抗菌保健织物的开发

维普资讯 http://www.cqvip.com 第６卷第２期　２００７年６月　南通大学学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｖ０１．６　Ｎｏ．２　Ｊｕｎ．２００７　文章编号：１６７３—２３４０（２００７）０２—００５４—０４　抗菌保健织物的开发　王春梅　，缪勤华　，何瑾馨２　（Ｉ．南通大学，江苏南通２２６００７；２．东华大学，上海２０００５１）　摘要：利用Ｂ一环糊精对有害物质、香精等的包合性能以及壳聚糖的抗茼性能，开发抗茵保健织物．探讨了１３一环　糊精用量、壳聚糖分子量及交联剂对整理织物吸附香精和甲苯量的影响，研究了整理织物对金黄色葡萄球茵、枯　草杆茵、大肠杆茵的抑茵性能．结果表明，１３一环糊精的浓度为３０　ｒＣＬ时，整理织物对香精和甲苯的吸附量最大．壳　聚糖分子量越大吸附量越大．但抑茵效果差．加入交联剂可提高１３一环糊精在织物上的耐洗性．　关键词：３１一环糊精；壳聚糖；吸附；抑茵性能　中图分类号：ＴＳ１９５．５　文献标识码：Ａ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ　ａｎｄ　Ｈｙｇｉｅｎｉｃａｌ　Ｆａｂｒｉｃ　ＷＡＮＧ　Ｃｈｕｎ—ｍｅｉ　，ＭＩＡＯ　Ｑｉｎ—ｈｕａ’，ＨＥ　Ｊｉｎ—ｘｉｎ　（Ｉ．Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｔｏｎｇ　２２６００７，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｏｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００５　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂａｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ　ｃａｖｉｔｙ　ｏｆ　３１－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ　ｉｓ　ｃａｐａｂｌｅ　ｏｆ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ａ　ｖａｒｉｅｔｙ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｉｎｊｕｒａｎｔ　ａｎｄ　ｅｓｓｅｎｃｅ．Ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉｌａ　ａｃｔｉｖｉｔｙ．Ｔｈｅｙ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｐｒｅｐａｒｅ　ｔｈｅ　ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ　ａｎｄ　ｈｙ－　ｇｉｅｎｉｃａｌ　ｆｂｒａｉｃ．Ｔｈｅ　ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｈｅｔ　ｄｏｓａｇｅ　ｆ　ｏ３１－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｉｒｎ，ｔｈｅ　ｍｏｌｅｃｕｌｒａ　ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｃｈｉｔｏｓａｎ　ａｎｄ　ｈｅｔ　ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｏｎ　ａｄｓｏｒｂｉｎｇ　ｅｓｓｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｏｌｕｅｎｅ　ｏｆ　ｆｉｎｉｓｈｅｄ　ｆａｂｒｉｃｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｆｉｎｉｓｈｅｄ　ｆｂｒａｉｃｓ　ｗａｓ　ｅｖａｌｕａｈ　ｅｄ　ａｇａｉｎｓｔ　Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｃｕｓ　ａｕｒｕｅｕｓ，ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｕｂｔｉｌｉｓ　ａｎｄ　Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ　ｃｏｌｉ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ａｄｓｏｒｐ—　ｔｉｏｎ　ｏｆｆｉｎｉｓｈｅｄ　ｆｂｒａｉｃｓ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｗｈｅｎ　ｈｅｔ　ｄｏｓａｇｅ　ｏｆ　３１－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ　ｗａｓ　３０　ｇ／Ｌ．Ｔｈｅ　ｆｂｒａｉｃ　ｆｉｎｉｓｈｅｄ　ｗｉｈｔ　ｃｈｉｏｓｔａｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈｅｒ　ｍｏｌｅｃｕｌｒ　ａｗｅｉｈｔｇｓ　ｈａｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｌｏｗｅｒ　ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ．Ｔｈｅ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｓｈｅｄ￣ｂｒｉｃ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇ　ａｇｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：１３－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ；ｃｈｉｔｏｓｎ；ａｎｔａｉｂｉｏｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　环糊精（ＣＤ）是由淀粉在环糊精葡萄糖转移酶　构【　】如图１所示．环糊精分子独特的内部疏水空腔结　催化下得到的６个以上Ｄ一吡喃葡萄糖单元以１．４一　构。使得其作为主体模型。可以与从无机化合物到　糖苷键连结的环状低聚糖化合物．常见的环糊精有　有机化合物、从中性到离子型化合物以及包括稀有　３种：ｄ一环糊精、Ｂ一环糊精和　一环糊精，分别是由　气体等在内的一系列客体分子发生包结复合作用．　６、７、８个葡萄糖单元连接而成．Ｂ一环糊精是环糊精　各种环糊精及其衍生物在国内外已广泛应用于医　中最易获得、价格最低并且应用最广的一种．其结　药、化工、农业、日用消费品及生物技术领域中．近年　收稿日期：２００６－０８—２５　基金项目：南通大学自然科学基金项目（０５Ｚ０１９）　作者简介：王春梅（１９６７一），女，南通大学化学化工学院副教授，东华大学博士生，主要从事染整工艺及助剂的研究　维普资讯 http://www.cqvip.com 王春梅．等：抗菌保健织物的开发　来，Ｂ一环糊精在纺织染整加工中的应用研究也越来　本文用Ｂ一环糊精和壳聚糖对织物进行整理，　越受到人们的重视［２１．　（ａ）平面结构　疏水　基所在面　仲羟基所在面　（ｂ）立体结构　图１　环糊精的分子结构示意图　壳聚糖（ｃｈｉｔｏｓａｎ，简称ＣＳ１由甲壳素脱乙酰基所　得，是具有广泛应用前景的生物高分子材料，其结　构如图２所示．因其分子结构中含有氨基和羟基两　种活泼基团，故壳聚糖可以通过交联、接枝、酰化、　醚化等化学方法实现改性，制备出具有不同理化特　性和用途的壳聚糖衍生物．壳聚糖在纺织业中也有　广泛的应用，可用于制造抗菌纤维、无纺布。改善　棉和羊毛的染色性能，可用来对织物进行抗菌防霉　整理．此外．还可用于织物的防皱整理、抗静电整　理、导湿和保湿整理、羊毛防毡缩整理等　．　图２壳聚糖的分子结构示意图　利用环糊精对有害物质、香精等的包合性能及壳聚　糖的抗菌性能，开发抗菌保健织物［６－７］．Ｂ一环糊精与　壳聚糖本身对空气及环境不造成污染，是绿色环保　型的材料，所以两者在织物整理应用中具有很广阔　的前景．　１　实验部分　１．１主要仪器　ＨＨ—Ｓ恒温水浴锅（浙江）；ＭＩＮＥ—ＴＥＮＴＥＲ轧烘　焙一体机（台湾ＬＡＢＯＲＴＥＸ　ＣＯ．，ＬＴＤ）；ＤＨＧ一　９０７６Ａ型电热恒温鼓风干燥箱（上海）；ＤＺＦ一６０２０型　真空干燥器（上海）；ＭＰ２００Ａ电子天平（上海）；２ＤＰ一　２６０型振荡培养箱（上海）；ＬＳ—Ｂ５０Ｌ立式压力蒸汽　灭菌器（上海）等．　１．２主要药品　壳聚糖Ｉ、壳聚糖Ⅱ、壳聚糖Ⅲ（食品级，由南　通生物科技研究所提供，脱乙酰度为８０％，分子量　分别为ｌ０万、ｌ５万、２０万）；壳聚糖Ⅳ、壳聚糖Ｖ、壳　聚糖Ⅵ（上述壳聚糖的降解产物，脱乙酰度为８０％，　分子量分别为５万、７万、ｌ２万）；Ｂ一环糊精（化学　纯，中国医药集团上海化学试剂公司）；白玫瑰香精　（工业级，南通薄荷厂）；甲苯（分析纯，上海试剂四　厂昆山分厂）；其它药品均为化学纯．　１．３　织　物　纯棉退煮漂机织物：１９．７　ｔｅｘ￣１９．７　ｔｅｘ，　２６８根／１０　ｃｍ￣２６８根／１０　ｃｍ．　１．４实验方法　１．４．１　织物的整理　１）整理液的配制　称取一定量的壳聚糖置于烧杯中，加入２％的　醋酸溶液，搅拌，使壳聚糖溶解，然后加入规定量　的Ｂ一环糊精及水配成２００　ｍＬ．　２）Ｉ艺流程　浸轧整理液（二浸二轧，轧余率８５％）一预烘　（两组红外预烘，加８０℃热风烘２　ｍｉｎ）一焙烘　（１２０℃，２　ｍｉｎ）一（水洗）　１．４．２织物对甲苯、白玫瑰香精吸附性能的测试　在干燥皿中倒入１００　ｍＬ的甲苯或香精，称取　维普资讯 http://www.cqvip.com ・５６・　南通大学学报（自然科学版）　２００７钲　一定量的经过整理的织物放于干燥皿内的瓷板上，　２．２壳聚糖分子量对吸附性能的影晌　测吸附１　ｈ，２　ｈ，２４　ｈ增重，并算出增重率．　在壳聚糖用量为２　ｇ／Ｌ、Ｂ一环糊精用量为３０　ｇ／Ｌ　增重　）＝　ｘｌＯ０　时，采用不同分子量的壳聚糖，整理织物未经水洗　测得的对香精和甲苯的吸附性能见表２．　１．４＿３棉织物抑茵性能的测试　表２壳聚糖分子量对吸附性能的影响　本试验采用自然界和人体皮肤黏膜中较为常见　分子量／万　壳聚糖种类　…　…　吸香增重率，％吸甲苯增重率，％　的３种菌：金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草杆菌．　，　１　ｈ　２　ｈ　２４　ｈ　１　ｈ　２　ｈ　２４　ｈ　将培养皿、移液管、试管洗净，用报纸包好在１６０　ｏＣ　烘箱中高温灭菌２　ｈ．按标准配方配好培养基，加热　溶解，并不断搅拌，然后将其在高温高压灭菌锅中　灭菌２０　ｍｉｎ．将培养基冷却到５０℃，分装于培养　皿．确保培养基覆盖培养皿底部，在无菌环境下移　取稀释的细菌于培养基上，确保细菌覆盖培养基．　由表２可以看出．壳聚糖分子量越大平衡吸附　将经过整理的织物剪成直径为１　ｅｍ的圆，放置于　量越大．而且对香精的吸附量比对甲苯的吸附量大．Ⅳ　细菌培养基上，再将培养皿放置于３７℃的培养箱　这可能是由于大分子量的壳聚糖能更好地将Ｂ一环　１　５　中２４　ｈ，比较抑菌圈的大小．　８　糊精固着在织物上而且其不易进入Ｂ一环糊精分子　３　２实验结果与讨论　空腔的缘故．　２．１　１３－环糊精用量对吸附性能的影响　２．３交联剂对吸附性能的影响　０　０　９　固定壳聚糖Ｉ（分子量１０万）的用量，改变环　在壳聚糖用量为２　ｇ／Ｌ、Ｂ一环糊精用量为３０　ｇ／Ｌ、２　　糊精的用量，整理织物未经水洗对香精和甲苯的吸　交联剂用量为０．５　ｇ／Ｌ时，整理织物经水洗后对香　附性能见表１．　精和甲苯的吸附性能见表３．　２　５　２　表１环糊精用量对吸附性能的影响　表３　交联剂对吸附性能的影响　４　１　０　壳聚糖用量１３－环糊精用量吸香增重率，％吸甲苯增重率，％　１　／（ｇ・Ｌ－　）　／（ｇ・Ｌ－　）　１　ｈ　２　ｈ　２４　ｈ　１　ｈ　２　ｈ　２４　ｈ　３　１　６　由表３可以看出分子量高的壳聚糖整理的织物　吸附性能较好，没有加交联剂的整理织物水洗后的　吸附性能比加入交联剂的整理织物的吸附性能差．　由表１可以看出，加入Ｂ一环糊精后织物的吸附　这是由于加入交联剂后，Ｂ一环糊精在织物上的固着　性能增加．但浓度过高吸附性能反而降低．当环糊　牢度提高，耐洗性增加．　精浓度在３０　ｇ／Ｌ时，对香精与甲苯的吸附量最大．　２．４整理织物的抑菌效果　由于Ｂ一环糊精的溶解度较低，随其浓度的增加，溶　在壳聚糖用量为２　ｇ／Ｌ、Ｂ一环糊精用量为３０　ｇ／Ｌ　解困难，且壳聚糖的浓度是一定的，所以增加Ｂ一环　时．采用不同分子量的壳聚糖，整理织物的抑菌效　糊精的浓度，织物上Ｂ一环糊精的量不再增加，而且　果见表４．　大量的Ｂ一环糊精可能会相互聚集，影响其分子内空　从表４可以看出．经低分子量的壳聚糖整理后　腔的吸附作用．　的棉织物对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌的　Ｖ１　７　Ⅵ　２　１　７　２　３　３　１　１　０　１　４　１　２　２　３　３　１　６　０　６　４　４　３　９　０　９　２　２　３　５　６　０　８　５　维普资讯 http://www.cqvip.com 王春梅，等：抗菌保健织物的开发　・５７・　表４壳聚糖分子量对整理织物抑菌效果的影响　３）经低分子量壳聚糖整理的棉织物抑菌性能　优于经高分子量的壳聚糖整理后的棉织物．　壳聚糖种类　参考文献：　【１】Ｍａｒｔｉｎ　Ｄｅｌ　Ｖａｌｌｅ　Ｅ　Ｍ．Ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｉｒｎｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｕｓｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００４（３９）：１０３３－１０４６．　【２】王春梅．环糊精在纺织染整加工中应用　丝绸，２００５，（１２）：　３５—３７．　３】杨栋梁．壳聚糖在织物功能整理中的应用【Ｊ］．印染，２００３，　抑菌效果好于经高分子量壳聚糖整理的棉织物．这　【是由于高分子量的壳聚糖基本上吸附在棉纤维表　（５）：３４—３６．　４］徐旭凡．壳聚糖对涤纶织物处理的探讨叨．纺织学报，２００４，　面，而低分子量的壳聚糖可以进入纤维间的空隙　［中，增大了壳聚糖与棉纤维的接触机会，使得低　分子量的壳聚糖在棉织物上的实际活性氨基数量　增多．　２４（５）：７８－７９．　［５】季莉，施亦东，任元元，等．采用壳聚糖对羊毛进行防　毡缩整理探讨【Ｊ］．纺织科技进展，２００４，（５）：２７—２８．　【６】Ｐｒａｂａｈａｒａｎ　Ｍ，Ｍａｎｏ　Ｊ　Ｆ．Ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃｙ－　ｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ　ｃａｖｉｔｉｅｓ　ａｓ　ｎｏｖｅｌ　ａｄｓｏｒｂｅｎｔ　ｍａｔｉｒｃｅｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２００６，６３：１５３—１６６．　３　结　论　１）Ｂ一环糊精的浓度为３０　ｇ／Ｌ时，整理织物对　香精和甲苯的吸附量最大．壳聚糖分子量越大吸附　量越大．　【７】Ｋｈａｌｅｄ　Ｅ１－Ｔａｈｌａｗｙ，Ｍｏｈａｍｅｄ　Ａ　Ｇａｆｆａｒ，Ｓａｆａａ　Ｅ１一Ｒａｉｆｅ．　Ｎｏｖｅｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　１３－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｉｒｎ／ｇｒａｆｔｅｄ　ｃｈｉ—　ｔｏｓａｎ　ａｎｄ　ｉｔ＇ｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２００６，　６３：３８５—３９２．　２）加入交联剂可提高Ｂ一环糊精在织物上的耐　洗性．　（责任编辑：张燕）　（上接第４３页）　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｄｅｈｙｄｅｓ［Ｊ］．Ｊ．Ｉｎｄｉａｎ　Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９８２，５９（７）：　９０５—９０６．　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ　ｂｙ　ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ　ｂｒｏｍｏｉｍｉｄｅｓ　ａｎｄ　ｍｅｒｃｕｒｉｃ　ａｃｅｔａｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，２００１，９（３０）：９００—９０１．　【９】Ｌｉｎｎｅｔ　Ｐ　Ｅ，Ｇｏｄｌｅｙ　Ａ　Ｒ，Ａｍｂｒｏｓｅ　Ｃ　Ａ．Ｍｉｃｒｂｉｌａ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　３－ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ　ｂｅｎｚｏｉｃ　ａｃｉｄｓ　ｆｒｏｍ　２一　［７］Ｋａｚｕｈｉｋｏ　Ｓ，Ｍａｍｏｒｕ　Ｈ，Ｊｕｎｋｏ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｐｅｒｏｘｉｄｅ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｄｅｈｙｄｅｓ　ｔｏ　ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ａｃｉｄ：ａｎ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｓｏｌｖｅｎｔ，　ｈａｌｉｄｅ　ｎｄ　ａｍｅｔａｌ　ｆｒｅｅ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ叨．Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ　Ｌｅｔｔ，２０００　（４１）：１４３９—１４４２．　ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ　ｐｈｅｎｏｌｓ　ＧＢ　２２３２４１５［Ｐ］．１９９０－１２—１２．　【１０】荆熙瑛，陈式棣，么恩云．红外光谱实用指南【Ｍ】．天津：　天津科学技术出版社．１９９２：２５３．　【８】Ａｎｊｕｒｎ　Ａ，Ｓｒｉｎｉｖａｓ　Ｐ．Ａｎ　ｅｆｉｃｉｆｅｎｔ　ａｎｄ　ｍｉｌｄ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｆｏｒ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｅｎｚｏｉｃ　ａｃｉｄｓ　ｖｉａ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｍａｔａｉｃ　ｃａｒｂｏｎ　（责任编辑：仇慧）