[發明專利]苯丙氨酸修飾的殼聚糖衍生物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310438235.4
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103467622A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 許琦;桑偉;何明陽;蔡照勝;何建玲
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08;A23B7/16
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明所涉及的苯丙氨酸修飾的殼聚糖衍生物是生物化學方面的一種殼聚糖新型衍生物。

技術背景

殼聚糖，化學名為β-（1→4）-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖，由甲殼素脫乙酰基而形成，是世界上第二豐富的生物多糖資源。同時，殼聚糖還具有無味的特性，是良好的可食性保鮮材料。但由于殼聚糖分子間氫鍵作用依然比較強，使得其在中性或堿性溶液中的溶解度很小。這極大地限制了殼聚糖作為可食性食物保鮮涂料的前景。針對這個問題，人們提出了多種方案對殼聚糖進行改性和修飾，其中主要的改性和修飾方法有以下幾種。（1）酰基化：通過殼聚糖分子鏈上含有的羥基與酸酐，酰鹵（主要是酰氯）等有機酸的衍生物發生O-酰基化反應，引入不同分子量的芳香族酰基或脂肪族酰基。（2）席夫堿反應：在中性介質中，殼聚糖分子鏈上的氨基與脂肪醛或芳香醛(或酮)發生反應，一方面可以用氰硼化鈉還原，從而生成一些很有用的N-衍生物；另一方面可以用于保護氨基。（3）醚化：通過殼聚糖C3-羥基和C6-羥基與烴基化試劑反應的到醚。（4）磺基化：殼聚糖的磺化試劑主要有濃硫酸，二氧化硫，三氧化硫，該反應的特點是能在低溫下進行和產物穩定。（5）N-烷基化：殼聚糖與環氧衍生物加成反應生成N-烷基化衍生物，這個反應的特點是同時引進了兩個親水性基團。

苯丙氨酸是人體必需的氨基酸之一，理論上可以無限量的攝取。在食品工業中，苯丙氨酸主要作為調味劑使用，它可以增加的香味；在化學工業上，主要用作醫藥中間體和用來生產阿巴斯甜。

目前主要的食物保鮮材料主要是基于石化產品的塑料保鮮膜。隨著石油資源的枯竭和石油化工生產過程中帶來的環境問題，普通塑料保鮮膜的使用越發的受到了質疑。針對這個情況，本發明中提出了采用殼聚糖通過嫁接L-苯丙氨酸，向殼聚糖分子鏈中引入帶負電荷羧基，又增加了一個仲胺氮原子，可以提高起在酸性條件下的抗菌能力。為了在提高在成膜后的保濕性，將該殼聚糖的衍生物中混入適當的比例的丙三醇，成膜后丙三醇通過氫鍵將殼聚糖分子鏈緊密地結合在一起，形成一層致密的膜，從而有效地組織水果蔬菜表面水分的喪失和細菌的生長。

在研制苯丙氨酸修飾的殼聚糖衍生物的過程中，接觸到了很多有關殼聚糖化學改性和修飾方面，殼聚糖膜材料方面的資料，其中具有一定參考價值的主要包括：《Prparation,Characterization?and?Antimicrobial?Activity?of?Quaternized?Carboxymethyl?Chitosan?and?Application?of?Pulp-Cup》（Polymer，2006，47），《Preparation?and?Characterization?of?New?Quaternized?Carboxymethyl?Chitosan/Rectorite?Nanocomposite》（Composites?Science?and?Technology，2010，70），《Chitosan?Based?Edible?Films?and?Coating：A?Review》（Materials?Science?and?Engineering?C，2013，33），《Effects?of?Edible?Chitosan?Coating?on?Quality?and?Shelf?Life?of?Sliced?Mango?Fruit》（Journal?of?Food?Engineering,2007，28），《Low?Molecular?Weight?Chitosan-g-L-Phenylanine?Preparation,Characterization,and?Complex?Formation?with?DNA》（Carbohydrate?Polymer，2009，75），《Mechanical，Water?Uptake?and?Permeability?Properties?of?Crosslinked?Chitosan?Glutanate?and?Alginate?Films》（Journal?of?Controlled?Release，1997，44），《Antimicrobial?N-halamine?Modified?Chitosan?Films》，（Carbohydrate?Poleymers，2013，92），《Antimicrobial?and?Physicochemical?Properties?of?Methylcellulose?and?Chitosan?Films?Containing?a?Preservative》（Journal?of?Food?Processing?and?Preservation，1996，20），《Biomedical?Applications?of?Amino?Acid-modified?Chitosans:A?Review》（Biomaterials，2012，33），《Edible?Antimicrobial?Films?Based?on?Chitosan?Matrix》（Journal?of?Food?Science，2002，67）《Crosslinking?Capacity?of?Tannic?Acid?in?Plasticized?Chitosan?Films》（Carbohydrate?Polymers，2010，82），《Developemt?of?Edible?Bioactive?Coating?Based?on?Modified?Chitosan?for?Increasing?the?Shelf?Life?of?Strawberries》（Food?Research?International，2011，44），《Effects?of?Hydrophibic?Sunstituents?and?Salt?on?Core-Shell?Aggregates?of?Hydrophobically?Modified?Chitosan:Light?Scattering?Study》（Langmuir，2012，28），《Environmentally?Friendly?Films?Based?on?Chitosan?and?Tetrahydrocurcuminoid?Derivatives?Exhibiting?Antibacterial?and?Antioxidative?Properties》（Carbohydrate?Polymers，2009，76）。