1绪论
1.1壳聚糖概述
1.1.1壳聚糖的基本性质及组成
壳聚糖属天然产物，甲壳素的乙酰基被部分或全部脱除后得到壳聚糖。甲壳素用浓碱保温6-8h脱乙酰基后，制得白色、半透明、略有珍珠光泽的壳聚糖。因原料和制备方法不同，壳聚糖的分子量从十万到数百万不等，壳聚糖在水和碱溶液巾不溶，能溶于稀酸溶液。売聚糖是目前自然界中唯一发现的碱性糖类天然高分子。壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性，降解产物一般对人体无毒副作用，在体内不积蓄，无免疫原性，因而在生物医学领域有着极广阔的前景。已开发和潜在的应用实例仅括人皮肤(创伤敷料）、手术缝合线与骨修复材料、抗凝血剂和人工透析膜、药物制剂和药物释放剂等。壳聚糖具有一定的抗菌作州，可抑制细菌、毒菌生长，因此常加于腌制食品中或用海产(奸）、水果（翁枝、称猴桃）的保鲜。壳聚糖具有很好的成膜性。在适当的溶剂，壳聚糖分子间可以交联成氢键，成膜性良好。壳聚糖溶液的粘性也使其容易成膜，同时粘性过大，亲水性提高。克聚糖膜的性质与克聚糖的脱乙酰度、分子量和衍生化反应有关。脱乙酰度越低，膜的溶胀性越高、拉伸强度越低；分子量越大，膜的阻隔性越好、拉伸强度越高。壳聚糖分子的氨基和轻基发生衍生化反应后壳聚糖膜的性质也有改变。壳聚糖还曾在1991年被欧美学术界誉为继蛋白质、脂肪、糖类、维生素和无机盐之后的第六生命要素。据文献报道，壳聚糖对疾病的预防和保健作用有：强化免疫功能；降低胆岡醇；降血压，降血糖，强化肝脏机能；使血管扩张，从而改善腰酸背痛症状；治疗烧伤，资伤，加速外伤愈合；防止胃溃病，吸附体内有害物质并排出体外等。
1. 1.2壳聚糖的抗菌性研究
壳聚糖具有广谱抗菌活性，是天然的有机高分子抗菌剂。H前研究发现，壳聚糖浓度在0.1%?0. 5%吋，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等常见细菌有抑制作用。Felt 0等发现壳聚糖对大肠杆菌的最低抑菌浓度是0. 0375%，浓度为0. 015%时对金黄色葡萄球菌仍有抑制作用（Felt 0, 2000)，这与其他相关研究结论相比，抑菌浓度大大降低（余萍，1999;杜予民，2001;叶晶，2004)。王秀文等研究了胶原-壳聚糖冻干海绵对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的抑菌作用，并得到了各自的最低抑菌浓度（王秀文，2002)。赖凡等人的研究证明壳聚糖对真菌也有抗菌活性，并且壳聚糖浓度越高抗菌作用越叨显。pH5. 6、浓度Img/mL的壳聚糖能够抑制14种植物病原真菌，浓度6mg/mL的壳聚糖能够对灰霉病菌和软腐病菌的抱子发芽有抑制作用（赖凡，1998)。
1. 1.3壳聚糖的抗菌机理
(1)壳聚糖破坏细菌的细胞壁致细菌死亡。由于细蘭细胞殖、膜上存在磷酸等物质，细胞呈负电性。聚糖上质子化-NH,正电性，在静电引力的作用下，壳聚糖吸附细菌上的负电荷，使负电荷分布不平衡，干扰了细胞壁的合成，细胞壁合成、溶解平衡被打破，细胞壁趋向溶解，没有了细胞壁的支撑，细胞膜承受不了渗透压导致其破裂，水、蛋白质等内容物渗出，细菌济解死亡（滕丽菊，2008)。
(2)壳聚糖进入细胞内部，改变核酸代谢，阻碍遗传信号复制，抑制细菌繁殖。由于静屯引力作用壳聚糖吸附细菌后，穿过细菌的多孔细胞壁进入细胞内部，有可能与DNA形成稳定产物，干扰了 DNA和RNA聚合酶，阻碍了 DNA、RNA的合成，从而抑制了细菌的繁殖（Hadwiger L A, 1986)。
2壳聚糖/淀粉可食膜的制备、性能与结构表征
可食性包装膜是以天然可食性物质为原料加工而成，功能多样、无污染、取材方便。目前国内外研制了多种可食性包装膜，如多糖类可食性包装膜、蛋白质类可食性包装膜、微生物共聚醋可食性包装膜、多糖/蛋白质/脂肪酸复合型可食性包装膜。它们的产品包括肠衣、糖衣、菜纸和药片包衣等。壳聚糖、淀粉和纤维素都是自然界丰富的可再生资源，以其为原料开发可食性包装薄膜有很好的发展前景。复合型可食性膜的研究和应用是当前的发展趋势，复合型可食性膜利用了各组分的长处，尽可能的避其缺点，达到了良好的效果。壳聚,糖和淀粉共混制备可食膜，已经得到研究人员的共识，在共混体系中，各组通过物理吸附和化学键交联，使共混膜性能大大优于单组份膜。而二元共混薄膜相对于二元共混薄膜而言，更能综合各组分的优良特性，克服菩通天然高分子二元共混薄膜的力学性能不高、抑菌性能不好和抗水性差的缺点。本研究利用淀粉与壳聚糖形成较强的氢键，制备壳聚糖/淀粉可食膜，同时利用增塑剂y油使二者能够较好的混合，通过正交试验优化可食膜；根据正交试验结果，以纤维素衍生物为第二组分，制得壳聚糖/淀粉/纤维素衍生物二元共混可食膜，所得可食膜的性能和结构通过红外（FTIR)、X射线衍射（XRD)、热重（TG)和扫描电镜（SEM)等手段进行表征。同时评价了可食膜的力学性能、吸水率、透明性、透湿性、耐酸耐碱性、抗菌性等性能，比较了两种纤维素衍生物对壳聚糖/淀粉可食膜性能的不同影响，为开发元共混可食膜提供科学基础和试验参考。
3不NJ活化处理微品纤维尜的溶解...........42
3. 1试验材料及仪器.......... 42
3. 1. 1试验材料.......... 42
3. 1.2试验仪器.......... 42
3. 2试验方法及原理.......... 43
3. 2. 1 MCC的活化方法.......... 43
3. 2. 2 NaOH-尿尜-硫脲溶液的制备.......... 43
3.2.3性能4结构测试.......... 43
3.3结果..........43
3.4分析.......... 44
4壳聚糖/纤维糸抗曲膜的制备、性能结构表征.......... 58
4. 1试验材料及仪器.......... 58
4. 1. 1忒验材料.......... 58
4. 1. 2 .......... 59
4.2试验方法与原理.......... 59
4. 2. 1壳聚糖/纤维桌抗菌膜的制备.......... 59
4. 2. 2膜性能的测定.......... 60
4. 2. 3膜结构衣征.......... 63
4.2.4孑元次通用旋转组合设计法.......... 63
4.3结果与分析.......... 63
5不同改性处理Ti02的分散性能与结构.......... 98
5. 1试验材料及仪.......... 98
5. 1. 1试验材料.......... 98
5. 1. 2试验仪器.......... 98
5.2试验原理与力法.......... 99
5. 2. 1偶联剂.......... 99
5.2.2超泠法.......... 99
5. 2. 3无机包覆法.......... 99
5.2.4非离子农而活性剂法.......... 100
5.2.5阴岛子表而沾件剂法.......... 100
5. 3性能与结构测试.......... 100
5. 3. 1系油化度测定.......... 100
5. 3.2粒径及分布.......... 100
5. 3. 3 SEM 分析.......... 101
5.4结果与分析 ..........101
结论
本文以壳聚糖为主要原料，选用淀粉、纤维素及其衍生物、Ti02等添加剂，复合制备了壳聚糖/淀粉可食膜、壳聚糖/纤维素抗菌膜、壳聚糖/ TiO,保鲜膜，并研究了壳聚糖基膜材料的性能与机构。本论文主要研究结论如下：
(1)壳聚糖/淀粉可食膜的最佳生产工艺为壳聚糖与淀粉的同含量之比为1:1、壳聚糖浓度为2%、乙酸浓度为6%、淀粉浓度为5%、共泡时间为20tnin、甘油比例为35%，此条件制备的可食膜各项性能达到兼顾，拉伸强度28. 30MPa,断裂伸长率5.5%，具有很好的透明性、抗菌性，并能在六周左右完全降解。不经碱液处理的壳聚糖/淀粉可食膜初性和透明性好，而碱处理膜拉伸强度和耐水性佳。
(2) CMCNa显著改善壳聚糖/淀粉可食膜的朝性，断裂伸长率增加4. 5倍；MC能够增强改性壳聚糖/淀粉可食膜，拉伸强度提高71%;两种可食膜在碱液中基木不变形，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性都达到90%以上。
(3)壳聚糖/淀粉/CMCNa膜中同时存在0)0_和NH"，能够形成较强的Ntf -COCT离子键连接，生成聚合物电解质；同时各组分间的-0H存在氧键连接。MC能够与壳聚糖和淀粉形成稳同的氢键连接，使各组分间界面结合良好。
(4)适度的超声波预处理可以部分破坏MCC的氧键结合，使结构变疏松，提高MCC对试剂的可及度。能够加快纤维素溶解时间，增加纤维素溶解量，并且对纤维素聚合度降低较小的超声波处理工艺是50W超声功率处理样品60min，此时与未活化的MCC比较，样品溶解时间减少了 87%，溶解度增加了 1.3倍。
(5)NaOH-尿素-硫脲体系下壳聚糖/纤维素抗菌膜的优化制备工艺是2. 5%纤维素完全溶解于氧氧化钠、尿素、硫脲质量分数分别为8 %、8 %、6. 5%的溶液中，与3. 6%水溶性壳聚糖井泡流延制膜，分别经过5 %Na.S0.,/5 °肌30.,凝固液、0. 5%的NaOH溶液、10%廿油浸泡并自然干燥。
(6)酸性体系下壳聚糖/纤维素抗菌膜的拉伸强度、断裂伸长率较壳聚糖膜分别提高了 16.79&和5倍；碱性体系下壳聚糖/纤维素抗菌膜具有良好的柔软性，柔软度与卫生纸（等品）接近；两种抗菌膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性都人于99%。酸性体系膜适合包装水分含量适中的呼吸跃变型果蔬，碱性体系膜可以很好的裹包住内装物，可以作为硬性水果的内包装材料，代替塑.料网套，既能起到缓冲作用，又具有一定的抗菌保鲜功能。
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