[發明專利]一種纖維素基抑菌材料雙醛纖維素-賴氨酸的制備方法

有效

• 申請號: 201710844399.5
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107746433B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 張黎明;于海峰;管蘋;何希宏;張智涵;戴玉杰
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C08B15/06
• 分類號: C08B15/06;A01N43/16;A01P1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種新型纖維素基抑菌材料，主要是通過控制反應溫度、時間、pH值、雙醛纖維素氧化度，使雙醛纖維素與賴氨酸反應。待反應完畢，經離心分離，再干燥研磨得到。這種抑菌材料具有良好的抑菌活性，以青霉素作為陽性對照，LB液體培養基為陰性對照，對大腸桿菌等革蘭氏陰性菌的最低抑菌濃度(MIC)為30mg/mL；對金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽性菌的MIC為7.5mg/mL，在特定條件下可以完全抑制細菌的生長。該抑菌材料的工藝簡單，無毒副作用；同時原料纖維素具有資源豐富、環境友好等優點。可以為新型抑菌材料的研究與開發提供了新思路。

本發明涉及一種纖維素基抑制細菌生長的抑菌材料的合成方法。它不采用傳統的抗生素進行抑菌，而是利用雙醛纖維素與賴氨酸反應生成含有希夫堿結構的化合物進行抑制細菌生長的方法，屬于抑菌材料合成的創新領域。

背景技術

甲殼素廣泛存在于節肢動物外殼和真菌類細胞壁中，殼聚糖是由甲殼素經脫乙酞化制得的一種天然氨基多糖，無毒副作用且具有良好的生物降解性以及生物相容性，其優越的生物活性功能已經受到國內外研究人員的廣泛關注。

早在1979年，Allan等人對殼聚糖進行了相關報道，他們發現殼聚糖對于各種細菌和真菌都具有抗菌活性。人們針對這一特性對殼聚糖開始了廣泛研究，其研究結果也被廣泛地應用到食品和紡織等許多領域。

聚賴氨酸(Poly-lysine縮寫為PLL)是由鏈霉菌屬產生的一種代謝產物。近些年來，市場上應用的防腐劑種類繁多，如苯甲酸、脫氫醋酸、山梨酸等。但這些防腐劑在食品安全性以及防腐效果上都褒貶不一。因此，研制出無毒無害、高效的天然防腐劑具有很重大的意義.

早在1977年，Shima等入從土壤中分離出了一種名為Streptom yces albulus346的白色鏈霉菌，經實驗發現其培養液中有一種特殊的化合物，該物質是一種聚氨基酸，它由單一賴氨酸在α-羥基和ε-氨基形成酰胺鍵連接而成，為ε-聚賴氨酸(ε-PL)，ε-PL具有很廣的抗菌譜，對生長的細菌其最小抑菌濃度在100υg/ml以下。

作為一種天然防腐劑，ε-PL有較好的抑菌性，對細菌、霉菌以及酵母菌等都有作用，具有水溶性好，抑菌譜廣，安全性高等優點，并且微量的ε-PL便可達到抑菌效果，所以可以廣泛應用到各種食品中且不會改變食品風味。

將殼聚糖與聚賴氨酸進行化學反應合成含有席夫堿結構的化合物，具有很好的抑菌活性。本新型抑菌材料采用雙醛纖維素與賴氨酸進行化學反應從而生成含有席夫堿結構的化合物進行抑菌試驗。

纖維素是自然界中含量多且分布廣泛的一種多糖。近幾年來，一些不可再生資源越來越缺乏，環境污染問題越來越嚴重，深深地影響了人類的生活。隨著人們對未來的美好希望以及環境保護意識的不斷增強，纖維素作為一種綠色的可再生的資源，日益受到廣大科學家及研究人員的關注，使纖維素及其衍生物的應用越來越廣泛。

纖維素的分子結構是(C₆H₁₀O₅)n，它是由D-葡萄糖通過β-1，4糖苷鍵組成的大分子多糖，有許多羥基分布在纖維素的大分子鏈上，纖維素大分子中的每個葡萄糖環基上都有3個高活性的羥基(兩個仲羥基，一個伯羥基)，其中位于C₆位上的是伯羥基，而位于C₂和C₃上的是仲羥基，所以纖維素擁有很強的反應性和相互作用性；纖維素分子是一種結晶不完全的高分子化合物，結晶區中有巨大的氫鍵網絡，在很大程度上會阻礙化學試劑和生物酶與纖維素表面的接觸和作用。由于天然纖維素具有很高的穩定性，有很大的難度直接進行廣泛的應用，所以若將纖維素單元上的羥基改造一下，例如選擇性氧化，即可引入新的官能團，從而改變了纖維素高穩定性的結構，也大大增加了它的應用領域。