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摘要
生物质多糖壳聚糖（Chitosan,CS）是一种良好的食品活性包装、医用止血原料,但其抗菌活性不够高,抗菌不够持久。而银纳米颗粒（AgNPs）是使用最广泛的一类广谱抗菌剂,可增强壳聚糖的抗菌活性。但纳米银在抗菌过程中,短时间的大量释放会对人体产生累积毒性。因此,寻找绿色、高效的固定化技术,开发安全、无毒的壳聚糖基固定化纳米银抗菌剂是急需解决的问题之一。本文以生物质或活性物质为还原剂和稳定剂,“绿色”高效地合成银纳米颗粒,并以脂质体、锂皂石（LAP）、改性碳球为载体,借助物理、化学方法探讨固定化或包埋纳米银的技术,制备出安全无毒的壳聚糖基纳米银复合抗菌剂,并探讨了其固定化机制、抗菌机理及多功能化的应用。本研究不仅实现了生物质资源的高值化利用,还为拓展纳米银基抗菌剂在食品包装、医用材料等中的安全应用提供了新的思路和方法。本文主要研究内容及结论如下:（1）以木质素为还原剂,合成了亲水性的木质素-AgNPs。并以木质素-AgNPs、月桂精油（LEO）为芯材,磷脂、胆固醇为壁材,采用薄膜水化法制备了具有良好包覆效率的Lip-LEO-AgNPs复合脂质体,然后与壳聚糖溶液混合,涂抹于聚乙烯醇（PE）膜上,制备用于猪肉保鲜的复合涂抹膜。结果表明:虽然仅有11.79%的纳米银从复合膜中释放出,但是所制备的复合涂膜对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌具有良好的抗菌活性,且该复合脂质体具有良好的抗氧化活性。猪肉的感官评定、pH和挥发性盐基氮评估表明该涂膜可有效延长猪肉的贮藏期（4℃,延长6天）,且安全无毒。（2）利用锂皂石的限域效应,以壳聚糖季铵盐为还原剂,LAP为固定化剂,合成了锂皂石固定化纳米银（LAP@AgNPs）,并与壳聚糖混合制备复合膜,用于荔枝的贮藏保鲜。结果表明:仅5.6%的纳米银从复合膜中释放出,其释放率大大降低;且锂皂石固定化纳米银显著改善了壳聚糖基复合膜的力学性能、氧阻隔性,降低了溶解性能。与商业保鲜膜相比,固定化纳米银/壳聚糖复合膜有效地延长了荔枝的贮藏保鲜时间（25℃,延长3天）,且安全无毒。（3）利用硫代苹果酸对壳聚糖进行巯基化改性,获得巯基化改性壳聚糖（TMC）,并利用巯基与金属的螯合作用,以其为载体合成固定化纳米银,最后制备成巯基壳聚糖/固定化纳米银复合海绵,应用于医用伤口止血中。结果表明:复合海绵内部呈现出复杂交错管状多孔结构,且孔隙率高（99.42%）、密度低（0.4037 g/cm3）;具有良好柔软性、高的吸水性、稳定性。巯基化壳聚糖对纳米银具有良好的固定化效率,其释放率为14.35%;且对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌具有优异的抗菌性。另外,体内、体外止血实验表明,该复合海绵具有快速、高效的止血性能,其止血机理为高吸血能力、氨基、巯基与血细胞的协同作用。而且,由于巯基壳聚糖对纳米银的固定化作用,该止血海绵具有良好的安全性。（4）为了进一步降低纳米银的释放率,将TMC预先水热碳化,获得碳纳米球;利用碳球表面丰富的巯基、氨基等活性基团与银离子作用,制备碳球固定化纳米银;并与壳聚糖复合制备复合膜。结果表明:纳米银释放率降低到5.0%,且该复合膜具有良好的抗菌活性且抗菌持久。继续简化制备过程,将TMC与银离子混合,“一步水热法”制备碳包覆纳米银,并与壳聚糖混合制备复合膜。结果表明:纳米银释放率为9.03%,该复合膜的抗菌活性良好,但由于外层碳基的作用,其抗菌活性较前者弱。
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