壳聚糖是地球上仅次于纤维素的第二大可再生资源的多糖高分子生物材料,是目前自然界中唯一发现带正电荷的食物纤维,具有降脂、抑菌、生物相容性、免疫调节、易降解和无毒等特性,但是由于长链刚性结构导致的水不溶解性限制了其更广泛的应用。本文以壳聚糖为研究对象,通过针对性的改性,分别制得三种不同类型的壳聚糖衍生物,并进一步研究这三种壳聚糖衍生物对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌)、革兰氏阴性菌(大肠杆菌和沙门氏菌)的抑菌性能。主要结论如下：1、通过对壳聚糖分子上氨基季铵化修饰,制备得到水溶性的M,N,N-三甲基壳聚糖(N,N,N-trimethyl chitosan, TMC)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)及氢谱(1H NMR)对其结构进行表征,凝胶渗透色谱(GPC)测定其相对分子质量为9400；TMC对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌最低抑菌浓度(MIC)结果分别为0.040、0.160、0.160和0.020mg/mL,其最小杀菌浓度(MBC)结果分别为0.160、0.320、0.160和0.080mg/mL,均远低于未修饰的壳聚糖,结果证明相比未修饰的壳聚糖TMC具有较强的抑菌效果；通过TMC的三个不同浓度(MIC、2×MIC和4×MIC)对各供试菌的抑制与时间的关系,结果表明当浓度到各供试菌的MBC时,TMC对各细菌均表现出较强的致死作用,可在6h内将细菌完全杀死(细菌总数约为105cfu/mL);通过透射电镜(TEM)观察比较TMC处理前后大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的形态,发现TMC可以有效破坏其细胞壁(膜)的完整性或使细胞壁(膜)趋于溶解,从而导致细胞死亡。2、利用壳聚糖的还原性和稳定性,在碱性、高温环境下同硝酸银反应,制得银壳聚糖(silver chitosan);通过FT-IR及紫外-可见分光光度法对其进行了表征及确定。通过抑菌实验得到,银壳聚糖对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢朴菌的MIC结果分别为0.064、0.064、0.064和0.032mg/mL,其MBC结果分别为0.128、0.256、0.256和0.128mg/mL,其结果都远低于未修饰的壳聚糖、茶多酚和TMC,证明银壳聚糖对细菌具有高效的抑制作用。通过银壳聚糖不同浓度对各供试菌的抑制与时间的关系结果表明,当其浓度达到各供试菌的MBC时,银壳聚糖对细菌表现出致死作用,但其对细菌致死较TMC要慢,可在24内可将细菌完全杀死(细菌总数约为105cfu/mL)。3、通过共沉淀法制备了四氧化二铁磁性微球,利用活性剂等进行表面包埋后,将壳聚糖通过酰胺键连接到磁球表面,从而获得壳聚糖磁性微球(chitosan magnetic particles,CMP)。通过FT-IR及粒径分布仪对其表征及确定；通过抑菌实验得到,CMP对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的最适作用浓度分别为0.300、0.300、0.400和0.400mg/mL,在此浓度处理下的最适作用时间分别40、30、40和40min；其对革兰氏阴性菌的捕获率(>73%)高于革兰氏阳性菌(60%-70%)。
