[发明专利]壳聚糖多维改性抗菌剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种壳聚糖抗菌剂，该抗菌剂主要由壳聚糖、鼠李糖脂、纳米二氧化钛、交联剂、稳定剂等原料多维改性复合而成，具有强抗菌性能。所述壳聚糖为低分子壳聚糖、脱乙酰度≥80%，具有广谱抗菌性、生物降解性、成膜性等特点，与纳米二氧化钛通过交联剂复合可显著提高抗菌剂在可见光下的抗菌性能，然后与生物表面活性剂鼠李糖脂形成复合抗菌剂，该复合抗菌剂具有抗菌力强、抗菌谱广、安全温和、性能稳定、成本低廉、绿色环保的特点。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种壳聚糖多维改性抗菌剂及其制备方法。

背景技术

壳聚糖是自然界中唯一的一种碱性多糖，是由甲壳素部分或全部脱除乙酰基后得到的。壳聚糖是自然界中含量仅次于纤维素的第二大丰富的生物多糖，是一种可再生的资源。壳聚糖不仅具有很高的黏度、良好的吸水性、保湿性、成膜性、增稠性、凝胶性等，还具有优异的生物相容性、无毒、抗菌性和生物降解性等特点，已成为一种新型的生理功能材料而广泛应用于医药、环保、纺织、食品及化妆品行业等领域。

国内外研究者对壳聚糖进行了改性，希望在抗菌方面提高其抗菌性能。目前，对于壳聚糖改性后用在抗菌方面的方法有：壳聚糖酯化改性、壳聚糖酰基化改性、壳聚糖季铵化改性、壳聚糖聚合物接枝改性和壳聚糖席夫碱改性等方法。但主要的应用领域集中于生物制剂或将壳聚糖与重金属复合形成的复合抗菌剂，需要用到大量有机溶剂，对于环境污染大，制备过程复杂，制备成本高，均不适用于工业化生产。

本发明采用壳聚糖交联多维改性方法，将无毒无害、无刺激性气味的无机纳米材料纳米二氧化钛与壳聚糖通过交联剂复合，再加入具有高降解性能的生物表面活性剂鼠李糖脂，形成性能稳定、抗菌力强、具有多维空间结构的壳聚糖/二氧化钛/鼠李糖脂改性复合抗菌剂，并且制备成本低廉、在制备和使用过程更加环保。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种壳聚糖多维改性抗菌剂及其制备方法，制备成本低廉，制备过程环保。本发明提供如下技术方案：

一种壳聚糖多维改性抗菌剂，其特征在于，该抗菌剂包括壳聚糖、鼠李糖脂、纳米二氧化钛、交联剂、稳定剂。

根据权利要求1所述一种壳聚糖多维改性抗菌剂，其特征在于，所述壳聚糖为低分子壳聚糖，分子量在10000以内，脱乙酰度≥80%。

根据权利要求1所述一种壳聚糖多维改性抗菌剂，其特征在于，所述鼠李糖脂是一种棕色膏状或白色粉末状的生物表面活性剂，纯度90%以上，具有抗菌功效。

根据权利要求1所述一种壳聚糖多维改性抗菌剂，其特征在于，所述纳米二氧化钛属于锐钛型纳米二氧化钛，是一种白色疏松粉末，直径在100纳米以下，具有抗菌、自洁净、老化性能。

根据权利要求1所述一种壳聚糖多维改性抗菌剂，其特征在于，所述交联剂为三聚磷酸钠、戊二醛、氯化钙等。

根据权利要求1所述一种壳聚糖多维改性抗菌剂，其特征在于，所述稳定剂包括有明胶、甘油、聚山梨酯类、山梨醇、聚乙二醇等。

根据权利要求1-6任一项所述壳聚糖多维改性抗菌剂的制备方法，依次包括下述步骤：（1）以纳米二氧化钛作为改性剂加入到壳聚糖醋酸溶液中，然后缓慢滴加适量的交联剂，保持30-40滴/min，同时在磁力搅拌器转速550r/min条件下反应2h，形成壳聚糖/二氧化钛乳状液；（2）将乳状液与鼠李糖脂溶液以体积比1:1进行混合，再加入0.5%的稳定剂，调整PH值为4～6，在磁力搅拌器转速650r/min、25℃条件下反应24h，合成壳聚糖/二氧化钛/鼠李糖脂三聚络合物。

根据权利要求7所述的壳聚糖多维改性抗菌剂制备方法，其特征在于，壳聚糖和鼠李糖脂溶液浓度范围在0.5～3.5mg/ml之间。

根据权利要求7所述的壳聚糖多维改性抗菌剂制备方法，其特征在于，壳聚糖混合液中需保持壳聚糖与交联剂的质量比在2:1～6:1范围内。