蠶蛹甲殼素抗菌新材料的研究.pdf

1、我國是世界上最大的蠶絲生產(chǎn)國，具有最豐富的蠶蛹資源，全國每年干蠶蛹產(chǎn)量可達10余萬噸，占世界蠶蛹產(chǎn)量的70％以上。蠶蛹作為繅絲工業(yè)的副產(chǎn)品，由于有特殊的氣味，除用于畜禽飼料外，并未得到很好的利用。由于甲殼素及其衍生物功能多樣，被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，從蝦殼、蟹殼類提取甲殼素/殼聚糖己形成工業(yè)化生產(chǎn)。研究表明，蠶蛹殼中甲殼素的含量為33％-44％，高于蝦殼、蟹殼中含量，且蛹殼中的鹽類物質(zhì)遠少于蝦殼、蟹殼，是一種更優(yōu)良的甲殼素資源。蠶蛹可以直

2、接從繅絲廠大量收集，來源廣泛、成本低廉，可變廢為寶，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，有很高的經(jīng)濟價值。因此，對蠶蛹甲殼素/殼聚糖制備工藝及產(chǎn)品性能進行詳細研究極其必要。 本論文以家蠶蛹的蛹殼為原料，主要采用酸堿法(稀酸脫礦物質(zhì)，稀堿脫蛋白質(zhì)，H2O2脫色和濃堿脫乙?；?，探討了甲殼素與殼聚糖的最佳制備工藝，并對蠶蛹殼中提取的殼聚糖的抗菌性進行研究，主要得到以下實驗結(jié)論： 1.利用蠶蛹殼提取甲殼素最佳工藝研究及產(chǎn)品質(zhì)量檢測(1)采用單

3、因素實驗法對甲殼素的提取工藝進行探討，分別討論了鹽酸的濃度、浸泡時間和浸泡溫度對脫礦物質(zhì)的影響以及NaOH的濃度、浸泡時間和浸泡溫度對脫蛋白質(zhì)的影響。最終確定制備甲殼素的最佳工藝為：洗脫礦物質(zhì)的條件為HCl溶液的體積分數(shù)為3％，浸泡溫度30℃，浸泡時間22h；脫有機物質(zhì)的條件為：NaOH溶液質(zhì)量分數(shù)5％，浸泡溫度85℃，浸泡時間為4h，并用10％H2O2脫色。 (2)實驗提取的甲殼素成品的主要質(zhì)量指標為：白色片狀或粉狀固體，水分

4、含量為5％～1096，灰分含量為0.63％～0.81％，含氮量為5.86％～6.02％，提取率為32％～38％。它與蝦、蟹中提取的食品級甲殼素企業(yè)標準(顏色為白色，形狀為片狀或粉狀，水分含量為≤1096，灰分含量為≤1.0％，含氮量為6.2％～6.5％)相比，本研究所得蠶蛹甲殼素質(zhì)量均優(yōu)于蝦、蟹殼中提取的食品級甲殼素，有助于其深度開發(fā)與利用。 2.利用蠶蛹甲殼素制備殼聚糖的最佳工藝研究及其質(zhì)量檢測(1)采用3因素4水平/5水平的

5、正交實驗探討了蠶蛹甲殼素制備殼聚糖的工藝，結(jié)果表明：NaOH的濃度、溫度與時間對脫乙酰度的結(jié)果影響均非常明顯，NaOH的濃度與溫度之間協(xié)同顯著影響脫乙酰度；但處理時間與處理溫度之間對脫乙酰度的影響相對獨立。最終確定制備殼聚糖最佳工藝為：NaOH濃度為50％，NaOH處理時間為18h，處理溫度為90℃。 (2)按上述試驗條件制備的殼聚糖為白色粉狀或片狀，水分含量8.1％，灰分含量0.67％，黏度41mpa．s，分子量5×104，脫

6、乙酰度95.6％，與蝦、蟹中提取的食品級殼聚糖企業(yè)標準(顏色為白色，形狀為片狀或粉狀，水分含量為≤10％，灰分含量為≤1.0％，脫乙酰度≥85％，黏度為30mpa．s～3000mpa．s)相比，本研究所得蠶蛹殼聚糖的主要質(zhì)量指標均優(yōu)于蝦、蟹殼中提取的食品級殼聚糖。 3.蠶蛹殼聚糖的抗菌性研究選擇DD.90.4％與DD.95.6％殼聚糖對大腸桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌進行抗菌性研究。 (1)DD.9

7、0.4％與DD.95.6％殼聚糖在pH4.5～6.5范圍內(nèi)，有明顯的抑菌作用，而當pH大于6.5時，殼聚糖抑菌性有所減弱甚至無抑菌效果。說明殼聚糖的抑菌效果受到介質(zhì)pH的影響。即在酸性環(huán)境下，殼聚糖的游離氨基發(fā)生質(zhì)子化，容易與帶負電荷的微生物相互作用，從而發(fā)生抑菌作用，因此在較低pH值條件下殼聚糖的抑菌作用要大于pH值較高的環(huán)境。 (2)DD.90.4％殼聚糖，在濃度0.100％～0.125％范圍內(nèi)，對各種菌種抑菌性強弱順序依次

8、是：大腸桿菌>嗜熱脂肪芽孢桿菌>金黃色葡萄球菌>白色念珠菌；DD.95.6％殼聚糖，在濃度0.100％～0.125％范圍內(nèi)，對各種菌種抑菌性強弱順序依次是：金黃色葡萄球菌>嗜熱脂肪芽孢桿菌>大腸桿菌>白色念珠菌：純化后的DD.90.4％殼聚糖，對白色念珠的抗菌性有很大改善，當濃度達到0.125％時抑菌率可達到95％以上。 (3)從家蠶蛹提取的殼聚糖對各種菌種的最小抑菌濃度為：(DD.90.4％殼聚糖的最小抑菌濃度是：金黃色葡萄球