[发明专利]壳聚糖-银配合物抗菌凝胶及其制备方法和保鲜应用

说明书

本发明为壳聚糖‑银配合物抗菌凝胶及其制备方法和保鲜应用，提供一种具有优良抗菌性的壳聚糖‑银水凝胶及其制备方法和应用。这种复合水凝胶的制备方法包括：硝酸银和壳聚糖在超声的作用下发生共组装，形成了澄清透明的配合物水凝胶。该水凝胶中，银离子与壳聚糖的协同作用大大提高了本发明的抗菌保鲜性。本发明具有抗菌、保鲜、易涂抹等性能；制备方法简单，成本低廉，可商品化，抑菌效果好，稳定性好等优点；制备过程中没有添加任何还原剂与分散剂，绿色环保。本发明的壳聚糖‑银水凝胶各组分通过协同作用，使抗菌性显著提高，在葡萄保鲜领域有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于食品保鲜技术领域，特别是涉及一种用于葡萄保鲜的壳聚糖-银抗菌凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

葡萄由于表皮脆弱且含水量较大，在贮运时容易破损，导致微生物的侵染繁殖而腐烂变质，严重影响葡萄保鲜品质和经济效益。据统计，我国目前由于葡萄贮藏保鲜处理不好，致使葡萄每年贮藏损耗率在20％～25％，物流损失率高达40％，远低于发达国家葡萄物流损失率。葡萄的贮运保鲜问题日趋突出，如何延长葡萄的贮藏时间，保持其品质不变，抑制微生物的侵害，已成为亟待解决的问题。

传统的化学食品防腐保鲜剂因其对人体健康有影响，以及污染环境等弊端已逐渐被取代。选择天然的、绿色安全的保鲜剂受到广泛关注。壳聚糖(chitosan，简称CS)及其衍生物作为一种天然生物大分子，因其具有良好的广谱抑菌性，保湿性且无任何毒副作用走进了人们的视线。但是，单纯的壳聚糖抑菌谱较窄，抑菌效果不是很显著，且吸附性一般涂膜效率低，限制其进一步应用。银及其化合物是最常见的抗菌剂之一，具有广谱抗菌性。但是银离子易被空气氧化而影响抑菌效果，且摄入过多可能会对人体肝脏产生危害。因此，如何协调两种天然抗菌保鲜剂，提高应用效果，对于抑菌保鲜领域应用具有重要意义。

多糖类水凝胶主要是亲水性高分子网络体系，含水量极大(一般其重量90％以上都为水分子)，具有优良的生物相容性与生物降解能力。封装在水凝胶中的物质可被3D网状纤维紧密固定，同时又可隔绝空气从而避免封装物氧化，在固定化酶、细胞分离、蛋白制备和缓释药物等研究中具有重要的作用。

利用上述原理，我们成功制备出具有双重抑菌、保鲜性能的壳聚糖-银配合物水凝胶。本发明制备过程操作简便，成本低，适于大规模生产。实验结果表明，该壳聚糖-银配合物水凝胶有望在抗菌剂与保鲜方面的应用等领域有很好的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优良抗菌保鲜性的壳聚糖-银配合物水凝胶的制备方法及其应用。本发明的壳聚糖-银凝胶是澄清透明的水凝胶，具有可涂抹的性能，可以增强葡萄对细菌的抵抗能力，达到长久的保鲜作用。

本发明中的抗菌性的壳聚糖-银配合物凝胶的制备，包括以下步骤：

(1)配制一定浓度的壳聚糖储备溶液；

(2)配制一定浓度的硝酸银储备溶液；

(3)将一定量的各组分储备溶液混合摇匀，超声即得所述的壳聚糖-银配合物水凝胶。

上述的制备方法步骤(1)中，所述的壳聚糖储备溶液的溶剂为超纯水，壳聚糖储备溶液的浓度为5～20 mg/mL，并加入体积比为1％冰乙酸促进壳聚糖的溶解。

上述的制备方法步骤(2)中，所述的硝酸银储备溶液的溶剂为超纯水，硝酸银储备溶液的浓度为0.3 mol/L，配制硝酸银储备溶液的过程中避光处理。

上述的制备方法步骤(3)中，取100μL的硝酸银储备溶液，加入2.0mL避光处理的螺口瓶中迅速摇匀，再加入800μL的壳聚糖储备溶液，100μL的氢氧化钠溶液(0.2mol/L)配成1.0mL的混合溶液，迅速振荡摇匀，壳聚糖-银配合物水凝胶即可形成。

本发明使用的壳聚糖-银凝胶是通过非共价键自组装得到的，该水凝胶摇动即可迅速形成凝胶。另外，壳聚糖与银粒子结合，增强了水凝胶的机抗菌性与保鲜性。