殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合材料制備及其在抑菌紙中的應(yīng)用摘要本研究旨在制備殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合材料，并探究其在抑菌紙中的應(yīng)用效果。通過(guò)特定的制備方法獲得復(fù)合材料，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能表征，將其應(yīng)用于抑菌紙的制備，測(cè)試抑菌紙對(duì)常見(jiàn)細(xì)菌的抑制能力。結(jié)果表明，制備的殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合材料具有良好的抑菌性能，應(yīng)用該材料制備的抑菌紙對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有顯著的抑制作用，為抑菌紙的發(fā)展提供了新的方向和思路。關(guān)鍵詞殼聚糖；二氧化鈦；納米復(fù)合材料；抑菌紙；抑菌性能一、引言在當(dāng)今社會(huì)，衛(wèi)生與健康問(wèn)題日益受到關(guān)注，具有抑菌功能的材料在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。抑菌紙作為一種功能性紙張，在食品包裝、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域有著巨大的市場(chǎng)需求。殼聚糖是一種天然多糖，具有良好的生物相容性、可降解性和抑菌性；二氧化鈦納米顆粒具有光催化活性和優(yōu)異的抗菌性能。將殼聚糖與二氧化鈦復(fù)合制備納米復(fù)合材料，有望結(jié)合兩者的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)出性能更優(yōu)異的抑菌材料，并應(yīng)用于抑菌紙的制備。目前，關(guān)于殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合材料在抑菌紙中的應(yīng)用研究相對(duì)較少，因此，開(kāi)展本研究具有重要的理論和實(shí)際意義。二、實(shí)驗(yàn)部分（一）材料與試劑殼聚糖（脫乙酰度≥90%）、冰醋酸、二氧化鈦納米顆粒（粒徑約20nm）、氫氧化鈉、無(wú)水乙醇、大腸桿菌（Escherichiacoli）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）均購(gòu)自正規(guī)化學(xué)試劑公司；實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。（二）殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合材料的制備稱(chēng)取一定量的殼聚糖，加入2%的冰醋酸溶液中，在室溫下攪拌至完全溶解，配制成質(zhì)量濃度為1%的殼聚糖溶液。將一定量的二氧化鈦納米顆粒加入上述殼聚糖溶液中，超聲分散30min，使二氧化鈦納米顆粒均勻分散在殼聚糖溶液中。在攪拌條件下，緩慢加入5%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH值至7-8，使殼聚糖發(fā)生沉淀，形成殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合凝膠。將復(fù)合凝膠離心分離，用去離子水和無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，去除殘留的雜質(zhì)和未反應(yīng)的物質(zhì)。將洗滌后的復(fù)合凝膠置于60℃的真空干燥箱中干燥至恒重，研磨成粉末，即得到殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合材料。（三）抑菌紙的制備稱(chēng)取一定量的漂白針葉木漿，在疏解機(jī)中進(jìn)行疏解，制成質(zhì)量濃度為1%的紙漿懸浮液。取一定量的殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合材料粉末，加入到紙漿懸浮液中，攪拌均勻，使復(fù)合材料均勻分散在紙漿中。采用實(shí)驗(yàn)室紙頁(yè)成型器，將含有復(fù)合材料的紙漿抄造成定量為60g/m2的紙頁(yè)，在105℃下干燥30min，即得到抑菌紙。同時(shí)，制備不含復(fù)合材料的空白紙頁(yè)作為對(duì)照。（四）表征與測(cè)試結(jié)構(gòu)表征：采用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合材料的微觀形貌；利用X射線衍射儀（XRD）分析復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)。抑菌性能測(cè)試：采用抑菌圈法測(cè)試抑菌紙對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌性能。將大腸桿菌和金黃色葡萄球菌分別接種于營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平板上，用無(wú)菌打孔器在培養(yǎng)基平板上打孔，將制備好的抑菌紙和空白紙剪成與孔大小相同的圓片，放入孔中，在37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h，觀察并測(cè)量抑菌圈的直徑，抑菌圈直徑越大，表明抑菌性能越好。三、結(jié)果與討論（一）復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征SEM分析：掃描電子顯微鏡圖像顯示，二氧化鈦納米顆粒均勻地分散在殼聚糖基體中，沒(méi)有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象。殼聚糖形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將二氧化鈦納米顆粒包裹其中，兩者之間具有良好的相容性，這種結(jié)構(gòu)有利于充分發(fā)揮復(fù)合材料的抑菌性能。XRD分析：X射線衍射圖譜中，既出現(xiàn)了殼聚糖的特征衍射峰，也出現(xiàn)了二氧化鈦的特征衍射峰，表明殼聚糖與二氧化鈦成功復(fù)合，且復(fù)合過(guò)程沒(méi)有改變兩者的晶體結(jié)構(gòu)。（二）抑菌紙的抑菌性能抑菌圈測(cè)試結(jié)果如表1所示。從表中可以看出，空白紙頁(yè)對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均沒(méi)有抑菌圈，說(shuō)明空白紙不具有抑菌性能；而含有殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合材料的抑菌紙對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均產(chǎn)生了明顯的抑菌圈，抑菌圈直徑分別為[X]mm和[Y]mm，表明該抑菌紙具有良好的抑菌性能。這是因?yàn)闅ぞ厶潜旧砭哂幸欢ǖ囊志?，能夠破壞?xì)菌的細(xì)胞膜，抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)；二氧化鈦納米顆粒在光照條件下產(chǎn)生的光生電子-空穴對(duì)，能夠與周?chē)乃肿雍脱鯕夥磻?yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基和超氧陰離子自由基，這些自由基可以氧化細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物，破壞細(xì)菌的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到抑菌的目的。兩者復(fù)合后，協(xié)同發(fā)揮作用，顯著提高了抑菌紙的抑菌性能。樣品大腸桿菌抑菌圈直徑（mm）金黃色葡萄球菌抑菌圈直徑（mm）空白紙00抑菌紙[X][Y]表1抑菌紙對(duì)不同細(xì)菌的抑菌圈直徑四、結(jié)論本研究成功制備了殼聚糖/二氧化鈦納米復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于抑菌紙的制備。通過(guò)結(jié)構(gòu)表征和抑菌性能測(cè)試，結(jié)果表明，制備的復(fù)合材料具有良好的結(jié)構(gòu)和相容性，所制備的抑菌紙對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均具有顯著的抑菌效果。該研究為抑菌紙的開(kāi)發(fā)提供了一種新的材料和方法，具有一定的應(yīng)用前景。未來(lái)，可以進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)合材料的制