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壳聚糖具有生物可降解性、生物相容性、生物无毒性,对多种微生物都具有抑菌作用,是开发天然、安全食品防腐剂的良好材料。但壳聚糖的抑菌活性受pH值的变化和溶解性等因素的影响较大,这限制了壳聚糖作为防腐剂在食品中的广泛应用。本研究用苯甲酰氯和壳聚糖进行酯化反应合成苯甲酸壳聚糖酯,以期提高壳聚糖的抑菌性,扩大抑菌谱及pH值应用范围。研究对于发展化学保藏技术具有重要的学术意义同时对于促进壳聚糖的深加工也有重大的现实意义。以大分子壳聚糖和N-乙酰氨基葡萄糖为原料,选用苯甲酰氯为酯化剂,进行酯化反应合成苯甲酸壳聚糖酯与苯甲酸乙酰氨基葡萄糖酯,研究了反应条件对产物结构和得率的影响。结果表明:在反应温度0℃、反应时间3h时,酯化产物得率最高;当苯甲酰氯/氨基葡萄糖残基摩尔比6:1时,苯甲酸壳聚糖酯的取代度为1.8,得率达60%~70%;当苯甲酰氯/N-乙酰氨基葡萄糖摩尔比4:1时,苯甲酸乙酰氨基葡萄糖酯得率达80%~85%。对合成制备的产物用红外光谱、液质联用进行了结构确证,并测定了其溶解性和热稳定性。结果表明:酯化反应发生在壳聚糖的羟基上;N-乙酰氨基葡萄糖的酯化产物中苯甲酸乙酰氨基葡萄糖三酯成分占97%;苯甲酸壳聚糖酯的热分解温度为187~196℃,热稳定性高于壳聚糖,苯甲酸乙酰氨基葡萄糖酯的热分解温度为171~175℃,热稳定性低于N-乙酰氨基葡萄糖;两种合成产物在丙酮、乙酸乙酯等多种有机溶剂中都具有良好的溶解性能。用滤纸片抑菌圈法和平板菌落计数法对两种合成产物进行抑菌性能研究。探讨了合成产物抑菌活性的影响因素,测定了合成产物对受试菌种的抑菌作用并与合成原料进行对照,分析了产物结构与抑菌活性的构效关系。结果表明:两种合成产物的抑菌活性随浓度升高逐渐增强,pH值的变化则对其影响不大;两种合成产物在pH3.5~7.5范围内均有较好的抑菌效果,苯甲酸壳聚糖酯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、啤酒酵母、黑曲霉的最低抑菌浓度(MIC)范围分别为0.02%~0.04%、0.20%~0.29%、0.04%~0.10%、0.05%~0.07%,苯甲酸乙酰氨基葡萄糖酯对以上菌种的MIC范围分别为0.24%~0.26%、0.14%~0.16%、0.20%~0.22%、0.18%~0.20%;苯甲酸壳聚糖酯对受试菌种的抑菌效果随取代度的增加逐渐增强,苯甲酸乙酰氨基葡萄糖酯对大肠杆菌的抑菌效果居于取代度0.5和0.9的苯甲酸壳聚糖酯之间,对金黄色葡萄球菌的抑菌效果略优于取代度1.8的苯甲酸壳聚糖酯,对黑曲霉和啤酒酵母的抑菌效果与取代度0.9的苯甲酸壳聚糖酯相当。以上研究结果表明,两种合成产物在酸性及中性条件下对受试菌种均有较好的抑制作用,有望开发成为一种低毒、高效、抑菌谱宽、抑菌范围广的食品防腐剂广泛应用于食品工业中。