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基于壳寡糖的面料抗菌整理剂的研究

作　者: 黄玮
导　师: 梁运祥
学　校: 华中农业大学
专　业: 生物工程
关键词: 壳寡糖 抑菌 壳寡糖季铵盐 抗菌整理剂
分类号: TS195.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


作为天然碱性多糖的壳寡糖(Chitooligosaccharides,简称COS),水溶性良好、具有广谱抑菌等特性。同时其结构单元中存在有众多活性基团,为将其改性应用于服装面料抗菌整理过程提供了可能。本文对壳寡糖进行了抑菌功能研究并将其季铵化获得了抑菌性能更好的壳寡糖季铵盐,以壳寡糖季铵盐对面料进行抗菌整理初步获得了具有抑菌作用的抗菌面料。具体研究结果如下：在前期研究的基础上,本文选取Mw3500壳寡糖作为实验对象,对指示菌、浓度、pH值等影响抑菌效果的因素进行了研究。以0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%为浓度梯度进行抑菌实验发现：壳寡糖对金黄色葡萄球菌抑制效果优于大肠杆菌；壳寡糖对细菌生长的影响呈现出了低浓度促进高浓度抑制的趋势,壳寡糖在0.1%、0.5%浓度下可促进细菌生长,但随着浓度的升高,在1.0%浓度下转为抑制作用,且抑制率随浓度升高而增大,当壳寡糖浓度为2.5%时对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率均达到96%以上。通过比较pH值分别为5.5、6.0、6.5、7.0的壳寡糖溶液的抑菌实验结果发现：pH值也能影响壳寡糖的抑菌效果,其中pH值为6.0时对上述两种指示菌的抑菌率最高。随后,以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为醚化剂,在80℃碱性条件下对Mw800、Mw1000、Mw2500、Mw3500、Mw5000-10000、Mw10000以上的壳寡糖进行季铵化处理。研究表明,各均分子量壳寡糖的季铵盐产品得率从36.66%-50.61%不等,多数集中在40%-50%之间；随着壳寡糖均分子量的升高,取代度从51.34%到23.32%依次降低；各种壳寡糖季铵盐均具有良好的水溶性,溶解率达97%以上；在pH值为6.0、7.0、8.0时,Mw3500壳寡糖季铵盐对大肠杆菌的抑制效果均明显优于Mw3500壳寡糖：以终浓度0.6%的H2O2为脱色剂处理3.0%浓度的壳寡糖季铵盐水溶液时脱色效果最好,脱色率达96.62%；抑菌检测发现,Mw2500壳寡糖季铵盐交联整理后的面料抑菌效果最好。研究还发现,抗菌整理方式对抑菌效果的影响明显,而脱色流程使抑菌性能小幅下降,Mw2500壳寡糖季铵盐交联抗菌整理后的面料对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌(菌体)、大肠杆菌均有较好的抑菌效果。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-10
1 前言  10-23
  1.1 抗菌整理剂概述  10-12
    1.1.1 抗菌整理剂作用机制  10-11
    1.1.2 抗菌整理剂分类  11
    1.1.3 常见抗菌整理剂简介  11-12
  1.2 甲壳素、壳聚糖与壳寡糖  12-14
    1.2.1 甲壳素与壳聚糖  12-14
    1.2.2 壳寡糖  14
  1.3 壳寡糖的特性  14-16
    1.3.1 水溶性  14-15
    1.3.2 吸湿性和保湿性  15
    1.3.3 抑制肿瘤作用  15
    1.3.4 抑菌作用  15-16
  1.4 壳寡糖的制备方法  16-18
    1.4.1 物理法  16-17
    1.4.2 化学法  17
    1.4.3 酶解法  17-18
  1.5 壳寡糖/壳聚糖的季铵盐  18-20
    1.5.1 壳寡糖/壳聚糖季铵化方法  18-19
    1.5.3 壳寡糖/壳聚糖季铵盐的抑菌机理  19-20
  1.6 壳寡糖/壳聚糖季铵盐的应用  20-21
    1.6.1 壳寡糖/壳聚糖季铵盐在纺织工业的应用  20
    1.6.2 壳寡糖/壳聚糖季铵盐在其他领域的应用  20-21
  1.7 抗菌面料的制备方法  21-22
    1.7.1 直接纤维化  21
    1.7.2 纤维复合层  21
    1.7.3 面料后整理加工  21-22
  1.8 本课题的研究目的和意义  22-23
2 实验材料与方法  23-31
  2.1 实验材料与设备  23-25
    2.1.1 实验指示菌种  23
    2.1.2 服装面料  23
    2.1.3 主要药品与试剂  23-24
    2.1.5 培养基  24
    2.1.7 主要仪器设备  24-25
  2.2 实验方法  25-31
    2.2.1 菌种的活化  25
    2.2.2 不同菌体浓度下壳寡糖抑菌实验  25-26
    2.2.3 不同浓度壳寡糖抑菌实验  26
    2.2.4 不同pH值条件下壳寡糖抑菌实验  26-27
    2.2.5 壳寡糖季铵盐的制备  27
    2.2.6 壳寡糖季铵化取代度的测定  27-28
    2.2.7 壳寡糖季铵盐溶解性实验  28
    2.2.8 壳寡糖季铵盐抑菌实验  28
    2.2.9 壳寡糖季铵盐溶液脱色实验  28
    2.2.10 抗菌整理  28-30
    2.2.11 整理后布样抑菌检测  30-31
3 结果与分析  31-42
  3.1 壳寡糖抑菌实验结果  31-33
    3.1.1 不同菌体浓度对壳寡糖抑菌效果的影响  31-32
    3.1.2 不同浓度壳寡糖抑菌实验  32-33
    3.1.3 不同pH值条件下壳寡糖对细菌生长的影响  33
  3.2 壳寡糖季铵盐的制备  33-37
    3.2.1 产品得率  34-35
    3.2.2 季铵化取代度  35
    3.2.3 壳寡糖季铵盐溶解性  35-36
    3.2.4 壳寡糖季铵盐抑菌实验  36-37
    3.2.5 壳寡糖季铵盐溶液脱色实验  37
  3.3 壳寡糖抗菌整理及抑菌检测  37-42
    3.3.1 不同均分子量壳寡糖季铵盐整理后面料的抑菌测试结果  39-40
    3.3.2 脱色流程及整理方式对于整理后面料抑菌作用的影响  40
    3.3.3 交联整理后面料对不同菌种的抑菌作用  40-42
4 结论与讨论  42-46
  4.1 主要结论  42-43
    4.1.1 壳寡糖抑菌实验结论  42
    4.1.2 壳寡糖季铵盐的制备及抗菌整理实验结论  42-43
  4.2 讨论  43-46
    4.2.1 影响壳寡糖抑菌的因素  43-44
    4.2.2 影响壳寡糖季铵盐制备及抗菌整理的因素  44-46
参考文献  46-50
致谢  50

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