壳聚糖辐射降解及其产物抑菌性研究

论文摘要

壳聚糖是由葡萄糖和N-乙酰葡萄糖胺以糖苷键缩合而成的多糖。壳聚糖及其衍生物具有无毒、生物相容性、生物降解可控性、非抗原性等一系列优良特性,被广泛应用于生物技术、制药、污水处理、农业、食品科学等领域。不同分子量的壳聚糖性质差异很大,有时甚至截然相反,目前研究结果表明应用价值高的分子量一般在103Da-104Da之间,因此将高分子量壳聚糖降解是当今研究的热点之一。本文研究了单一60Co-γ射线辐照及辐射与化学协同作用对壳聚糖降解的影响。在协同降解中详细研究了辐照剂量、H2O2浓度、H2O2与壳聚糖的体积质量比、乙酸四个因素对壳聚糖降解的影响,并对前三个因素进行了方差分析和因素不同水平之间的多重比较,研究结果表明:协同降解效果优于单一辐照,在协同降解中15%H2O2、HAc 1.5%（m/v）、H2O2/壳聚糖体积质量比4:1、辐照剂量为110kGy可以使壳聚糖的分子量从8.7×105Da降低到104Da以下。同时,对协同降解产物的结构进行了红外光谱分析,其结构变化很小,加入乙酸造成的开环反应比提高H2O2与壳聚糖的体积质量比造成的开环反应要少,而且产物的分子量可以降得更低。对本研究制备的不同分子量壳聚糖降解产物进行了抑菌性研究,结果表明:粘均分子量在1-10万Da的壳聚糖都有较好的抑菌性能。对大肠杆菌抑制能力最强的是1.15万的壳聚糖、对金黄色葡萄球菌抑制能力最强的是10.21万Da的壳聚糖、对枯草芽孢杆菌抑制能力最强的是7.70万Da的壳聚糖,其最小抑菌浓度一般在0.05%-0.1%。对黄曲霉抑制效果较好的壳聚糖样品是11.61万Da和7.19万Da的壳聚糖样品,对黑曲霉抑制能力较好的是11.61万Da和2.76万Da的壳聚糖样品,对青霉抑制能力最强的是11.60万Da和3.21万Da的壳聚糖样品,对真菌的最小抑菌浓度要稍高于细菌,一般要在0.1%-0.2%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 壳聚糖概述
• 1.1 壳聚糖的物理性质
• 1.2 壳聚糖的化学性质
• 1.2.1 O-酰化和N-酰化
• 1.2.2 含氧无机酸酯化
• 1.2.3 醚化
• 1.2.4 N-烷基化
• 1.2.5 氧化
• 1.2.6 螯合
• 1.2.7 对酸的吸附
• 1.2.8 接枝共聚
• 1.2.9 交联
• 1.3 降解方法及机理的研究
• 1.3.1 化学法降解壳聚糖
• 1.3.2 酶法降解壳聚糖
• 1.3.3 物理方法降解壳聚糖
• 1.3.4 协同降解的研究
• 1.4 壳聚糖降解产物、交联产物、及其他衍生物的应用研究
• 1.4.1 壳聚糖的抑菌效果及机理的研究
• 1.4.2 壳聚糖在医学中的应用
• 1.4.3 壳聚糖在农业中的应用
• 1.4.4 壳聚糖在工业和环境中的应用
• 1.4.5 壳聚糖在生物技术中的应用
• 1.5 存在问题及发展趋势
• 1.6 选题意义
• 第二章 壳聚糖辐射降解技术研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 试验材料
• 1.1.2 主要设备与试剂
• 1.2 方法
• 1.2.1 试验设计
• 1.2.2 粘均分子量测定
• 1.2.3 脱乙酰度的测定
• 1.2.4 壳聚糖降解产物结构分析
• 2 结果分析
• 2.1 壳聚糖单-辐照降解
• 2.2 壳聚糖协同降解
• 2O₂浓度对壳聚糖降解效果的影响'>2.2.1 H₂O₂浓度对壳聚糖降解效果的影响
• 2.2.2 低剂量（0-20kGy）对壳聚糖降解效果的影响
• 2O₂浓度、辐照剂量对壳聚糖降解的影响'>2.2.3 H₂O₂浓度、辐照剂量对壳聚糖降解的影响
• 2O₂浓度、H₂O₂与壳聚糖体积质量比对壳聚糖降解的影响'>2.2.4 H₂O₂浓度、H₂O₂与壳聚糖体积质量比对壳聚糖降解的影响
• 2.2.5 三因素三水平正交试验设计
• 2.2.6 乙酸对壳聚糖降解的影响
• 2.2.7 四因素四水平正交试验设计
• 2.3 降解产物结构分析
• 2.4 降解产物的脱乙酰度测定结果
• 3 讨论
• 第三章 壳聚糖降解产物的抑菌性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 供试菌种
• 1.1.2 培养基
• 1.1.3 主要试剂
• 1.1.4 主要仪器
• 1.2 方法
• 1.2.1 菌悬液的制备
• 1.2.2 对细菌的抑制作用
• 1.2.3 对真菌的抑制作用
• 1.2.4 最小抑菌浓度（MIC）的测定
• 2. 结果与分析
• 2.1 对细菌的抑制作用
• 2.1.1 平板法测定壳聚糖对细菌的抑制作用
• 2.1.2 液态培养法测定壳聚糖对细菌的抑制作用
• 2.2 对真菌的抑制作用
• 2.3 最小抑菌浓度（MIC）的测定
• 3. 讨论
• 第四章 全文总结
• 参考文献
• 附录A 壳聚糖对细菌的抑制作用
• 附录B 壳聚糖对黄曲霉和黑曲霉的抑制作用
• 致谢
• 个人简历