殼聚糖改性及其抑菌性能研究

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1、分類號!墨2QluDC密級——學(xué)校代號：學(xué)號V78712310561200239000200027華南理工大學(xué)學(xué)位論文殼聚糖改性及其抑菌性能研究(廣東省科技廳資助項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：2002c20314)(廣東省重大科技興海項(xiàng)目，項(xiàng)目編號；A200099H01)吳小勇指導(dǎo)教師：曾慶孝教授輕工與食品學(xué)院申請學(xué)位級別：王堂監(jiān)±論文提交日期：2鯉5：5：22，‘學(xué)位授予單位和日期：專業(yè)名稱：盒晶型堂論文答辯目期：2鯉5：§：窆華南理工大學(xué)孽辯委璺會(huì)主席：墼查塞邀論文評閱人：摘要摘要本文對殼聚糖及其水溶性衍生物的抑菌性能進(jìn)行了研究，并對它們的抑菌機(jī)理和應(yīng)用進(jìn)行了初步探討，主要內(nèi)容如下：脫乙酰度(deg

2、reeofdeacetylation，簡稱為DD值，下同)、特性粘度和純度是衡量殼聚糖性能的三個(gè)重要指標(biāo)：目前測定殼聚糖這三個(gè)指標(biāo)的方法很多，但對于同一個(gè)殼聚糖樣品，不同的測定方法測得的結(jié)果有的相差較大：本文首先對殼聚糖這三個(gè)指標(biāo)的測定方法進(jìn)行了研究。在分析殼聚糖的分子組成和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文指出了目前在計(jì)算殼聚糖DD值的公式中存在的一個(gè)問題，提出了更為合理的計(jì)算殼聚糖DD值的公式：比較了幾種測定殼聚糖DD值方法的差異，結(jié)果表明雙突躍法測定殼聚糖的DD值，方法簡單，不需要特別的儀器，對于可溶于稀鹽酸的樣品，是一種比較理想的測定方法：比較了一點(diǎn)法和逐步稀釋法在測定殼聚糖特性粘度方面存在的差異

3、，確定了比較準(zhǔn)確的測定殼聚糖特性粘度的方法：此外本文還首次提出殼聚糖的理論氮基葡萄糖含量的概念，推導(dǎo)出不同DD值的殼聚糖的理論氨基葡萄糖禽量的計(jì)算公式，并利用理論氨基葡萄糖含量對殼聚糖純度的計(jì)算公式進(jìn)行修正，解釋了有些公式計(jì)算得到的殼聚糖的純度大予100％的原因，提出了正確的計(jì)算殼聚糖純度的方法。本文對脫乙酰度和分子量等因素對殼聚糖抑菌能力的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究，殼聚糖對金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、大腸桿菌和假單胞菌這四種細(xì)菌以及啤酒酵母和黑曲霉這兩種真菌的抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：DD值相同，分子量不同的殼聚糖，對細(xì)菌的抑菌能力隨分子量的降低而減弱；對酵母和霉菌的抑菌能力隨分子量的降低而增強(qiáng)；分子

4、量相近DD值不同的殼聚糖對細(xì)菌以及酵母和霉菌的抑菌能力差別不大：殼聚糖在pH5．5至pH6．0左右能夠發(fā)揮最強(qiáng)的抑菌能力；實(shí)驗(yàn)中用到的殼聚糖對四種細(xì)菌都有較強(qiáng)的抑菌能力，一般可以使菌數(shù)降低5～6個(gè)對數(shù)級：總體看來．殼聚糖對金黃色葡萄球菌的押菌能力最強(qiáng)，其次是對假單胞菌和枯草桿菌，而對大腸桿菌的抑菌能力相對弱一些；實(shí)驗(yàn)條件下的殼聚糖對上述四種細(xì)菌的抑菌能力醬遍比苯甲酸鈉強(qiáng)；但實(shí)驗(yàn)條件下的殼聚糖對酵母和霉菌的抑菌能力比山梨酸鉀弱。由于殼聚糖一般不能溶于水：因此，采用各種方法對殼聚糖進(jìn)行改性，制各水溶性殼聚糖衍生物是殼聚糖開發(fā)和應(yīng)用研究的方向之一。本文通過對殼聚糖進(jìn)行N一乙?；?、羧甲基化和與明膠

5、共聚的方法制備得到水溶性殼聚糖衍生物，并利用紅外光譜、核磁共振譜和X一射線衍射對產(chǎn)物進(jìn)行表征；此外．本文還對水華南理工大學(xué)博十學(xué)位論文溶性殼聚糖衍生物的抑菌性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，經(jīng)過改性后，殼聚糖衍生物的水溶性大大改善，但抑菌能力卻有一定程度的降低。接下來本文對殼聚糖及其衍生物的抑菌機(jī)理進(jìn)行了初步探討，結(jié)果表明，殼聚糖的乳化能力和乳化穩(wěn)定性越強(qiáng)，其對細(xì)菌的抑菌能力就越強(qiáng)；殼聚糖的絮凝能力越強(qiáng)其對細(xì)菌的抑菌能力也越強(qiáng)；由此推測殼聚糖與微生物細(xì)胞表面相互作用是殼聚糖發(fā)揮抑菌作用的主要條件，殼聚糖與微生物細(xì)胞相互作用，使微生物細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的正常生理功能受到影響是殼聚糖及其衍生物的抑菌機(jī)理之

6、一。對殼聚糖及其衍生物對Ca”的螫合能力的測定結(jié)果表明，殼聚糖或殼聚糖衍生物對ca”的螯合能力越強(qiáng)，其對細(xì)菌的抑菌能力就越強(qiáng)，由此推測殼聚糖或殼聚糖衍生物對金屬離子的螯合作用，使微生物缺乏那些對其生長繁殖有重要作用的會(huì)屬離子也是殼聚糖及其衍生物的抑菌機(jī)理之一。對培養(yǎng)過程中菌液的電導(dǎo)率的測定結(jié)果表明，菌液的電導(dǎo)率隨其中微生物數(shù)量的增加而升高：因此，殼聚糖及其衍生物對微生物的殺滅作用是否導(dǎo)致微生物細(xì)胞破裂有待進(jìn)一步研究。殼聚糖在荔枝保鮮中的應(yīng)用研究結(jié)果表明，在延緩荔枝果實(shí)的褐變方面，用O．1mol／L鹽酸為溶劑配制的殼聚糖溶液比1％(v／v)乙酸或O．1mol／L檸檬酸為溶劑配制的殼聚糖溶液更

7、好，分子量和脫乙酰度高的殼聚糖又比分子量和脫乙酰度低的殼聚糖好；但是在延緩荔枝腐爛方面分子量低的殼聚糖比分子量高的殼聚糖要好一些；保鮮液中殼聚糖的濃度對荔枝的保鮮效果也有一定的影響，殼聚糖濃度太高或太低對荔枝的保鮮效果都不好；殼聚糖濃度為1．5％(w／v)時(shí)對荔枝的保鮮效果最好：用濃度為1．5％(-／v)的殼聚糖保鮮液對荔枝進(jìn)行保鮮處理，再用密實(shí)袋封裝，貯存在4℃的環(huán)境條件下，荔枝的保鮮期可以達(dá)到一個(gè)月左右，是不做任何處