[发明专利]一种纤维素基抑菌材料双醛纤维素-赖氨酸的制备方法

说明书

本发明涉及一种新型纤维素基抑菌材料，主要是通过控制反应温度、时间、pH值、双醛纤维素氧化度，使双醛纤维素与赖氨酸反应。待反应完毕，经离心分离，再干燥研磨得到。这种抑菌材料具有良好的抑菌活性，以青霉素作为阳性对照，LB液体培养基为阴性对照，对大肠杆菌等革兰氏阴性菌的最低抑菌浓度(MIC)为30mg/mL；对金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌的MIC为7.5mg/mL，在特定条件下可以完全抑制细菌的生长。该抑菌材料的工艺简单，无毒副作用；同时原料纤维素具有资源丰富、环境友好等优点。可以为新型抑菌材料的研究与开发提供了新思路。

本发明涉及一种纤维素基抑制细菌生长的抑菌材料的合成方法。它不采用传统的抗生素进行抑菌，而是利用双醛纤维素与赖氨酸反应生成含有希夫碱结构的化合物进行抑制细菌生长的方法，属于抑菌材料合成的创新领域。

背景技术

甲壳素广泛存在于节肢动物外壳和真菌类细胞壁中，壳聚糖是由甲壳素经脱乙酞化制得的一种天然氨基多糖，无毒副作用且具有良好的生物降解性以及生物相容性，其优越的生物活性功能已经受到国内外研究人员的广泛关注。

早在1979年，Allan等人对壳聚糖进行了相关报道，他们发现壳聚糖对于各种细菌和真菌都具有抗菌活性。人们针对这一特性对壳聚糖开始了广泛研究，其研究结果也被广泛地应用到食品和纺织等许多领域。

聚赖氨酸(Poly-lysine缩写为PLL)是由链霉菌属产生的一种代谢产物。近些年来，市场上应用的防腐剂种类繁多，如苯甲酸、脱氢醋酸、山梨酸等。但这些防腐剂在食品安全性以及防腐效果上都褒贬不一。因此，研制出无毒无害、高效的天然防腐剂具有很重大的意义.

早在1977年，Shima等入从土壤中分离出了一种名为Streptom yces albulus346的白色链霉菌，经实验发现其培养液中有一种特殊的化合物，该物质是一种聚氨基酸，它由单一赖氨酸在α-羟基和ε-氨基形成酰胺键连接而成，为ε-聚赖氨酸(ε-PL)，ε-PL具有很广的抗菌谱，对生长的细菌其最小抑菌浓度在100υg/ml以下。

作为一种天然防腐剂，ε-PL有较好的抑菌性，对细菌、霉菌以及酵母菌等都有作用，具有水溶性好，抑菌谱广，安全性高等优点，并且微量的ε-PL便可达到抑菌效果，所以可以广泛应用到各种食品中且不会改变食品风味。

将壳聚糖与聚赖氨酸进行化学反应合成含有席夫碱结构的化合物，具有很好的抑菌活性。本新型抑菌材料采用双醛纤维素与赖氨酸进行化学反应从而生成含有席夫碱结构的化合物进行抑菌试验。

纤维素是自然界中含量多且分布广泛的一种多糖。近几年来，一些不可再生资源越来越缺乏，环境污染问题越来越严重，深深地影响了人类的生活。随着人们对未来的美好希望以及环境保护意识的不断增强，纤维素作为一种绿色的可再生的资源，日益受到广大科学家及研究人员的关注，使纤维素及其衍生物的应用越来越广泛。

纤维素的分子结构是(C₆H₁₀O₅)n，它是由D-葡萄糖通过β-1，4糖苷键组成的大分子多糖，有许多羟基分布在纤维素的大分子链上，纤维素大分子中的每个葡萄糖环基上都有3个高活性的羟基(两个仲羟基，一个伯羟基)，其中位于C₆位上的是伯羟基，而位于C₂和C₃上的是仲羟基，所以纤维素拥有很强的反应性和相互作用性；纤维素分子是一种结晶不完全的高分子化合物，结晶区中有巨大的氢键网络，在很大程度上会阻碍化学试剂和生物酶与纤维素表面的接触和作用。由于天然纤维素具有很高的稳定性，有很大的难度直接进行广泛的应用，所以若将纤维素单元上的羟基改造一下，例如选择性氧化，即可引入新的官能团，从而改变了纤维素高稳定性的结构，也大大增加了它的应用领域。