山葵和芥子中异硫氰酸酯的抑菌活性成分与微胶囊研究

【摘要】异硫氰酸酯是指分子中含有-N=C=S共轭双键的物质,具有很强的杀菌、防霉和消灭寄生虫的生物活性。但是由于合成过程中使用到剧毒原料,而且具有较强的不稳定性,其应用受到限制。从天然产物中提取有效成分可避免剧毒原料的使用,而复合凝聚微胶囊法则可以对不稳定组分进行有效保护。目前的复合凝聚微胶囊的固化剂通常采用甲醛和戊二醛等剧毒物质,严重制约了它的应用。本论文采用同时蒸馏萃取法从芥子和山葵中提取得到主要成分为异硫氰酸酯的混合物,采用气相色谱-质谱联用对其化学成分进行了准确鉴定,并对其进行了抑菌活性测试,进一步以明胶/阿拉伯胶为壁材,以天然产物京尼平为固化剂,制备得到以山葵提取物为芯材的复合凝聚微胶囊,并研究了微胶囊的固化工艺、理化性质以及贮藏稳定性。主要研究内容和结果如下：从芥子和山葵中提取异硫氰酸酯混合物的提取率分别为0.6-0.8%和0.4-0.6%,从芥子提取物中鉴定出14种化合物,其中包括6种异硫氰酸酯(相对含量占86.33%),从山葵提取物中检测出22种化合物,包含8种异硫氰酸酯类(相对含量占69.58%)。从芥子和山葵中获取的异硫氰酸酯提取物均具有抑制金黄色葡萄球菌、藤黄八叠球菌、白色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞杆菌、沙门氏菌、荧光假单胞杆菌和宋内志贺氏菌的作用,且对革兰氏阳性菌的抑制能力明显强于革兰氏阴性菌。山葵提取物抑菌活性强于芥子提取物,两种提取物对8种供试菌的最小抑菌浓度范围分别为128-512μg/mL和512-1024μg/mL。在复凝聚法制备微胶囊的研究中,优化得到最佳固化工艺参数为：时间8h,温度40℃,pH10.0,固化剂添加量0.075g京尼平/g明胶。激光粒度分析表明,京尼平固化的微胶囊的颗粒大小主要分布在5-101μm的范围内,平均粒径为6.080μm。通过荧光显微镜和扫描电镜观察制备的微胶囊粒径大小较为均匀,干燥后呈球状分布,微胶囊表面没有明显裂缝和皱缩,能够对芯材形成稳定保护。通过红外光谱证实固化过程中明胶上氨基与京尼平的酯基发生取代反应生成酰胺键,使其交联固化。差示扫描量热法对微胶囊进行分析,测得其玻璃化转变温度(Tg)为31.62℃C,在常温下该微胶囊处于玻璃态,具有较好的稳定性。微胶囊在相对湿度为54%时贮存较为稳定,当环境的相对湿度达到84%时,其稳定性大大降低；在25℃C时微胶囊很稳定的贮存,而当贮存温度为40℃C,其稳定性明显降低。而不论在哪种贮存条件下,与未包裹的异硫氰酸酯相比,包覆后的异硫氰酸酯稳定性都有明显提高。
【作者】彭超；
【导师】赵肃清；
【作者基本信息】广东工业大学，应用化学，2014，硕士
【关键词】异硫氰酸酯；复合凝聚微胶囊；京尼平；固化；

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