展的主题,所以利用无污染、无毒害的绿色方法制备纳米银也是势在必行。近年来,以大分子壳聚糖、纤维素、果胶和海藻糖等天然高分子材料作为载体和保护剂的研究越来越多。
中国发明专利CN1043103112公开了一种纳米银粒子的制备方法及由此制得的纳米银粒子, 将琼脂糖分散于第一溶剂中,银盐分散于第二溶剂中,混合所述第一溶液与所述第二溶液,冷却放置1d-15d得到琼脂糖/纳米银复合凝胶,该发明公开的方法虽然琼脂糖既作还原剂又作稳定剂,无需引入其他还原剂或添加剂,但需冷却放置时间较长。
中国发明专利CN102228995B公开了一种多糖-纳米银溶胶及其制备方法,该多糖-纳米银溶胶为羧甲基壳聚糖季铵盐-纳米银溶胶,制备方法是先将AgNO3转化为更活泼的,再用羧甲基壳聚糖季铵盐作为还原剂和稳定剂,采用微波辐射加热法制备得到的,但该方法需要高能加热设备加热到30℃~100℃,需要反应温度较高。
中国发明专利CN111109292公开一种北沙参多糖纳米银粒子的制备方法,主要步骤包括向北沙参多糖水溶液中加入甲醇,搅拌得到北沙参多糖纳米颗粒;向形成的北沙参多糖纳米颗粒溶液中加入可溶性银盐和NaCl,混合均匀,调节pH,紫外光照射反应,离心沉淀,干燥,得到多糖纳米银粒子,但该方法所用甲醇属于毒性较高的化学试剂,此外需要紫外线照射,过程比较繁琐。
中国发明专利CN 105088754A公开了一种蜂蜜制备纳米银及其抗菌织物的方法,将硝酸银分别配置成0.01-100 g/L的水溶液,然后加入一定量的蜂蜜,在50℃-90℃的温度下均速搅拌30-600 min,得到纳米银胶溶液。该发明公开的方法虽然简单易行,但采用的原料蜂蜜成本较高,所用硝酸银的用量范围较高,造成制备生产成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明旨在提供一种制备方法简单、高效的刺梨多糖纳米银的制备方法,所制备的刺梨多糖纳米银具有极高的抗菌活性,能够显著抑制革兰氏阳性菌和阴性菌的生长,可作为一种天然的抗菌材料使用。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:
一种刺梨多糖纳米银复合物的制备方法,包括以下步骤,
a.将硝酸银溶液与刺梨多糖溶液混合均匀,然后滴加碱液,调节pH为9-11,30-50℃水浴振荡反应4-8 h,得到反应液;
b. 向步骤a所得的反应液中加入乙醇,收集沉淀即得到刺梨多糖纳米银复合物。
所述刺梨多糖溶液是刺梨鲜果经过预处理、提取、脱蛋白、脱色、醇沉和分离纯化得到的刺梨多糖的溶液。
所述硝酸银溶液的浓度为0.5-2.0 mM;所述刺梨多糖溶液浓度为2-4 mg/mL;所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5-1.5 M。
所述刺梨多糖溶液的浓度为3 mg/mL;所述硝酸银溶液的浓度为0.5、1.0、1.5、或2.0 mM;所述氢氧化钠溶液的浓度为1 M。
步骤a振荡反应转速为100-200 rpm。
步骤b醇沉操作包括向反应液中加入6-10倍体积的无水乙醇,避光环境下冷藏静置12-36 h,冷藏温度控制为0-5℃。
由上述制备方法制备得到的刺梨多糖纳米银复合物。
刺梨多糖纳米银复合物在制备抗菌和/或水果保鲜涂膜材料中的应用。
本发明的有益效果是:
(1)本发明从刺梨果中提取多糖,并利用果胶类多糖能够在碱性条件引发下还原硝酸银的性质,制备纳米银,同时利用多糖大分子中多羟基、多羧基以及碳骨架结构等特点稳定制备的纳米银,制备出粒径均一,稳定性好的刺梨多糖-纳米银复合物,该方法非常简便,不需要使用任何其他化学还原剂,制备成本低且环境友好。能谱分析显示制备的刺梨多糖纳米银复合物中银原子的含量大约为12.35%,银原子含量较高。
(2) 刺梨多糖含有大量的糖醛酸,其结构稳定不受pH、温度或者外源盐离子的影响,可以作为一种制备纳米银颗粒的高效还原剂。本发明制备的刺梨多糖纳米银平均粒径范围约为24.5-84 nm,粒径较小,低于或者达到了现有技术所制备纳米银粒径的范围。
(3)本发明制备的刺梨多糖纳米银热稳定性较好,在254.5℃时才发生热分解,同样适用于高温材料中的应用。
(4)本发明制备的刺梨多糖纳米银复合物,利用果胶类多糖能够运载低浓度银离子并放大银离子的抗菌性这一特点提高纳米银的抗菌性,纳米银复合物能够有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌增殖;利用水溶性多糖的成膜性,多糖纳米银作为水果的涂膜材料,有效的延长了水果的保鲜期。
附图说明
图1为由不同浓度硝酸银制备的RP3-AgNPs溶液的紫外-可见吸收光谱图。
图2为刺梨多糖纳米银(RP3-AgNPs)溶液的TEM图像,在pH为10时,用1.5 mM的AgNO3溶液还原3.0 mg/mL的RTFP-3制备所得RP3-AgNPs。
图3为刺梨多糖纳米银(RP3-AgNPs)溶液的粒径分布图。
图4为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的X衍射图谱(XRD)。
图5为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的X射线光电子能谱图(XPS)。
图6为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的红外光谱图(FT-IR)。
图7为刺梨多糖(RTFP-3)的能谱分析图(EDS)。
图8为刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的能谱分析图(EDS)。
图9为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的热重分析图谱(TG)。
图10为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的抗菌抑菌圈图。
图11为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)涂膜圣女果不同保存期失重率曲线图。
图12为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)涂膜圣女果不同保存期维生素C含量曲线图。
图13为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)涂膜圣女果不同保存期的外观观察图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
一种刺梨多糖纳米银复合物的制备方法,包括以下步骤,
a.将硝酸银溶液与刺梨多糖溶液混合均匀,然后滴加碱液,调节pH为9-11,30-50℃水浴振荡反应4-8 h,振荡反应转速为100-200 rpm,得到反应液;
所述刺梨多糖溶液是刺梨鲜果经过预处理、提取、脱蛋白、脱色、醇沉和分离纯化得到的刺梨多糖的溶液,刺梨多糖的制备具体步骤参考中国发明专利CN109400734B一种刺梨多糖及其制备方法与应用;所述刺梨多糖溶液浓度为2-4 mg/mL,优选浓度为3 mg/mL;所述硝酸银溶液的浓度为0.5-2.0 mM,优选浓度为0.5、1.0、1.5、或2.0 mM;所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5-1.5 M,优选浓度为1 M;
b. 向步骤a所得的反应液中加入6-10倍体积的无水乙醇,避光环境下冷藏静置12-36 h,冷藏温度控制为0-5℃,然后收集沉淀即得到刺梨多糖纳米银复合物。
由上述制备方法制备得到的刺梨多糖纳米银复合物。
刺梨多糖纳米银复合物在制备抗菌和/或水果保鲜涂膜材料中的应用。
结合已经公开的中国发明专利CN109400734B一种刺梨多糖及其制备方法与应用,本发明主要侧重公开一种刺梨多糖纳米银复合物的制备方法及其应用,所用刺梨多糖是刺梨的主要活性成分,由多种单糖和还原基团糖醛酸组成,具有较好水溶性和稳定性。刺梨多糖作为一种天然生物大分子提取物,来源广泛,与其他一些用于制备纳米银的植物提取液相比(如绿茶提取物、仙人掌提取液等),其天然网络结构不仅具有引导纳米粒子定向生长的能力,而且还可以防止纳米粒子聚集。此外,采用的刺梨多糖含有大量的糖醛酸,其结构稳定不受pH、温度或者外源盐离子的影响(L. Wang, et al., Physicochemical,functional, andbiological properties of water-soluble polysaccharides fromRosa roxburghii Tratt fruit, Food Chemistry 249 (2018) 127-135.),可以充分发挥刺梨多糖的还原剂作用,通过一步法即可简单高效制备刺梨多糖纳米银复合物。人们对刺梨多糖的研究不断深入,研究发现刺梨多糖具有抗氧化、降血糖、降血脂和调节肠道菌群等多种生物活性功能,刺梨多糖的高生物活性和利用度有利于降低纳米颗粒的生物毒性,这使其更适合应用在生物领域。
实施例1
用磁力搅拌器将刺梨多糖溶解于50 mL水中,形成2 mg/mL的刺梨多糖溶液,配制AgNO3溶液,最终浓度分别为0.5 mM、1.0 mM、1.5 mM和2.0 mM,将刺梨多糖溶液分别与0.5mM、1.0 mM、1.5 mM和2.0 mM浓度的AgNO3溶液混合均匀,立即向混合溶液中加入0.5 MNaOH标准溶液,调节pH值至9左右,在30℃下连续振荡反应8 h,振荡反应转速为100 rpm,得到反应液;为了获得干燥的刺梨多糖纳米银复合物,向反应液中添加6倍体积的无水乙醇以获得棕色沉淀,3℃避光环境下冷藏静置18h,然后以6000 rpm离心20分钟以收集沉淀物,然后用90%乙醇洗涤沉淀物,并冷冻干燥,获得刺梨多糖纳米银复合物。
实施例2
用磁力搅拌器将刺梨多糖溶解于50 mL水中形成3 mg/mL刺梨多糖溶液,配制AgNO3溶液,最终浓度分别为0.5 mM、1.0 mM、1.5 mM和2.0 mM,将刺梨多糖溶液分别与0.5mM、1.0 mM、1.5 mM和2.0 mM浓度的AgNO3溶液混合均匀,立即向混合溶液中加入1 M NaOH标准溶液,调节pH值至10左右,在40℃下连续振荡反应6 h;为了获得干燥的刺梨多糖纳米银复合物,向反应液中添加8倍体积的无水乙醇以获得棕色沉淀,5℃避光环境下冷藏静置12h,然后以8000 rpm离心20分钟以收集沉淀物,然后用90%乙醇洗涤沉淀物,并冷冻干燥,获得刺梨多糖纳米银复合物。
实施例3
用磁力搅拌器将刺梨多糖溶解于50 mL水中形成4 mg/mL溶液,配制AgNO3溶液,最终浓度分别为0.5 mM、1.0 mM、1.5 mM和2.0 mM,将刺梨多糖溶液分别与0.5 mM、1.0 mM、1.5 mM和2.0 mM浓度的AgNO3溶液混合均匀,立即向混合溶液中加入1.5 M NaOH标准溶液,调节pH值至11左右,在50℃下连续振荡反应4 h;为了获得干燥的刺梨多糖纳米银复合物,向反应溶液中添加10倍体积的无水乙醇以获得棕色沉淀,0℃避光环境下冷藏静置36h,然后以10000 rpm离心20分钟以收集沉淀物,然后用90%乙醇洗涤沉淀物并冷冻干燥以供进一步使用。
刺梨多糖纳米银复合物的表征
考察反应体系中不同浓度的硝酸银溶液对反应体系中纳米银颗粒粒径的影响。图1为由不同浓度硝酸银制备的RP3-AgNPs溶液的紫外-可见吸收光谱图。用3 mg/mL的刺梨多糖(RTFP-3)还原不同浓度的AgNO3溶液(0.5 mM,1.0 mM, 1.5 mM,2.0 mM),制备了一系列的刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs),加入NaOH引发反应,从图1中可以看出,反应液颜色从黄色变为棕色。紫外-可见光谱(UV-vis)结果表明,在~415nm的UV-vis吸收峰的强度,随着反应体系中AgNO3浓度的增加(0.5-2.0 mM)而增加,这表明在多糖基质中产生更多AgNPs而不显著增加粒径分布。当添加AgNO3浓度小于1.5 mM时,反应液的紫外吸收峰强度从1.48迅速增加到2.92,添加AgNO3浓度大于1.5 mM时,反应液紫外吸收峰强度减小到2.62。结果表明,当AgNO3浓度为1.5 mM时,可得到粒径分布均匀、贮存稳定性好的RP3-AgNPs溶液,且AgNPs产率最高。因此,后续选择1.5 mM AgNO3制备纳米银复合物。
图2为pH为10时,用1.5 mM的AgNO3溶液还原3.0 mg/mL的RTFP-3制备所得刺梨多糖纳米银(RP3-AgNPs)溶液的TEM图。从图2透射电镜(TEM)图可知,合成的RP3-AgNPs呈球形且分散,无明显团聚。
图3为刺梨多糖纳米银(RP3-AgNPs)溶液的粒径分布图。图3动态光散射测量的RP3-AgNPs粒径图,表明RP3-AgNPs颗粒范围为24.5 nm至83.2 nm,制备的纳米银粒径小于或达到现有公开技术制备得到的纳米银,越小粒径的纳米银越有利于其发挥抗菌活性。
图4为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的X衍射图谱(XRD)。图4刺梨多糖纳米银复合物的XRD图谱主要表现为刺梨多糖纳米银的特征峰,在38.2°,44.7°和64°的2θ处观察到三个峰,对应于AgNPs的面心立方(fcc)晶体结构的(111)、(200)和(220)三个面衍射,它们与AgNPs表面有机相的结晶有关。
图5为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的X射线光电子能谱图(XPS)。图5所示RP3-AgNPs的XPS光谱表明C、O和Ag的存在,367ev处的峰值可归属于Ag0的3d电子峰。
图6为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的红外光谱图(FT-IR)。图6的FT-IR光谱显示,在银纳米颗粒存在的情况下,多糖基质光谱中约3400 cm-1处峰位置发生轻微蓝移,这可归因于银纳米颗粒与多糖结构中存在的羟基之间的相互作用。此外,RP3-AgNPs的光谱分别在2929 cm-1和1740 cm-1处显示出较弱的C=O和C-H峰,表明C=O基团和羟基参与了银纳米粒子的还原和稳定,刺梨多糖纳米银(RP3-AgNPs)在1418-1309 cm-1处的吸收峰强度增加,表明纳米银与RTFP-3的羧基相互作用。
图7为刺梨多糖(RTFP-3)的能谱分析图(EDS),图8为刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的能谱分析图(EDS)。图7表明RTFP-3主要有碳(49.44%)、氧(50.56%)两种元素组成;图8显示出了Ag0的一个新信号,表明Ag+被成功还原。表面元素分析结果显示,刺梨多糖纳米银主要由C、O、Ag元素组成,其中碳(39.96%)、氧(47.68%)和银(12.35%)的相对含量,证实了Ag0在刺梨多糖纳米银复合物中的形成。
图9为刺梨多糖(RTFP-3)和刺梨多糖纳米银复合物(RP3-AgNPs)的热重分析图谱(TG)。图9热重分析结果表明,RP3-AgNPs最大失重率对应的温度(257.8℃)略高于RTFP-3(254.5℃)。在600℃时,RTFP-3残基减少至原重的37.1%,而RP3-AgNPs残基减少至原重的42.6%,残余重量的差异是由于AgNPs的存在,而且纳米银复合物的热解温度显著升高。
上述刺梨多糖纳米银复合物的表征是按实施例2制得的刺梨多糖纳米银复合物进行结构鉴定和活性分析,实施例1和3的结果与实施例2相似。
刺梨多糖纳米银复合物的抑菌活性
LB 液体培养基配置方法,量筒量取100 mL 蒸馏水倒入250 mL试剂瓶中,分别称取 1 g 胰蛋白胨、0.5 g 酵母粉和 1 g 氯化钠,加入试剂瓶中混匀,于高温高压蒸汽灭菌锅中121℃,灭菌15 min后待用。取三支 12 mL 细菌培养管,各加入 3 mL灭菌后的 LB 液体培养基,分别从大肠杆菌和金黄色葡萄球菌固体培养基上挑取单菌落接种于液体培养基中,另一支作空白对照。放于恒温振荡器(37℃,200 rpm) 振荡培养过夜(15 h),在多功能酶标仪上测得菌液的 OD460值(大肠杆菌OD460为 0.67,对应菌液浓度为 3.96×108 CFU/mL;金黄色葡萄球菌OD460为0.78,对应菌液浓度为3.7×10 8 CFU/mL)。
称取测试样品(RTFP-3, RP3-AgNPs)放于 10 mL 离心管中,加入 0.9%生理盐水配制成 20,15和10 mg/mL 浓度的样品溶液,于紫外灯下照射灭菌 30 min,备用。将凝固的固体培养基放于微波炉中加热,待培养基冷却至 40-50℃,将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌以106CFU/mL 的浓度加至培养基中,混匀后倒入一次性培养皿中,每个培养皿中倒入约 15mL 培养基。待培养基充分凝固后,用 7 mm 无菌打孔器打孔,然后向孔内分别加入 100 μL不同浓度的样品溶液。放于恒温培养箱中 37℃静置培养 24 h。培养完成后,拍照并记录抑菌。
采用标准孔扩散法对金黄色葡萄糖球菌(革兰氏阳性)和大肠杆菌(革兰氏阴性)进行生长抑制研究,用三种不同浓度(10 mg/mL、15mg/mL和20mg/mL)的RTFP-3和RP3-SeNPs观察其抗菌性能。图10显示了两种常见细菌的抑制圈结果。不同浓度RP3-AgNPs对金黄色葡萄球菌抑菌圈大小分别为10.3±0.6、12.3±0.6和13.3±0.8 mm,对大肠杆菌的抑菌圈大小分别为13.0±1.0、14.3±0.6、15.3±0.6mm,抑菌圈实验结果表明刺梨多糖纳米银呈剂量依赖性对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)均有显著抑制效果,而且纳米银颗粒的引入,极大的提高了刺梨多糖的抗菌活性,表明其能够在多种抗菌材料中被应用。
刺梨多糖纳米银抗菌涂膜的制备及其在水果保鲜中的运用
以新鲜的圣女果为模型食品,从当地市场购买,用蒸馏水洗净,室温干燥。随后,圣女果被随机分为三组,每组20个圣女果,实验组分别在RTFP-3(2 mg/mL)和RP3-AgNPs(2mg/mL)溶液中浸泡15min,对照组使用蒸馏水浸泡做对照,取出后,自然晾干,放入PVC塑料盒内,表面用保鲜膜覆盖,各组均于(25±1℃)环境条件下保存7 d。用数码相机记录圣女果在贮藏过程中的外观变化,用常规方法测定圣女果在贮藏过程中的失重率和维生素C含量)等理化指标。
图11结果表明,由于呼吸作用,所有圣女果样品的重量在整个贮藏过程中都有所下降。正如预期的那样,对照组的体重减轻率高于涂层圣女果组(RTFP-3和RP3-AgNPs);
图12结果表明,随着贮藏时间的延长,各组维生素C含量均呈下降趋势,这可能与外界氧化、代谢活动和微生物侵染有关。在第7天,两个涂层圣女果组的维生素C含量均高于对照组。对照组的维生素C含量(19.63mg/100g)由于圣女果上微生物的生长而明显下降,而RP3-AgNPs组的维生素C含量(25.72mg/100g)保持较高的值;
图13表明,对照组和RTFP-3组在第五天圣女果出现霉菌斑、收缩和变色迹象(图中箭头所指部位为霉菌斑、收缩和变色);到第七天,微生物感染导致产品腐烂。结果表明RTFP-3治疗组抗菌能力较弱,相比之下,RP3-AgNPs组的圣女果在第7天出现霉菌斑的时间推迟,保持了明亮的红色,RP3-AgNPs制备的涂层有可能在室温下将圣女果的货架期延长到7d。所以,RP3-AgNPs涂层是一种有效的阻氧屏障,同时具有良好的抗菌性能,可以显著延长水果的储藏期。

Claims (7)

1.一种刺梨多糖纳米银复合物的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,
a.将硝酸银溶液与刺梨多糖溶液混合均匀,然后滴加氢氧化钠溶液,调节pH为9-11,30-50℃水浴振荡反应4-8 h,得到反应液;所述硝酸银溶液的浓度为0.5-2.0 mM;所述刺梨多糖溶液的浓度为2-4 mg/mL;所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5-1.5 M;
b. 向步骤a所得的反应液中加入乙醇,收集沉淀即得到刺梨多糖纳米银复合物。
2.根据权利要求1所述的刺梨多糖纳米银复合物的制备方法,其特征在于,所述刺梨多糖溶液是刺梨鲜果经过预处理、提取、脱蛋白、脱色、醇沉和分离纯化得到的刺梨多糖的溶液。
3.根据权利要求1所述的刺梨多糖纳米银复合物的制备方法,其特征在于,所述刺梨多糖溶液的浓度为3 mg/mL;所述硝酸银溶液的浓度为0.5、1.0、1.5、或2.0 mM;所述氢氧化钠溶液的浓度为1 M。
4.根据权利要求1所述的刺梨多糖纳米银复合物的制备方法,其特征在于,步骤a振荡反应转速为100-200 rpm。
5.根据权利要求1所述的刺梨多糖纳米银复合物的制备方法,其特征在于,步骤b醇沉操作包括向反应液中加入6-10倍体积的无水乙醇,避光环境下冷藏静置12-36 h,冷藏温度控制为0-5℃。
6.根据权利要求1~5任一所述制备方法制备得到的刺梨多糖纳米银复合物。
7.根据权利要求6所述的刺梨多糖纳米银复合物在制备抗菌和/或水果保鲜涂膜材料中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115120614B (zh) * 2022-07-07 2023-08-22 海南医学院 用于制备纳米银复合物的组合物、纳米银复合物及其应用
CN115678070A (zh) * 2022-12-06 2023-02-03 安徽大学绿色产业创新研究院 一种AgNPs复合薄膜的制备及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107309438A (zh) * 2017-07-14 2017-11-03 福建农林大学 一种余甘多糖制备纳米银复合粒子的方法
CN108774880A (zh) * 2018-06-13 2018-11-09 浙江省检验检疫科学技术研究院 一种自还原制备纳米银抗菌棉织物的方法
CN109400734A (zh) * 2018-10-17 2019-03-01 华南理工大学 一种刺梨多糖及其制备方法与应用
CN110181037A (zh) * 2019-05-17 2019-08-30 云南玖香鲜花生物科技股份有限公司 一种银纳米颗粒及其制备方法
CN111097921A (zh) * 2020-01-13 2020-05-05 山西大学 一种抗结肠癌银纳米颗粒及其制备方法
CN111109292A (zh) * 2019-12-17 2020-05-08 河北科技大学 一种北沙参多糖纳米银粒子的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107309438A (zh) * 2017-07-14 2017-11-03 福建农林大学 一种余甘多糖制备纳米银复合粒子的方法
CN108774880A (zh) * 2018-06-13 2018-11-09 浙江省检验检疫科学技术研究院 一种自还原制备纳米银抗菌棉织物的方法
CN109400734A (zh) * 2018-10-17 2019-03-01 华南理工大学 一种刺梨多糖及其制备方法与应用
CN110181037A (zh) * 2019-05-17 2019-08-30 云南玖香鲜花生物科技股份有限公司 一种银纳米颗粒及其制备方法
CN111109292A (zh) * 2019-12-17 2020-05-08 河北科技大学 一种北沙参多糖纳米银粒子的制备方法
CN111097921A (zh) * 2020-01-13 2020-05-05 山西大学 一种抗结肠癌银纳米颗粒及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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壳聚糖/纳米ZnO涂膜对圣女果的保鲜作用;李亚娜;;食品与发酵工业(02);全文 *

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