蚕蛹甲壳素壳聚糖的制备及其对棉织物的抗菌整理

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1、西南大学硕士学位论文蚕蛹甲壳素/壳聚糖的制备及其对棉织物的抗菌整理姓名：刘伦杰申请学位级别：硕士专业：特种经济动物饲养指导教师：吴大洋20100601两南大学硕七学位论文摘要壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，由于其优良的性质，使其应用领域不断扩大，因而对壳聚糖的需求也不断增加。我国缫丝工业每年产生约10万吨蚕蛹，在从蚕蛹中分离蛋白时产生的大量残渣中，甲壳素含量高达36％，高于虾、蟹壳中的甲壳素含量，且蚕蛹甲壳素／壳聚糖还具有某些较虾、蟹甲壳素／壳聚糖更优良的性能，是一种更优的甲壳素／壳聚糖资源。目前，蚕蛹甲壳素／壳聚糖规模化生产较少，主要是产品的质量不稳定，不同工艺生产的产品

2、质量相差很大。因此，本文选用提取蚕蛹蛋白前处理中的残渣为原料，对蚕蛹甲壳素／壳聚糖制备工艺路线进行优化，使工艺流程固定，并详细探讨了所制备产品的性能，尤其是脱色效果对甲壳素溶解性、抗菌性、分子结构的影响，同时研究了蚕蛹壳聚糖在棉织物抗菌整理中的应用。研究结果如下：(1)本实验采用先用NaOH脱蛋白质，再用价格较低的HCI脱无机盐的方法。碱处理对甲壳素大分子链的影响比酸处理小很多，且蛋白质在碱液中溶解时间短，与传统的蛹甲壳素制备工艺方法相比，减少了酸对分子链的影响。(2)采用单因素试验法分析了H202浓度、pH值、处理温度、处理时间、浴比对脱色效果的影响，并采用正交实验对蛹

3、甲壳素脱色工艺进行了优化，得出最佳条件为：H202浓度20％、pI-I值11、处理温度80℃，处理时间2h，浴比1：40。实验提取的甲壳素样品为白色片状或粉状固体，灰分含量为0．59％，含氮量为5．80％，提取率为39．82％，脱乙酰度为45．20％。本研究制得的蚕蛹甲壳素质量相对稳定。(3)选取不同白度的甲壳素样品，迸一步探讨了不同脱色效果与产品性能：脱色效果好，其溶解性变好，粘度变小；蚕蛹甲壳素具有很好抑菌性，白度较大其抑菌性较好。蚕蛹壳聚糖具有较好的抑菌性，白度增大，其抑菌性变好。用红外光谱对脱色前后产品分子结构进行了观察，发现蚕蛹甲壳素分子的基本骨架没有发生变化，

4、脱色效果较好的样品，其分子链交短，分子间氢键被破坏，分子间作用力被削弱，结晶度下降，该结果也是本研究所制备的蚕蛹甲壳素反应性能增加的关键原因，为进一步解决甲壳素溶解难的问题提供了理论依据，有助于甲壳素其它性能的深度开发和应用。(4)采用脱乙酰基制备壳聚糖的工艺为；NaOH浓度为40％，处理温度为90℃，每4个小时换一次碱液，三次换碱液，处理时间12h。实验提取的壳聚糖产品为白色粉状或片状，灰分含量O．53％，黏度38．7mpa．S，分子量4．2×104，脱乙酰度为94．9％。(5)在证实蛹甲壳素／壳聚糖具有较好抑菌性的基础上，将蛹甲壳素／壳聚糖通过二浸二轧工艺整理到棉织物

5、上。实验发现，抗菌整理后，蛹甲壳素对棉织物的轧余率在58％-65％左右，整理效果不理想，且整理后抑菌性较差：但蛹壳聚糖对棉织物后整理后，轧余率保持在80％．85％左右，抑菌性较好。因此，本实验在对棉织物的后整理工艺中，选用蚕蛹壳聚糖作为抗菌整理剂。结果表明，随着壳聚糖浓度的增加，抑菌效果逐渐变好。当壳聚糖浓度为2．0％时，对金黄色葡萄球菌抑菌率达100％，对大肠杆菌抑菌率达到99．01％。整理后的棉织物对金黄色葡萄菌和大肠杆菌的抑菌率随着洗涤次数的增加逐渐降低，经40次洗涤后还能达到87．15％。24h后细菌几乎没有增长，表明蚕蛹壳聚摘要糖抑菌效果持久，24h即可完全杀菌

6、，抑制细菌繁殖。(6)比较了抗菌整理前后，织物服用性能的变化。整理后布样的透气性开始随洗涤次数的增加逐渐减小，继续增加洗涤次数，织物透气性好转；整理后的布样折皱回复性明显改善，增强了织物在日常穿着中的服用性能；整理后的布样硬挺度增加，织物强力降低，白度下降。该研究结果为利用蚕蛹壳聚糖，进一步研究和开发抗菌型纺织品提供了理论依据。关键词：蚕蛹甲壳素壳聚糖制备抗菌整理n西南大学硕十学位论文AbstractChitosanisthedeacetylatedproductofchitinanditsapplicationareasareexpandingbecauseofitse

7、xcellentproperties．Thusthedemandforchitosaniscontinuouslyincreasing．China'ssilkreelingindustryproducesabout100,000tonspupaeveryyear．Whenisolatingproteinfromthesilkworm，itgeneratesalargenumberofresidueswhichcontainsashilgh弱36％chitinmorethanthatofshrimpandcrab．Andsilk