本发明专利技术公开了一种天然抑菌剂-O-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱及其制备方法。首先采用香草醛对抑菌较强的低聚壳聚糖分子结构上的C2-NH2进行修饰，合成低聚壳聚糖香草醛席夫碱；之后再对低聚壳聚糖香草醛席夫碱结构中C6-OH接枝季铵盐，制备合成O-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱。该制备方法，操作简单、操作环境安全，所得低聚壳聚衍生物在抗菌性能和溶解方面均得到了明显改善。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种天然抑菌剂，具体来说是一种O-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱抑菌剂及其制备方法。
技术介绍
随着人民生活水平提高，健康和绿色的概念越来越被大众所接受。开发高效、安全、广谱、性能稳定的天然防腐抗菌剂越来越受到研究者的关注。对天然防腐抗菌剂的市场需求也必然日益增长。国内外的研究结果表明，壳聚糖的抗菌活性与分子量有一定相关性，分子量在 5000左右溶解性明显改善的低聚壳聚糖表现出较强的抗菌活性。但与已有的化学合成抗菌剂相比，抗菌活性依然较低且对真菌类基本上没有抑制活性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种天然抑菌剂0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱及其制备方法。本专利技术的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱对各种微生物具有抑制效果。本专利技术的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱天然抑菌剂制备方法操作简单、操作环境安全。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱，在分子量为3000 5000的聚壳聚糖分子结构上的C2-NH2与香草醛修饰成形成席夫碱，其中，席夫碱取代度大于95m0l% ；并在所述的聚壳聚糖分子结构中的C6-OH接枝季铵盐，其中，季铵盐接枝率为32mol % 33mol %。分子量为3000 5000的聚壳聚糖与众多具有抗菌活性的天然提取物相比，低聚壳聚糖具备开发的众多潜在优势1)低聚壳聚糖具有可生物降解性、生物相容性、生物无毒性；2)其分子结构上C2-NHdPC6-OH均是结构修饰的理想位点，可通过化学改性来进一步提高抗菌活性。香草醛又名香兰素，是一种重要的香料，广泛用于化妆香精或做饮料和食品的增香剂。由于香草醛具有镇静及抗癫痫作用，还可作为抗癫痫药用于治疗各种癫痫病，尤其对癫痫小发作效果较好。本专利技术旨在抑菌活性较强的低聚壳聚糖分子结构上C2-NH2与香草醛修饰成形成席夫碱，再通过对其结构中C6-OH接枝季铵盐以增强制备产物的溶解性并同时增加抑菌活性中心，从而制备一种新型具有多抗菌活性中心的天然抑菌剂。用本专利技术的O-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱作为抑菌剂。本专利技术的O-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱作为抑菌剂的应用，所述的抑菌剂对大肠杆菌、金色葡萄球菌和绿浓杆菌及白色念球菌具有抑制作用。一种ο-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱的制备方法，该方法包括下述步骤(1)将分子量在3000 5000的低聚壳聚糖置于2vt% 4vt%醋酸溶液和甲醇4中，其中，醋酸溶液和甲醇为等体积，低聚壳聚糖在醋酸溶液和甲醇中的质量浓度为4% 8%，溶胀1 2h;(2)将香草醛溶解于和步骤(1)中所用的等体积的甲醇中，溶解后再加入到溶胀完成的步骤(1)得到的低聚壳聚糖溶液中，在室温下搅拌下反应20 24h，其中，香草醛中醛基与低聚壳聚糖中游离氨基的摩尔比为6 10 1，得到制备液；(3)将步骤(2)中得到的制备液调节pH呈中性后过滤，对截留物经浸泡、洗涤、过滤和干燥后，得取代度大于95mol%的低聚壳聚糖香草醛席夫碱；(4)将步骤(3)合成的低聚壳聚糖香草醛席夫碱分散于异丙醇中，使得质量浓度为2% 4%，再加30wt % 50wt %的NaOH溶液，搅拌下水浴加热，使反应体系在45 50°C 温度下恒温碱化3 4h，然后加热升温至55°C 60°C，滴加3-氯-2-羟丙三甲基氯化铵或缩水甘油基三甲基氯化铵，滴加完毕后在55°C 60°C条件下反应4 5h后出料浆，其中各种组分用量的重量比为低聚壳聚糖香草醛席夫碱2，3-二羟基丙基三甲基氯化铵或缩水甘油基三甲基氯化铵NaOH溶液=1 2 4 0. 25 0. 5 ；(5)将步骤(4)制备的料浆调节中性后过滤，对截留物经浸泡、洗涤和干燥后，得到0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱。在本专利技术的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱天然抑菌剂制备方法中，在所述的步骤(3)中，是用NaOH溶液调节步骤(2)中得到的制备液的pH呈中性。在本专利技术的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱天然抑菌剂制备方法中，在所述的步骤(3)中，对截留物经浸泡、洗涤、过滤和干燥过程是，先对截留物用与步骤(2)得到的制备液同体积60% wt-80wt%的丙醇溶液或丙酮浸泡、搅拌和洗涤3 4次；之后用与步骤 (2)得到的制备液同体积的去离子水洗涤3 4次，最后用甲醇浸泡过夜，过滤后在40°C条件下进行真空干燥。在本专利技术的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱天然抑菌剂制备方法中，在所述的步骤(4)中，向碱化后的物料滴加3-氯-2-羟丙三甲基氯化铵或缩水甘油基三甲基氯化铵过程中，碱化后的物料温度不高于60°C。在本专利技术的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱天然抑菌剂制备方法中，在所述的步骤(5)中，用8wt% _12wt%的盐酸溶液调节步骤(4)制备的料浆呈中性。在本专利技术的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱天然抑菌剂制备方法中，在所述的步骤(5)中，对截留物经浸泡、洗涤和干燥过程是，先对截留物用与制备料浆同体积 SOwt% _90衬％的甲醇溶液浸泡、搅拌和洗涤3 4次，之后再用与制备料浆同体积的无水乙醇洗涤，在温度不高于60°C的条件下干燥至恒重。本专利技术的优点是本制备方法得到的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱由于引入了多个抑菌活性中心，在抗菌方面不仅对细菌表现出了较好抑制效果(如对大肠杆菌、金色葡萄球菌和绿浓杆菌的最小抑菌浓度为改性前低聚壳聚糖的12. 5 30wt% )，对真菌中的白色念球菌也表现出较强的抑制作用。本专利技术中给出的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱天然抑菌剂制备方法，操作简单、操作环境安全，所得低聚壳聚衍生物在抗菌性能方面得到了明显改善。附图说明图1为本专利技术的制备的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱的红外光谱图。图2为本专利技术的的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱对大肠杆菌的抑制效果图。其中，图2(a)为低聚壳聚糖对大肠杆菌的抑制效果图；图2(b)为0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱对大肠杆菌的抑制效果图。图3为本专利技术的Iwt %的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱对金色葡萄球菌的抑制效果图。其中，图3(c)为低聚壳聚糖对金色葡萄球菌的抑制效果图；图3(d)为0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱对金色葡萄球菌的抑制效果图。图4为本专利技术的Iwt %的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱对绿浓杆菌的抑制效果图。其中，图4(e)为低聚壳聚糖对绿浓杆菌的抑制效果图；图4(f)为0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱对绿浓杆菌的抑制效果图。图5为本专利技术的的0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱对白念球菌的抑制效果图。其中，图5(h)为低聚壳聚糖对白念球菌的抑制效果图；图5(i)为0-季铵盐低聚壳聚糖香草醛席夫碱对白念球菌的抑制效果图。具体实施例方式实施例将2. Og相对分子量为5000的低聚壳聚糖溶解于2vt %醋酸溶液中，后加入等体积甲醇，使低聚壳聚糖的浓度为7wt%，置于装有搅拌器的三颈烧瓶中混合均勻后溶胀lh。向反应体系中加入溶解于甲醇的醛(-CH0/-NH2摩尔比为10 1)，此时低聚壳聚糖的浓度为 3. 5wt%，室温下搅拌反应Mh。取出反应液，滴加10wt%的NaOH溶液调pH值为中性，对截留物用与制备液同体积70wt%的丙醇溶液或丙酮浸泡、搅拌和洗涤3 4次；再用反复用去离子水清洗至中性。 最后用甲醇本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩永萍，林强，张欢，夏玥，
申请(专利权)人：北京联合大学生物化学工程学院，
类型：发明
国别省市：
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