壳聚糖由甲壳素脱乙酰基而得，是自然界中仅次于纤维素的储量第二丰富的自然多糖。壳聚糖，由于其具有抑菌性能、无毒、生物兼容等独特的性质，被广泛地应用于食品工业、纺织工业、制药业和化妆品业。同时由于分子上存在化学性质较为活泼的氨基（-NH2）和羟基（-OH），为化学改性提供了反应位点，壳聚糖可以通过化学改性引入一些官能团，克服壳聚糖本身存在的一些缺陷。　　本课题以壳聚糖为原料，先引入羧甲基，大大地改善其水溶性能；再以环氧氯丙烷为连接，以引入季铵基团、胍基和苯丙氨酸，改善其抗菌性能或者扩展其抗菌作用的pH值范围，增强其保鲜能力。　　含有胍基的季铵化的羧甲基壳聚糖（GQCMC）是同时含有羧甲基、季铵基团和胍基的新型壳聚糖衍生物，其结构被Ft-IR和1H NMR确定了。反应物的物料比和反应时间对胍基/季铵基团的取代度有影响，但反应时间在8h后，胍基/季铵基团的取代度的增加不再明显。其抗菌活性也大大地增强，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度为0.062％（w/v）；其在pH为9的溶液中仍能起到有效的抑菌作用。其制得的保鲜涂料可以使草莓的贮存时间延长4倍，将水蒸汽渗透速率降低到20％。　　苯丙氨酸修饰的羧甲基壳聚糖（Ph-CMC）是通过环氧氯丙烷向羧甲基壳聚糖上引入苯丙氨酸制得。反应物的物料比对苯丙氨酸的接枝度有着极大的影响。其抗菌活性与壳聚糖相当，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度均为0.25％（w/v）；但其在中性和碱性介质中仍能起到很好的抑菌作用。其制得的保鲜涂料可以使草莓的贮存时间延长3倍左右，将水蒸汽渗透速率降低到20％。　　季铵化的羧甲基壳聚糖是在壳聚糖上嫁接羧甲基和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵而得，通过Ft-IR和1H NMR确定了其结构。其抗菌性能通过抑菌圈法确定，可以达到壳聚糖的1.5倍。为了增强其阻水性能，在其中加入一定量的丙三醇制得季铵化的羧甲基壳聚糖/丙三醇复合膜，该复合膜的水蒸汽渗透速率降低了40％。　　本课题最后用 Topkat计算了壳聚糖、季铵化的羧甲基壳聚糖、Ph-CMC和GQCMC的潜在发育毒性、大鼠最大忍耐剂量、大鼠口服半致死量和大鼠口服最低毒副反应水平，4个毒性数据。壳聚糖及其三个衍生物的毒性在一个合理的范围内，具有在食品工业上应用的广阔前景。　　抗菌实验、保鲜实验/阻水实验、毒性计算数据说明壳聚糖的这三种衍生物将是食物保鲜应用上具有良好前景的材料。