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医用壳聚糖膜的制备与应用

医用壳聚糖膜的制备与应用
医用壳聚糖膜的制备与应用

壳聚糖的制备与纯化

甲壳素是一种白色或灰白色的半透明无定形固体,通常在270℃分解。甲壳素基本上不溶解于水、乙醇、乙醚、稀酸以及稀碱等物质,它可溶于浓度较高的无机酸,但不溶于稀硫酸等稀酸。壳聚在溶液状态时,需要被放置在酸性环境中,但是,由于壳聚糖具有醛基结构,因此,壳聚糖在酸性溶液中易发生降解,从而使壳聚糖溶液粘度下降,通过加入甲醇、丙酮、乙醇等物质可以使壳聚糖的溶液粘度升高,在试验中一般常用乙醇,作用最为明显。由于甲壳质中含有羟基,壳聚糖中同时含有羟基和氨基,因此,壳聚糖和甲壳质可以通过酚化、羧基化、氰化、螫合、水解、醚化、酯化、醛亚胺化、烷化、叠氮化、羟基化、成盐、氧化、卤化、接枝与交联等反应生成不同结构和不同性能的衍生物[29]。 甲壳质通过脱乙酰反应可制得壳聚糖,通常使用质量分数为50%左右的氢氧化钠溶液处理甲壳质并加热到105℃,在该温度下保持两小时,然后将材料水洗至中性,经过抽滤、干燥即可得到白色的壳聚糖。壳聚糖的脱乙酰度和相对分子量受反应温度、反应时间以及碱液浓度的影响,使用蟹虾壳海蟹壳、对虾壳、河虾壳和蚕蛹等原料在同一方法和条件下制备壳聚糖,其中以海蟹壳的产率最高,可见海蟹壳是制备壳聚糖的最佳原料。除此之外,还以使用酶法、微波法等方法制备壳聚糖[30]。2.1.2.2 壳聚糖的纯化及脱乙酰 壳聚糖(Chitosan)的纯化: (1)用天平称取6 g chitosan 于800 ml 1%(V/V)的醋酸溶液中,磁力搅拌 溶解2h,待完全溶解后静置2h,可见烧杯底有大量沉淀; (2)将壳聚糖溶液倒入离心管,用普通天平平衡后,再用高速离心机9 000 rmp, 离心10 min 收集上清,倒入另一干净的1 L 烧杯中; (3)边用磁力搅拌器搅拌,边用5 %NaOH 溶液缓慢调pH 值到9,静置2 h, 待chitosan 完全析出; (4)再用高速离心机9 000 rmp, 离心10 min,或者使用真空泵抽滤以收集 纯化的chitosan; (5)放入-70 ℃冰箱过夜,用冻干机干燥备用[31]。 壳聚糖(Chitosan)的脱乙酰: 1)用500 ml 三口瓶配40 %(W/V) NaOH 溶液,与壳聚糖混合,然后将洗 净的磁力搅拌子放入其中; (2)打开磁力搅拌器总开关及加热开关,将反馈式温度计插入硅油中,并将温 度计导线接入仪器后座插口,调节温度计旋钮将温度设定为95℃,待温度达到预定 值时,将三口瓶架入油浴槽,装好冷凝管,打开自来水水龙头和搅拌开关,反应2 h; (3)关闭仪器各开关,将三口瓶架在空中,让瓶底的油滴到用油浴槽内,同时 让温度自然冷切; (4)加入三蒸水稀释后,倒入垫有双层定性滤纸的陶瓷漏斗中,用真空泵抽滤, 多次稀释抽滤洗涤至中性; (5)收集脱乙酰壳聚糖,放入-20 ℃冰箱过夜,用冻干机干燥[31]。 脱乙酰度测定 测定脱乙酰度的方法很多,常用的有FT-IR、NMR、紫外、元素分析等,但是 常用为双突跃电位滴定法,其步骤如下[31]: (1)配制壳聚糖溶液:用电子天平精确称量0.2 g Chitosan 于100 ml 烧杯中, 加入20 ml 0.1 M HCl 溶液,再加40 ml 三蒸水,用保鲜膜封口后磁力搅拌至充分溶解; (2)配制0.4 g/ml NaOH 标准溶液:用电子天平精确称量1.6 g NaOH 于50 ml 烧杯中,溶解后用100 ml 容量瓶定容; (3)用标准缓冲液校正酸度计; (4)边搅拌边滴定,记录数据; (5)用Excel 和Origin 处理数据,画出滴定曲线,得出取代度。 2.1.2.3 壳聚糖改性

磁性壳聚糖微球的制备及其应用_杨晋青

现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2008, Vol.24, No.10 1079 磁性壳聚糖微球的制备及其应用 杨晋青,叶盛权,郭祀远 (华南理工大学轻工与食品学院,广东广州 510640) 摘要:由新型的高分子材料制成的磁性壳聚糖微球具有很多优良的应用特性。本文着重综述磁性壳聚糖微球的制备方法和性能表征, 介绍其在生物医学,食品工程和废水处理方面的应用进展, 并展望其研究和开发的光明前景。 关键词:磁性壳聚糖微球;改性;医学;食品工程;废水处理 中图分类号:TQ333.99;文献标识码:A ;文章篇号:1673-9078(2008)10-1079-04 Review of Preparation and Application of Magnetic Chitosan Microspheres YANG Jin-qing, YE Sheng-quan, GUO Si-yuan (College of Light Industry & Food Sciences, South China University of Technology, Guangzhou 510640) Abstract: Magnetic chitosan microspheres made from novel polymer materials showed outstanding applied characteristics. In this paper, the preparation and characterization of magnetic chitosan microspheres were reviewed. The applications of magnetic chitosan microspheres in biomedical, food engineering and wastewater treatment were also introduced and their bright futures were prospected for further research and development. Key words: magnetic chitosan microspheres; modification; medicine; food engineering; wastewater treatment 新型的高分子微球材料因其具有很多优良特性为而被广为应用。如粒径小、表面积大、吸附性强,可通过共聚、表面改性赋予其多种功能性基团(如-OH 、-COOH 、-CHO 、-NH2、-SH 等),进而可结合各种物质,使高分子微球具有多种功能。对于磁性高分子微球,由于其具有磁响应性,在外加磁场的作用下可以很方便地分离、回收。因此,在许多领域有广阔的开发前景[1,2]。 壳聚糖(CTS)是自然界存在的唯一碱性多糖,可由蟹、虾壳中的甲壳素经脱乙酰化反应而制得。其资源丰富,安全无毒,具有独特的分子结构和易于化学修饰、生物可相容性和可再生性等功能。它的胺基极易形成四级胺正离子,有弱碱性阴离子交换作用。壳聚糖在酸性溶液中会溶解,稳定性差[3,4]。将壳聚糖进行交联制成磁性壳聚糖(MCS )微球[5,6],不但可提高其稳定性及机械强度,而且使其易与介质分离,利于广泛应用于医学、食品、化工等领域[7]。本文通过对磁性壳聚糖微球的制备方法和性能表征方法及其在生物医药,食品工程和废水处理方面应用的综述,介绍磁性 收稿日期:2008-04-27 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20050561014) 作者简介:杨晋青(1983-),硕士研究生,研究方向:糖类分离提纯新方法新技术 通讯作者:郭祀远,教授 壳聚糖微球有关领域的研究进展情况,并展望其发展 的前景。 1 磁性壳聚糖微球的制备及表征 1.1 乳化交联法 常用的磁性壳聚糖微球制备方法有乳化交联法[8]。将磁性Fe 3O 4粒子加到一定浓度的壳聚糖溶液中,经均质分散,再在适当的温度,pH 和搅拌条件下逐滴加入含有乳化剂的水相中,产生乳液,在常压下自由挥发或用真空抽提使溶剂挥发,通过洗涤、过滤和干燥等过程即可制得磁性壳聚糖微球[9,10]。 1.2 包埋法 1.2.1 磁性高分子微球的制备 运用机械搅拌、超声分散等方法将磁性粒子分散于高分子溶液中,通过雾化、絮凝、沉积、蒸发等过程得到内部包有磁性粒子的高分子微球,常用的包埋材料有壳聚糖、纤维素、尼龙、磷脂、聚酰胺、聚丙烯酰胺等。徐慧显利用葡聚糖制备了具有较好的单分散性磁性葡聚糖微球[11],董聿生采用反相悬浮包埋技术合成了多分散性的磁性葡聚糖微球[12]。 1.2.2 改性磁性壳聚糖微球的制备 以(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O 和壳聚糖为原料,经羟丙基化、胺基化,采用一步包埋法制备了一种新型的多胺基化磁性壳聚糖微球[13]。此方 DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2008.10.005

壳聚糖的应用研究进展(综述性论文)

绿色原料——壳聚糖的应用研究进展 09化学1班 XXX 指导老师:沈友教授 (惠州学院化学工程系,广东,惠州,516007) 摘要:本文综述了绿色原料壳聚糖的应用研究进展,着重介绍了壳聚糖在食品,水处理,生物药用,造纸业等方面的应用。 关键词:壳聚糖应用食品水处理 前言 原料在化学品的合成中非常重要,其可以成为影响一个化学品的制造、加工与使用的最大因素之一。如果一个化学品的原料对环境有负面的影响,则该化学品也很可能对环境具有净的负面影响。要实现绿色化学,在选择原料时应尽量使用对人体和环境无害的材料,避免使用枯竭或稀有的材料,尽量采用回收再生的原材料,采用易于提取、可循环利用的原材料,使用环境可降解的原材料。 自然界的有机物,数量最大的是纤维素,其次是蛋白质,排在第三位的是甲壳素,估计每年生物合成甲壳素100 亿t。甲壳素N-脱乙酰基的产物壳聚糖就是一种重要的绿色原料。 壳聚糖化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖,壳聚糖的外观为白色或淡黄色半透明状固体, 略有珍珠光泽, 可溶于大多数稀酸如盐酸、醋酸、苯甲酸等溶液, 且溶于酸后,分子中氨基可与质子相结合, 而使自身带正电荷。自1859年,法国人Rouget首先得到壳聚糖后,这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注,在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。壳聚糖无毒无害,具有良好的保湿性、润湿性,能防止静电; 化学稳定性良好, 但吸湿性较强, 遇水易分解。对壳聚糖进行化学改性, 得到的壳聚糖衍生物在许多物化性质方面都得到改善,其应用也更加受到关注。本文着重介绍了壳聚糖在食品,医药,水处理方面的应用进展。

壳聚糖的制备方法及研究进展

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ad107986.html, 壳聚糖的制备方法及研究进展 作者:张立英 来源:《山东工业技术》2018年第02期 摘要:壳聚糖作为一种碱性多糖被广泛应用于食品、生物、化工、医疗等领域。本文重点介绍了壳聚糖的制备方法及其研究进展,并对其发展趋势进行了展望。 关键词:壳聚糖;碱性多糖;制备方法 DOI:10.16640/https://www.doczj.com/doc/ad107986.html,ki.37-1222/t.2018.02.016 壳聚糖本身的分子结构类似于纤维素,因其多了一个带正电荷的胺基,使其化学性质较为活泼。目前壳聚糖正因其优良的生理活性在食品、化妆品、医药、化工、污水处理等方面展现出广阔的应用前景,近十年来国内外对于壳聚糖的开发研究热度一直持续不减,各种新颖的制备方法也是层出不穷。 1壳聚糖的来源 壳聚糖通常是由甲壳素(又名几丁质)经脱乙酰基作用获得,甲壳素在自然界中广泛存在于高等真菌以及节肢动物(虾、蟹、昆虫等)的外壳中,其中虾壳、蟹壳是工业生产壳聚糖的主要原料。由于大分子间的氢键作用,天然存在的甲壳素构造坚固,化学性质稳定,不溶于水、酸碱和一般的有机溶剂,这也使得甲壳素的应用范围非常有限,因此甲壳素只有经脱乙酰基处理成壳聚糖才能获得广泛应用。 2壳聚糖的制备方法 (1)化学降解法。传统的壳聚糖生产多采用化学降解法。作为壳聚糖工业生产最常用的制备方法,化学降解法简便易行,效率高,整个生产过程容易控制,但该法环境污染较为严重,对周边环境具有一定的破坏性。欧阳涟等从蟹壳中获取甲壳素,并通过脱乙酰反应制备出了壳聚糖。试验探究了影响产物壳聚糖脱乙酰反应的各种因素,如反应温度、碱液含量及反应时间等,最终确定制备高脱乙酰度壳聚糖的条件为反应温度70℃,碱液质量分数47%,反应时间10 h。 (2)微生物培养法。微生物发酵法生产壳聚糖起源于美国,我国从上世纪90年代开始研究。其主要原理是利用微生物自身生产的酶进行催化,从而脱去甲壳素中的乙酰基,进而制备壳聚糖。目前该领域研究重点主要集中在优良菌株的选育和培养基的优化上。 贺淹才等首先采用电解法从培养的黑曲霉湿菌体中制得甲壳素,然后采用碱提取法从培养的黑曲霉湿菌体中制备壳聚糖。试验基于黑曲霉细胞壁的主要成分为蛋白质与甲壳素,而蛋白质带有可电离的基团,于溶液中可形成带电荷的阳离子和阴离子,在外加电场作用下发生迁

壳聚糖涂膜保鲜技术的研究进展

壳聚糖涂膜保鲜技术的研究进展 李慧慧 (20090801118 徐州工程学院) 摘要:天然食品防腐剂壳聚糖具有易于生物降解,抗菌性强,安全无毒等优点。近年来,壳聚糖涂膜保鲜技术已成为保鲜领域的研究热点。笔者对壳聚糖涂膜及其复合涂膜在果蔬保鲜中的应用等方面进行了综述,并提出了现阶段壳聚糖保鲜技术研究与应用中存在的问题及其今后的研究发展方向。 关键词:壳聚糖;涂膜保鲜;果蔬 近几年,鲜切果蔬因其具有新鲜、食用方便、营养卫生、百分之百可食等多种优点,深受国内外消费者喜爱。应用可食性保鲜膜保鲜果蔬的研究越来越受到人们的关注,涂膜处理后的果蔬能有效保持其品质,并可明显降低果蔬在贮藏期间的失重率﹑腐烂率﹑并且安全无毒﹑成膜﹑还可抑菌﹑可食用﹑可降解。 壳聚糖(chitosan ),又称脱乙酰甲壳素﹑甲壳胺,化学名称是1,4-2氨基2-9-D葡聚糖。壳聚糖作为甲壳素的脱乙酰化的产物,它是从虾蟹的甲壳中提取出来的一种氨基类多糖,壳聚糖不仅天然大量地存在于自然界中,而且无毒,可降解,是一种可再生的资源。壳聚糖具有许多优良的功能性质和潜在的应用价值,其中一个引人关注的特性就是成膜性壳聚糖以其氢键相互交联成网状结构,利用适当的溶剂,可制成透明的具有多孔结构的薄膜。2005年来,壳聚糖作为一种优良膜材料,越来越受到人们的重视。由于壳聚糖安全无毒,易形成膜,其膜具有良好的黏附性通透性抗菌性保湿性和一定的弹韧性,且对氧气﹑二氧化碳﹑乙烯等气体具有选择渗透作用,是一种极具开发价值的保鲜剂,2006年已广泛应用于果蔬的保鲜研究证明,壳聚糖对蟠桃﹑杨梅﹑草莓﹑大豆﹑马铃薯﹑青椒等均具有良好的保鲜效果。本文综述了壳聚糖涂膜及其复合涂膜的应用。 1 壳聚糖的保鲜机理 1.1 果蔬腐变机理果蔬的腐败变质可分为生物败坏和非生物败坏两种形式。前者主要是由于果蔬贮藏中受细菌、霉菌、酵母等微生物的破坏而引起败坏,其中影响果蔬微生物繁殖的因素有温度、湿度、适量氧气、化学稳定性等。其次,是由于其本身发生正常的老化过程所造成的。这类果蔬在贮藏过程中一直保持着新活状态,仍是有生命的有机体,还会进行水分蒸发及呼吸作用等复杂的生命活动,与果蔬的贮藏息息相关,决定着果蔬寿命。后者是由其本身固有的原因所致。果蔬不同成分和性质的化学物质,必然存在化学和物理变化的可能性,在外界因素影响下,可能引起各种变化。化学变化可导致褐变及酸败,物理变化同样致使变质。 1.2壳聚糖的保鲜机理 综合近年的资料认为,壳聚糖在果蔬保鲜的机理主要在如下方面: ㈠形成保护膜质用壳聚糖涂布果蔬表面,可形成一层保护膜,而且增加了果皮厚度,并堵塞部分皮孔,减少组织水分蒸散,保持果蔬水分,创造了一个良好稳定的湿度环境,由此可较长时间保持果蔬的原有品质。 ㈡促进生理活性经壳聚糖处理,可促进果蔬表面伤口的木栓化,增强HMP(磷酸己糖代谢途径),堵塞皮孔和伤口,从而调节生理功能, 增加果蔬机体的自我保护能力。 ㈢延缓细胞衰老壳聚糖涂膜,可使机体组织活性氧形成减少, 由此延缓细胞的衰老和死亡;经测试,涂膜处理后乙烯生成量减少了50%;涂膜处理还能降低贮藏过程中草莓果肉组织内丙二醛与花青素的增长速率,保持番茄组织中SOD(超氧化物歧化酶)与Vc(抗坏血酸)的活力。 ㈣减弱呼吸速率壳聚糖涂布形成选择透气性保护膜,能限制果蔬组织对O2的吸收,但不影响CO2的通透,使呼吸速率减弱,由此减缓代谢速率, 延长组织细胞的寿命, 起到保鲜和保质的作用。

纤维素_壳聚糖复合膜的制备及结构表征

第18卷第2期2010年6月 纤维素科学与技术 Journal of Cellulose Science and Technology V ol. 18 No. 2 Jun. 2010 文章编号:1004-8405(2010)02-0033-06 纤维素/壳聚糖复合膜的制备及结构表征 马浩,郑长青,李毅群* (暨南大学化学系,广东广州 510632) 摘要:通过氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑离子液体([HeMIM]Cl)溶解微晶纤维素, 并与壳聚糖的醋酸溶液混合的方法制备了质量比为2∶1的再生微晶纤维素/壳聚糖 复合膜。利用红外光谱、X射线衍射、热重分析、扫描电镜和数码相机照片对复合 材料的结构进行表征。IR结果表明再生微晶纤维素与壳聚糖分子之间存在着强烈的 氢键作用,且二者相容性较好;XRD、TGA结果表明复合材料中纤维素和壳聚糖有 较强的相互作用;SEM结果表明复合材料表面粗糙,比表面积较大,可以作为潜在 的生物医用材料。 关键词:纤维素;壳聚糖;复合膜 中图分类号:O636文献标识码:A 纤维素和壳聚糖是自然界中可生物降解、生物相容性较好的两种天然高分子材料。纤维素是由β-(1→4)-链接的D-葡萄糖组成,它含有大量羟基,易形成分子内和分子间氢键,具有一定的力学强度,但成膜性较差[1]。壳聚糖是由D-氨基葡萄糖通过β-1,4-糖苷键结合而成,具有抗菌性及多种生物活性、吸附功能等,但壳聚糖吸水性强,所形成的纤维或膜材料的湿态机械强度差,易溶胀,作为医用材料的应用受到限制[2-6]。纤维素/壳聚糖复合材料具有纤维素和壳聚糖共同的特点,具有生物相容性和可生物降解性。其复合膜可以弥补纤维素和壳聚糖存在的不足,在生物医药领域中应用有着重要意义[7]。由于纤维素难溶解[8],目前主要是通过向壳聚糖的醋酸溶液中添加纤维素粒子的方法制备纤维素/壳聚糖复合材料[9-11],但是这种固―液混合的方法无法像液―液混合一样制备混合均匀的复合材料,于是有待于建立一个制备均匀的纤维素/壳聚糖复合材料的新方法。由于离子液体为纤维素的直接溶剂,能有效地溶解纤维素[12],因此,基于纤维素的离子液体溶液与壳聚糖的醋酸溶液能够实现液―液混合制备混合更加均匀的复合材料。本文正是通过混合微晶纤维素的离子液体溶液和壳聚糖的醋酸水溶液的方法,制备得到了质量比为2∶1的再生微晶纤维素/壳聚糖复合材料,并对这一材料的结构进行了初步表征。 收稿日期:2010-01-06 ?通讯作者 基金项目:国家自然科学基金(20672046)、广东省自然科学基金(8151063201000016)资助项目。 作者简介:马浩(1985~),男,安徽濉溪人,硕士研究生;从事功能高分子材料的研究。

水溶性壳聚糖的制备方法

水溶性壳聚糖的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)、原料处理:将壳体去除肉后,清水漂洗备用;(2)、稀酸处理:用壳体重2~4倍4~10%的盐酸浸泡1~2天,再用清水漂洗;(3)、碱煮除蛋白脱脂:用2~4倍8~12%氢氧化钠煮沸2~4小时,用清水漂洗;(4)、再脱钙处理:用2~4倍10~15%盐酸浸泡,以除去碳酸钙和磷酸钙,再用清水漂洗;(5)、脱色处理:用2~4倍清水调节PH值在5左右、在酸性条件下加入1%的KMnO↓[4]至紫红色不褪为止,以除去壳体的有机色素,再用清水漂洗;(6)、还原除去MnO↓[2]:将脱色后的壳体浸泡于1~3%的NaHSO↓[3]溶液中,以除去MnO↓[2],再用1~4%的草酸漂白得到白净甲壳素;(7)、脱乙酰度:用2~4倍55~70%的浓氢氧化钠在75~95℃处理10~20小时,获得壳聚糖粗品;(8)、纯化分离:将粗品溶于8~10倍3~6%稀醋酸,慢慢加入10%左右的浓碱至出现粘液,冷却至5~25℃,静置水解2~4小时,用稀盐酸中和至PH值在8~9,并产生絮状物,不断搅拌,至絮状物不再产生,过滤,洗涤除去氯化钠获得可溶性壳聚糖精品。 壳聚糖的结构、性质及其应用 张洁 海洋药学0844130 摘要:生物相容性好、可降解、对组织和细胞无毒副作用的生物材料一直是生物医学领域研究的热点。壳聚糖(α(1-4)2-氨基2-去氧β-D葡聚糖)是甲壳素脱乙酰得到的天然多糖中惟一的碱性多糖,具有很多优良的特性。本文就壳聚糖的结构、性质及其应用进行综述。 关键词:壳聚糖,结构,性质,应用 壳聚糖(Chitosan,简称CTS),壳聚糖是由N-乙酰糖胺组成,其中糖胺的含量超过90%,具有黏多糖相似的结构特点,而黏多糖在组织中分布广泛,是细胞膜有机组成成分之一,故壳聚糖具有优异的生物相容性⑴~⑵。表现为无毒、无刺激、无免疫抗原、无热原反应、不溶血,有抗菌消炎、促进伤口愈合,抗酸、抗溃疡、降脂和降低胆固醇的作用⑶~⑸。而且具有直接抑制肿瘤细胞的作用,并可通过活化免疫系统显示抗癌活性,与现有的抗癌药合用可增强抗癌效果,近年来其作为药物微球材料的研究也受到了极大的重视⑹,是一种安全可靠的天然生物活性多糖。本文就壳聚糖的结构、性质及其应用进行综述。 一.壳聚糖的结构与性质1.壳聚糖的来源—甲壳素 壳聚糖来源于一种自然资源十分丰富的线性聚合物一甲壳素,是甲壳素经脱乙酰化反应后得到的一种生物高分子Ⅲ。甲壳素是一种天然多糖类生物高分子聚合物,在自然界中广泛存在于低等生物菌类、藻类的细胞,节支动物虾、蟹、昆虫的外壳,软体动物(如鱿鱼、乌贼)的内壳和软骨,高等植物的细胞壁等,将甲壳动物的外壳通过酸碱处理,脱去钙盐和蛋白质,即可得到甲壳素。甲壳素化学名为[(1,4)一2一乙酰胺基一2一脱氧一B—D-葡萄糖],分子式为(C8H13N05)。,单体之间以B(1-4)糖苷键连接,分子量一般在lO6左右,理论胺含量为6.9%。甲壳素的化学结构与植物中广泛存在的纤维素结构非常相似(见图l),故又称为动物纤维素。

壳聚糖的制备

壳聚糖及其衍生物的制备 甲壳素(chitin)在自然不仅含量十分丰富,而且可生物降解,是环境友好产品,利用沿海地区丰富的虾蟹壳为原料,可生产出甲壳素,变废为宝,净化环境。甲壳素经浓碱处理去掉乙酰其后得壳聚糖(chitosan),分子结构如下: O O CH2OH OH NH2n O 壳聚糖经化学改性可得系列的衍生物,如:羧甲基壳聚糖、低聚壳聚糖等。这些系列产品在许多方面有着极其广泛的用途。如在医学方面可作为抗癌制剂、手术缝线、人造皮肤、药物载体等;在轻工业上可作为化妆品填料、增白剂、固发剂或增强纸张的光洁度;在环保方面可作为絮凝剂、吸附剂,用于污水处理,还可用作饮料的澄清剂、无毒包装材料等;在农业方面是一种新型植物生长调节剂,促进植物生长、增加产量、提高品质、诱导植物的广谱抗病性,还可用于生产生物农药,用于果蔬保鲜。因此壳聚糖及其衍生物系列产品有很好的潜在需求和市场前景。 一、实验目的 1.了解壳聚糖及其衍生物的应用概况; 2.学习壳聚糖及其衍生物的制备原理和方法; 3.强化学生环保意识,变废为宝; 4.制备2~5g的产品。 二、实验内容 1.利用强碱制备壳聚糖; 2.测定壳聚糖的脱乙酰度。 三、实验原理

甲壳素是酰胺类多糖,壳聚糖的制备过程,就是酰胺的水解过程。酰胺有如下几种结构: 酰胺可在强酸或强碱条件下水解,对于低分子的酰胺,水解可以进行得比较 完全,但对于多糖来说,强酸更容易水解糖苷键,所以甲壳素的脱乙酰基,一般 情况下不采用强酸水解;相对说来,强碱造成糖苷键的断裂不像强酸那么严重, 所以都用强碱来脱乙酰基。 酸碱滴定法的原理是壳聚糖的自由氨基呈碱性,可与酸定量地发生质子化反应,形成壳聚糖地胶体溶液: 溶液中游离的H+用碱反滴定,这样,从用于溶解壳聚糖的酸量与滴定用去的碱量 之差,即可推算出壳聚糖自由氨基结合酸的量,从而计算出壳聚糖中自由氨基的 含量。 四、实验材料与设备 1.实验设备与仪器 水浴锅,电炉,烧杯,三角瓶,碱式滴定管,电子天平。 2.实验材料与试剂 甲壳素,NaOH,HCl,甲基橙指示剂,乙醇、丙酮。 五、实验步骤 1.壳聚糖的制备 (1)取三个烧杯,编号1﹟、2﹟、3﹟,于每个烧杯中加入甲壳素5g,于1﹟ 烧杯中加入40%NaOH 100mL,2﹟烧杯中加入50%NaOH 100mL, 3﹟烧杯中加入 60%NaOH 100mL,100℃煮沸2h,脱乙酰基。 (2)反应完毕取出,用蒸馏水洗至中性,再用乙醇、丙酮洗涤后,干燥,即得 白色壳聚糖。 2.脱乙酰度的测定 准确称取上述方法制备的三种壳聚糖各0.5g,分别置于250mL三角瓶中,加入

壳聚糖改性研究与应用

壳聚糖改性研究与应用 赵朝霞(1142032224)四川大学化学学院2011级本科 摘要:甲壳素是一种天然多糖,脱除乙酰基的产物是壳聚糖,作为新型功能生物材料,它们已在水处理、日用化学品、生物工程和医药等领域得到了应用。本文综述了近年来关于壳聚糖改性研究进展,以及将其应用到医学、食品、化学工业等各个领域的概况,重点介绍了化学和物理修饰方法的应用研究。 关键词:壳聚糖化学改性与修饰物理改性与修饰功能材料 甲壳素的化学名称为(1,4)一2一乙酰氨基一2一脱氧一β—D—葡聚糖,它是通过β-1-4糖苷键相连的线性生物高分子,分子量从几十万到几百万。甲壳素脱除乙酰基后的产物是壳聚糖,其化学名称为(1,4)一2一氨基一2—脱氧—β一D—葡聚糖。甲壳素和壳聚糖具有与纤维素很相近的化学结构,它们的区别仅是在C位上的羟基分别被一个乙酰氨基和氨基所代替(如图) 但它们的化学性质却有较大差别。甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质,尤其是含有游离氨基的壳聚糖,是天然多糖中唯一的碱性多糖[1-4]。因此,它们已在废水处理、食品工业、纺织、化工、日用化学品、农业、生物工程和医药等方面得到应用。 医药领域 聚乳酸一羟基乙酸共聚物(PLGA)微粒广泛用于蛋白、多肽、核酸等生物大分子给药。由于PL-GA纳米微球表面缺乏可用于共价修饰的基团,所以难以在表面负载生物活性物质如DNA、配体和疫苗等,不易于通过受体或抗体进行靶向给药。因此,人们尝试用不同方法将PLGA 表层包裹不同的聚合物以达到物理改性PLGA微球表面的目的。如阳离子表面修饰是基于PLGA表层负电荷而设计的,这种方式使PLGA的表面活化成为可能。将壳聚糖(CHS)选做纳米微球表面修饰材料是因为它具有阳离子电荷,生物可降解,黏膜黏附性等特性。阎晓霏等以溶菌酶为模型蛋白,将改性PLGA与溶菌酶通过化学键结合并以CHS修饰得到一种新型阳离子纳米微球,达到增大纳米微球的包封率、载药量并促进蛋白类药物吸收的目的[5]。 壳聚糖在医药测定方面也有着十分积极的作用。Zhang等[6]首先制备了壳聚糖包覆的CdSe /ZrKS量子点作为Her2/neu基因小分子干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)的载体。并通过跟踪量子点的荧光信号证实药物载体靶向传送到乳腺肿瘤细胞,利用荧光索酶和酶联免疫分析验证导入细胞的siRNA的基因沉默效应。钟文英[7]等壳聚糖包覆的Ccrre量子点为荧光探针,基于荧光猝灭法建立了吉米沙星定量测定方法。以壳聚糖为载体合成新型疏水色谱填料[8],有效分离提纯枯草芽孢杆菌α一淀粉酶、鸡卵粘蛋白、AS 1.398中性蛋白酶以及伪单孢杆菌脂肪酶[9],以壳聚糖为载体的亲和吸附剂和壳聚糖固定化蛋白酶均具有广泛应用价值. 壳聚糖羧甲基化后,与磷酸钙生成螯合物,它可促进骨骼的矿化,在医药上可作为成骨的促进剂[10]。 二、化工领域 武美霞[11]等以壳聚糖为络合剂、稳定剂或保护剂,通过简单的化学还原法制备了具有超小尺寸的非晶态NiB.CS催化剂,并且使活性组分Ni分散均匀。壳聚糖修饰炭黑负载Pt—Au 催化剂,对原电极有相当好的物理极化学性质的改良作用。Sugunan[12]等认为,壳聚糖之所以能够捕获并起到稳定金纳米粒子的作用,一是由于两者之间存在静电作用;二是壳聚糖具有足够大的立体位阻效应,从而避免了金纳米粒子的聚集并能使金纳米粒子功能化。因此,

甲壳素_壳聚糖的制备与应用

甲壳素/壳聚糖的制备与应用 郭建民1,徐晓军2,李林1 (1.宁波市环境保护科学研究设计院,浙江宁波315010; 2.青岛建筑工程学院,山东青岛266000) [摘要]甲壳素/壳聚糖是一种资源丰富、用途广泛的天然高分子。简介了其物理化学性质及 常见的制备方法;详细介绍了功能化甲壳素/壳聚糖近期的研究状况;综述了甲壳素/壳聚糖的应用;展望了我国甲壳素/壳聚糖资源的开发利用趋势。[关键词]甲壳素;壳聚糖;制备;功能化;应用 [中图分类号]TQ282 [文献标识码]A [文章编号]1006-1878(2004)07-0126-03 甲壳素(chitin )学名为无水-N -乙酰基-D -氨基葡聚糖,是一种重要的天然高分子,其结构与纤维素相似,通常分子量为几百万,是多糖化合物中最重要的一种聚氨基葡萄糖。甲壳素因主要来源于节肢动物如虾、蟹等的甲壳而得名。它也广泛存在于低等植物如真菌、藻类的细胞壁中。据统计,自然界中每年甲壳素的生物合成量在1000kt 以上,可见其自然界储量之丰富。 壳聚糖(chitosan )是甲壳素脱乙酰化而得到的一种生物高分子。由于壳聚糖分子中有大量游离氨的存在,其溶解性大大优于甲壳素,兼具有甲壳素的天然、无毒、生物相容性好与易于降解等优点,所以壳聚糖有十分良好的经济应用价值。人们对壳聚糖的研究十分活跃,其应用领域也不断拓宽。 我国有着丰富的甲壳素资源。充分利用现有资源,结合区域优势,加强对甲壳素的开发研究及产业化是我国甲壳素化学工业发展的必然趋势。 1 甲壳素的提取 目前,甲壳素主要还是从工业废弃的虾、蟹壳中 提取。把甲壳中的甲壳素,蛋白质和无机物质分离开,最后再进行脱色,获得纯净的甲壳素,其工艺流程为:虾蟹壳—水洗—酸浸(6%HCl )—碱煮(10% NaOH )—脱色(KMnO 4)—干燥—甲壳素成品。可见甲壳素的制备过程主要由简单的酸碱处理 工艺组成,技术难度不大。但是以这种传统的工艺制得的甲壳素存在着一些不足,如溶解度不高,溶液过滤性差等。近年来又提出了一些新的方法,使传统工艺得到了改进。如采用浓度递减,循环酸浸以及脱蛋白质交叉工艺制取的甲壳素可以获得较高的粘度。但是在甲壳素的制取过程中,对于动物壳中 的蛋白质和有机肥料的综合利用程度低及工艺过程中排放的废水量大等缺点,仍然是甲壳素制备工艺中需要改进的问题。此外,从蚕蛹壳、蝉和蝇蛹中提取甲壳素都有过系统的报道。 由于壳聚糖还是真菌细胞壁的常见组成部分,因此以微生物发酵来制取壳聚糖也有着巨大的环保意义。陈忻等采用生物发酵放射毛霉为原料制备了壳聚糖。研究表明,在反应温度为28℃,摇床转速为250r/min ,p H 为7.4~7.6,培养时间为45h 的条件下,壳聚糖对菌丝体产率为15.68%,脱乙酰度85%~90%。谭天伟等提出了以发酵工业废菌丝体为原料生产壳聚糖的新工艺。该工艺成本低廉,经济效益可观。 2 甲壳素的功能化改性 活性侧基的存在,赋予甲壳素较之其他多糖更强的功能性,而通过化学修饰在高聚物骨架上引入其他基团,从而改变高分子的物理化学性质,赋予其新的功能,即高分子的功能化。它已经成为甲壳素应用研究的一个热点。甲壳素/壳聚糖的功能化主要是利用分子结构中的羟基/氨基等活性基团,通过对其进行酰化、酯化、交联、醚化等反应来完成。功能化后的甲壳素/壳聚糖的物化性质得到了改善而具有优异的功能。2.1 交联反应 为了使壳聚糖得到很好的应用,需要把它制成[收稿日期]2003-12-18;[修订日期]2004-02-12 [作者简介]郭建民(1977— )男,河北省宣化市人,宁波市环境保护科学研究设计院工程师,硕士,主要从事环保药剂的开发与三废处理技术研究。 ? 621?2004年第24卷 化 工 环 保 ENV IRONMEN TAL PRO TECTION OF CHEMICAL INDUSTR Y

壳聚糖复合膜的制备及其性能研究(可编辑)

摘要 本文的目的是采用涂布法以聚乙烯醇(PVA)膜作为基膜制备壳聚糖复合膜, 以得到具有高阻隔性、较好力学性能、可降解性和抗菌性的食品包装材料,用乌氏粘度计测定壳聚糖的相对黏均分子质量。所用 3 种壳聚糖的相对黏均分 5 5 5 子质量分别为:4.68×10 、4.77×10 、6.68×10 。 比较抑菌圈法、比浊法、稀释平板计数法发现,比浊法结合稀释平板计数法用 于空白组与实验组的活菌计数,可以更准确地显示壳聚糖的抑菌效果。壳聚糖溶液 浓度为 0.01%的 LB 培养液在培养过程中出现絮状沉淀,而高浓度(0.1%)和空白实 验则不出现。这一有趣现象未见文献报导。相对分子质量大的壳聚糖的抑菌作用较 强。太低浓度的壳聚糖溶液,如 0.01%浓度,对两种细菌的抑菌效果不理想。对 E. coli 抑菌活性昀好的壳聚糖溶液浓度是 0.05%;而对 S. aureus 抑菌活性昀好的浓度则是 0.025%。 合成的两种壳聚糖衍生物样品(PCS、TMC)为白色絮状,都能溶于中性水。

浓度为 0.1%的 PCS 和 TMC 溶液都能有效抑制 E. coli 的生长。壳聚糖衍生物对细菌 的抑菌活性有一定的选择性。TMC 对 E. coli 菌比对 S. aureus 菌具有更好的抑菌效 果。 以 PVA 膜作为基材,采用涂布法制备了 PVA/壳聚糖复合膜。用万能材料试验机 测定复合膜的力学性能。复合膜的弹性模量随所用壳聚糖浓度的增大而增大。复合 膜的断裂伸长率和抗拉强度比 PVA 膜略微减小。 用透湿仪测定了复合膜的水蒸汽透过系数。各类复合膜的水蒸汽透过系数略高 于 PVA 膜。用 CS-1 和 CS-2 制得的复合膜的水蒸汽透过系数随壳聚糖浓度的增大而 增大;然而涂布 CS-3 的复合膜的水蒸汽透过系数却随着壳聚糖浓度的增大而减小。 复合膜的水蒸汽透过系数受环境相对湿度影响较大。用透氧仪测定了复合膜的氧气 透过系数,涂布壳聚糖可以提高 PVA 膜对 O 阻隔性能。 2 采用 QB/T 2591-2003 标准方法评价了复合膜对 E. coli 和 S. aureus抑菌效果。复

壳聚糖特性及其应用

壳聚糖特性及其应用 作者简介:孔佳琦,女,本科,西北民族大学化工学院,专业:制药工程。 力芬,女,本科,西北民族大学化工学院,专业:环境工程。 摘要:壳聚糖是自然界中储量丰富天然高分子化合物,壳聚糖及其衍生物具有各种优良的性质,本文主要介绍了壳聚糖的特性以及其在不同方面的应用情况,为壳聚糖的研究发展提供依据和思路。 关键词:壳聚糖;特性;应用 壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素,是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。纯甲壳素和纯壳聚糖都是一种白色或灰白色透明的片状或粉状固体,无味、无臭、无毒性,纯壳聚糖略带珍珠光泽。在特定的条件下,壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应,可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物,从而扩大了壳聚糖的应用围。本文就壳聚糖的特性和应用进行阐述,为其研究和发展提供依据和思路。

1.特性 1.1抗菌性。壳聚糖是唯一一种天然的弱碱性多糖在弱酸溶剂中易于溶解,溶解后的溶液中含有氨基(NH2+),这些氨基通过结合负电子来抑制细菌。壳聚糖的抗菌性会随着其浓度的增加而增强。壳聚糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有较强的抑制作用。 1.2吸附性。壳聚糖具有很强的吸附功能,特别是对重金属离子的吸附如对铜、汞、铅等离子的吸收。壳聚糖的吸附活性可以有选择地发挥作用。当然还可以吸附胆固醇、甘油三酯、胆酸、油脂[1]等。 1.3保湿性。壳聚糖衍生物分子中有许多活泼的亲水极性基团如-OH、-COOH及-NH2,这些基团可以使其显示出保湿性。对于羧基化壳聚糖,其羟基的含量远大于其他衍生物,且羧基的亲水性所以能够结合更多的水分。因此羧基化壳聚糖的吸湿、保湿性也就明显高于其他类型的壳聚糖衍生物。 1.4成膜性。壳聚糖是线性高分子聚合物,理化性能稳定,可生物降解,粘合性好,成纤成膜性能优良。吴国杰[2]等人研究了壳聚糖膜的制备方法和性能,探讨了壳聚糖溶液成膜的最佳工艺条件。 1.5调节作用。壳聚糖可激活体具有免疫功能的淋巴细胞,使其能分辨正常细胞和癌细胞,并杀死癌细胞。还能调

壳聚糖的制备

壳聚糖的制备 甲壳素是许多甲壳类动物(如虾、蟹)及昆虫等外壳的重要组成成分,同时也存在于菌类的细胞壁中,还可来源于有机酸类,抗生素与酶酿造副产物。甲壳素是一种十分丰富的天然资源,在自然界蕴藏量仅次于纤维素。它不溶于水和酸性介质,甲壳素脱乙酰后形成壳聚糖(CTS)。其溶解性较甲壳素大。它是生物合成的天然高 分子, 葡聚糖,酰度 ( 滴定法、热分析法、气相色谱法、元素分析法、紫外光谱一阶导数、苦味酸分光光度法等。常用的有酸碱滴定法、红外光谱法、紫外光谱法、电位滴定法等。 一、壳聚糖的制备 将虾壳去腿去杂质后,流水冲洗,洗净残余的虾肉,于60℃烘箱中烘干,用研钵

磨碎.称取10g虾壳3份,于100mL5%HCl中浸泡4h至无气泡冒出,再补加50mL5%HCl,浸泡2h,除去虾壳中的钙质和无机盐,抽滤用去离子水洗至中性,加100mL10%NaOH于50℃水浴中加热2h,除去蛋白,过滤,用去离子水80℃水浴中反应4h,水洗至中性,抽滤,烘干后得白色粉末状甲壳素分别为2.08,2.00,2,12g,平均产率为20.6%。 二、壳聚糖制备工艺的设计 30%以下,,但是 ℃进行 , ,真空干燥, 1. ,可与酸定量反应生成盐,且胺基特别稳定,即使在50%氢氧化钠溶液中,在150℃也不会分解,基于上述特性来测定脱乙酰度。准确称取0.2g样品置于250ml三角烧瓶中,加入0.2mol/L盐酸标准溶液25ml,搅拌0.5~1h完全溶解,以甲基橙作指示剂,0.2mol/L氢氧化钠标准溶液滴定过量的盐酸至终点,另取1份样品于105烘箱中

至恒重,测定样品含水量。 这种方法简单,但由于达到终点时,壳聚糖析出沉淀,使终点判定容易产生误差,尤其在样品摩尔质量较大情况下更是如此,从而导致实验的重复性差。而且样品受溶解度影响较大,有时需加热才能使样品完全溶解,这样使盐酸挥发,测定结果受到影响。但这种方法不需大型仪器,操作简便易行,经常操作,积累一定操作经验,会改 2. ,作 单,,应 3. , , 红88与壳聚糖的作用。酸性红88这种带负电荷的染料与壳聚糖大分子上质子化的氨基以1∶1的化学计量形成络和物,此时酸性红88的最大吸收波长为505nm,吸光度达到最低点,可以定量利用这一变色作用。本文用酸性红143,与已知含量壳聚糖作用,测定未知含量壳聚糖。

壳聚糖制备

甲壳素的化学名称为(1,4)222乙酰胺基222脱 氧2β2D葡萄糖。当甲壳素通过脱乙酰基反应转变为壳聚糖时,由于游离胺基的产生,应用性大为增加。壳聚糖分子链上的胺基和羟基都是很好的配位基团,使其具有很多纤维素不具有的用途,它既是一种天然的高分子螯合剂,可与重金属离子如Hg2+、Cu2+、Ag+形成稳定的螯合物,用于提取回 收金属和从污水中去除有害的重金属离子[1,2] ,又是一种天然的阳离子型絮凝剂,能使水中的悬浮 物凝聚而沉降,用于污水的净化处理[3] 。表征壳聚糖性能的主要参数有:脱乙酰度和分子量,它们都受甲壳素脱乙酰化反应控制。因此甲壳素脱乙酰化反应是基础性研究工作,虽然已有一些论文报道了甲壳素脱乙酰化反应的研究结果[4] ,但尚不系统完全。另外由于壳聚糖的缩醛键结构,在H+ 的攻击下很容易水解,随着存贮时间的增长, 壳聚糖溶液的粘度将发生很大的变化,给应用带来影响。因此,对壳聚糖溶液存贮期间粘度变化的研究也是很有实际意义的。 1 实验部分 111 试剂及原料 所用试剂都是分析纯。甲壳素由青岛某生化公司提供。112 测定方法 脱乙酰度测定采用线性电位滴定法[5] ,溶液 粘度测定采用NDJ24型旋转粘度计测定 [6] 。 113 壳聚糖的制备 将甲壳素与氢氧化钠溶液在三口烧瓶中混合搅拌,在一定温度下回流一定时间后,过滤,洗涤,烘干,产物即为壳聚糖。114 壳聚糖的水解延缓将壳聚糖分别溶于醋酸水溶液,醋酸2乙醇水溶液,醋酸2甲醇水溶液,醋酸2丙酮水溶液,醋酸2丙酮2甲醇水溶液,常温下测定放置不同时间的上述各溶液的粘度。 2 结果和讨论 211 正交实验法确定反应条件 甲壳素脱乙酰化反应需在浓碱介质中进行,加温可有效地加速乙酰化反应,提高碱液浓度和延长反应时间也可以提高脱乙酰度。但是随着脱乙酰化反应条件的强化,甲壳素主链的降解也越来越严重,这又直接影响产品的质量。因此碱液浓度、温度和反应时间都是主要影响因素。控制脱乙酰化反应条件,就可获得不同脱乙酰度的壳聚糖。目前,常采用高温短时间反应和低温长时 间反应的壳聚糖碱液制备方法。韩怀芬等[7] 研究在100~120℃下反应2~4小时制备壳聚糖,脱乙酰度达89.31%。本实验在低温段80~90℃下反应12~16小时。 本实验首先进行三因素三水平L9(34 )正交实验,各因素和各水平见表1。实验结果见表2。对每个样品测其脱乙酰度。 表1 三因素三水平正交试验

明胶_壳聚糖复合膜的制备与性能_宋慧君

第27卷第8期高分子材料科学与工程 Vol .27,No .8  2011年8月 POLYMER MA TERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Aug 2011 明胶-壳聚糖复合膜的制备与性能 宋慧君 1,2 ,孟春丽2,汤克勇 1 (1.郑州大学材料科学与工程学院,河南郑州450001; 2.河南工程学院材料与化学工程系,河南郑州450007) 摘要:制备了一系列不同配比的明胶-壳聚糖复合膜,研究了壳聚糖含量对复合膜力学性能、吸湿性能的影响,通过X 射线衍射和红外光谱分析了复合膜的结构。结果表明,复合膜及纯壳聚糖膜的断裂伸长率和拉伸强度均大于纯明胶膜,壳聚糖的加入可改善膜的力学性能。随壳聚糖含量的增加,复合膜的吸湿率增大。明胶与壳聚糖分子间存在较强的相互作用,与明胶共混可改变壳聚糖的晶粒大小,降低壳聚糖的结晶度。明胶与壳聚糖之间的相容性良好。关键词:明胶;壳聚糖;复合膜;性能;结构 中图分类号:T B383 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2011)08-0165-03 收稿日期:2010-12-20 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50973097);河南省高校科技创新人才支持计划资助项目(2009HAS TIT015)通讯联系人:汤克勇,主要从事天然高分子及其复合材料的研究, E -mail :keyongtangzzu @yahoo .com 明胶来源广泛,价格低廉,具有良好的生物相容性和可降解性。但是,它的成膜性、力学性能及抗水性较差。壳聚糖价廉易得、易于加工,具有良好的生物相容 性、可降解性、抗菌防腐性和成膜性等。明胶-壳聚糖复合膜可用于生物医药、组织工程、食品等。目前,对增塑及改性明胶-壳聚糖复合膜的性能与应用的研究较多[1~3] ,但有关未增塑及改性明胶-壳聚糖复合膜的结构与性能的研究很少[4]。为了开发具有新性能的复合材料,使明胶-壳聚糖复合材料在可食性包装方面得到应用,有必要系统研究明胶-壳聚糖复合物的结构与性能,进一步了解其制备、结构与性能之间的关系,以制备性能特点互补、功能协同增效的绿色包装材料。本文采用溶液共混法制备了一系列明胶-壳聚糖复合膜,并研究了复合膜的结构和性能。1 实验部分1.1 实验材料 明胶:生物级,天津市科密欧化学试剂有限公司;壳聚糖:脱乙酰度95%,山东奥康生物科技有限公司;冰醋酸、氢氧化钠、碳酸钾、氯化钠:均为分析纯(市售)。1.2 明胶-壳聚糖复合膜的制备 将一定量的明胶(Gel )溶于去离子水中,40℃水浴加热,配成10%的明胶溶液;将一定量的壳聚糖(CS )溶解于2%的醋酸溶液中制备2%的壳聚糖溶 液。二者按照一定比例混合,使复合膜中壳聚糖的质量分数分别为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%,分别用Gel 、10%CS 、20%CS 、30%CS 、40%CS 、50%CS 、60%CS 、70%CS 、80%CS 、90%CS 和CS 表示。将不同比例的明胶-壳聚糖溶液共混后,于40℃水浴中搅拌均匀,静置24h ,在洁净的水平聚氯乙烯板上流延成膜。用0.3mol /L 的NaOH 溶液洗涤后再用去离子水洗至中性,室温下自然干燥,揭膜。 1.3 明胶-壳聚糖复合膜的性能测试 1.3.1 力学性能:将所制复合膜裁成哑铃型标准试样,于室温、相对湿度65%的环境中调湿48h 以上至恒量。参照GB /T 1040-92《塑料拉伸性能试验方法》,以CM T6104型微机控制电子万能试验机(深圳新三思计量技术有限公司)测定试样的拉伸强度和断裂伸长率,拉伸速率50mm /min ,每个试样测5次,取平均值。 1.3.2 吸湿性能:将膜裁成1cm ×1cm 大小的薄片,在装有P 2O 5的干燥器中干燥至恒量,然后放在相对湿度为75%的密闭容器中,定时称量,至吸湿平衡。吸湿率以Q 表示,按式(1)计算。 Q =m w -m d m d (1) 式中:m d 、m w ———吸湿前、后试样的质量。每个试样

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