不同脱乙酰度几丁质纳米纤维的制备及抗菌性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

几丁质是自然界中储量仅次于纤维素的结构性多糖，具有廉价易得、生物可降解性、稳定性及特殊的机械性能等优点，目前已广泛应用于复合材料、纺织品、药物输送、保健品和膜材料中。几丁质是由几个乙酰氨基葡糖糖链以氢键结合组合成尺寸在纳米级别的纤维束，纤维束相互结合，成为昆虫，海洋动物，真菌细胞壁等的骨架成分，通过部分脱乙酰处理，在酸性条件下，通过静电斥力可以将这种纳米纤维重新分离出来，经分离后它的尺度范围仍然在纳米级（至少有一个方向的尺寸在纳米尺度范围），该产物也称几丁质纳米纤维。它不但具有天然几丁质的基本结构和性能，如生物降解性、可持续再生性，而且具有纳米纤维的一些特性，如高纯度、较大的比表面积、较高的杨氏模量、高结晶度和高透明性等。同时引入了氨基，使得几丁质纳米纤维具有原本几丁质所以不具备的抗菌性能，因此，几丁质纳米纤维作为抗菌材料在食品包装，化妆瓶材料上具有十分广泛的应用前景。

2. 国内外研究现状分析

1、国外简况

1811年法国人hbraconno发现了蘑菇中含有几丁质，1823 年a.odier在昆虫外壳中也发现了这种物质，用希腊语命名为几丁质 ( chitin)，1859年c. rouget发现几丁质溶于酸,可脱去乙酰基。1894年由德国人hoppe-seyler 将脱掉乙酰基的几丁质正式命名为几丁聚糖（chitosan）。美国从1970年开始专门研究甲壳质的提取和应用。资源贫乏的日本1971年开始利用蟹壳进行几丁聚糖工业化生产。1992年欧洲几丁质研究会成立，并每年召开一次学术研讨会。1996年日本生产出高纯度达93.66%的几丁聚糖，低分子量7000-8000的含量99.8%的针剂癌转移抑制剂已经申报药品级 ,成为保健食品跃升为药品的先例日本产品救多善。1997年进口甲壳质保健品由卫生部批准正式引入中国，近 20几年国际上研究成果累累，从最初生产几丁聚糖作为一般的污水处理剂转变到高附加值的新材料 新产品，并在医学医药、生物工程食品、农业等领域广泛应用 目前获得专利产品达上百种， 诸如:手术缝合线、人造肾膜、抗凝血药剂、食品防腐保鲜剂、植物生长调节剂、固定化载体、亲合吸附剂载体、离子交换剂、染料固定剂、照相底片、防火衣、液晶等。

2、国内简况

3. 研究的基本内容与计划

1）以蟹壳为原料，通过高温碱热法制备部分脱乙酰几丁质纳米纤维；

2）通过控制反应条件获得不同脱乙酰度的几丁质纳米纤维；

3）通过培养大肠杆菌研究几丁质纳米纤维的抗菌性能与ph及脱乙酰度的关系；

4. 研究创新点

甲壳素和壳聚糖及其衍生物不仅具有资源丰富，安全无毒的特点，而且作为一种天然高分子材料，其独特的生理活性越来越受到很多国家的重视，其应用领域也在不断扩大。

壳聚糖作为一种天然抗菌剂，其广谱的抗菌能力受到广泛的关注，由于服装食品行业的飞速发展，人们对抗菌剂，防腐剂的需求量不断增加，壳聚糖及其衍生物作为一种天然安全无毒的抗菌防腐剂，在服装食品行业具有十分广阔的发展潜力。park等^[20]发现覆盖了壳聚糖薄膜的草莓保鲜时间大大延长，失水量显著降低。日本的富士防止株式会社已经将壳聚糖添加到婴儿内衣的棉纤维中，用以增加舒适度和柔软度^[21]。除此之外，壳聚糖在生物医药行业也有广泛的应用，相信在未来，壳聚糖相关的抗菌产品也会越来越丰富。

近年来，我国在甲壳素和壳聚糖应用方面的研究日趋活跃，但与日本、美国等国家相比，还是有很大的差距。主要是作为原料生产出口大国，而高附加值产品技术和开发研究能力不够。随着甲壳素和壳聚糖产品重要性的日益显现，国家应该加大投入力度，拓宽应用渠道，强化基础研究，培养出更多的相关科技人才，并注意吸取国外的经验与技术，加速我国在该领域的开发步伐。