一种添加姜黄素纳米颗粒的cmc-壳聚糖胶黏剂的制备方法
阅读说明：本技术 一种添加姜黄素纳米颗粒的cmc-壳聚糖胶黏剂的制备方法 (Preparation method of CMC-chitosan adhesive added with curcumin nanoparticles ) 是由 董世良 李冉 章悦 叶明樵 陈琳 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法,属于胶黏剂生产技术领域,包括以下步骤：(1)姜黄素微纳米颗粒的制备；将姜黄素、乙醇混合以后制得姜黄素溶液,将酪蛋白溶液与所述姜黄素溶液搅拌混合,得到酪蛋白-姜黄素溶液,将酪蛋白-姜黄素溶液离心,得到含有姜黄素微纳米颗粒的上清液；(2)羧甲基纤维素、壳聚糖凝胶的制备；将羧甲基纤维素溶于水中,得到羧甲基纤维素溶液,加入部分上清液,搅拌均匀后加入壳聚糖、冰醋酸,搅拌均匀后得到添加姜黄素的CMC-壳聚糖胶黏剂。本发明向CMC胶黏剂中加入姜黄素微纳米颗粒、壳聚糖不会改变胶黏剂的粘度和对烟叶的初粘性,能够提高胶黏剂的抗菌性的效果。(The invention provides a preparation method of a CMC-chitosan adhesive added with curcumin nanoparticles, belonging to the technical field of adhesive production and comprising the following steps: (1) preparing curcumin micro-nano particles; mixing curcumin and ethanol to obtain curcumin solution, stirring and mixing casein solution and the curcumin solution to obtain casein-curcumin solution, and centrifuging the casein-curcumin solution to obtain supernatant containing curcumin micro-nano particles; (2) preparing carboxymethyl cellulose and chitosan gel; dissolving carboxymethyl cellulose in water to obtain carboxymethyl cellulose solution, adding part of supernatant, stirring uniformly, adding chitosan and glacial acetic acid, and stirring uniformly to obtain the CMC-chitosan adhesive added with curcumin. According to the invention, the curcumin micro-nano particles and chitosan are added into the CMC adhesive, so that the viscosity of the adhesive and the initial viscosity of the adhesive to tobacco leaves are not changed, and the antibacterial effect of the adhesive can be improved.)
技术领域
本发明涉及胶黏剂生产技术领域，具体涉及一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法。
背景技术
胶接(粘合、粘接、胶结、胶粘)是指同质或异质物体表面用胶黏剂连接在一起的技术，具有应力分布连续，重量轻，或密封，多数工艺温度低等特点。胶接特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。胶接近代发展最快，应用行业极广。胶黏剂的分类方法很多，按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等;按应用对象分为结构型、非构型或特种胶;接形态可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等。合成化学工作者常喜欢将胶黏剂按粘料的化学成分来分类。
胶黏剂的种类繁多，按不同的标准对胶黏剂进行简单的分类如下。
1.根据胶黏剂黏料的化学性质，可以分为无机胶黏剂和有机胶黏剂，例如水玻璃、水泥、石膏等均可以作为无机胶黏剂使用，而以高分子材料为黏料的胶黏剂均属于有机胶黏剂。
2.按照胶黏剂的物理状态，可以分为液态、固态和糊状胶黏剂，其中固态胶黏剂又有粉末状和薄膜状的，而液态胶黏剂则可以分为水溶液型、有机溶液型、水乳液型和非水介质分散型等。
3.按照胶黏剂的来源可以分为天然胶黏剂和合成胶黏剂，例如天然橡胶、沥青、松香、明胶、纤维素、淀粉胶等都属于天然胶黏剂，而采用聚合方法人工合成的各种胶黏剂均属于合成胶黏剂的范畴。
4.对于常见的有机胶黏剂，按照分子结构可以分为热塑性树脂、热固型树脂、橡胶胶黏剂等几种。
5.从胶黏剂的应用方式可以将其分为压敏胶、再湿胶黏剂、瞬干胶粘剂，延迟胶黏剂等。
6.从胶黏剂的使用温度范围，可以将其分为耐高温、耐低温和常温使用的胶黏剂;而根据其固化温度则可以分为常温固化型、中温固化型和高温固化型胶黏剂。
7.从胶黏剂的应用领域来分，则胶黏剂主要分为土木建筑、纸张与植物、汽车、飞机和船舶、电子和电气以及医疗卫生用胶黏剂等种类。
8.从胶黏剂的化学成分可以分为各种具体的胶黏剂种类，如环氧树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、聚醋酸乙烯胶黏剂等。
在卷烟生产制造的过程会在卷烟纸上使用胶黏剂，植物纤维素制得的卷烟纸具有很强的吸水性，选用水基胶粘剂(水溶液或水乳液胶粘剂)粘接这种纸张时,便会出现因纤维素吸水膨润而纸张起皱的现象,所以应尽量使用水分含量低(高固体含量)的胶粘剂,但由于固体含量过高又带来了涂胶的困难。
已公开的申请号为CN201410156021.2的中国专利中提出了一种卷烟用胶黏剂，其由如下重量份数的组分制成：木薯淀粉30~40份、羧甲基淀粉30~40份、异氰酸酯5~10份、三偏磷酸钠2~5份、尿酸0.1~0.5份、聚乙烯醇10~30份、膨润土10~15份、十二烷基硫酸钠0.1~0.5份和水150~200份。该发明还提出了上述卷烟用胶黏剂的制备方法。该发明的卷烟用胶黏剂用淀粉经氧化、交联和聚乙烯醇改性后制出的卷烟胶，各项性能符合卷烟胶指标，产品性能良好，具有抗腐蚀、成本低、对人体无害和工艺简单等特点。
CMC是现有雪茄烟比较常用的胶黏剂。但雪茄烟长期存放过程中，胶粘处会有霉菌等微生物的产生，从而影响雪茄烟的观感和储藏。羧甲基纤维素胶黏剂是由羧甲基纤维素(CMC)与适量的水调制而成的，透明度好，并且其水溶液具有较高的黏性，且温度变化不会导致其凝胶，对热和光也具有很强的稳定性。其中羧甲基纤维素是由一氯醋酸与纤维素在碱性条件下作用而制得的，它是无味、无臭、无毒性的白色粉末，普通产品的醚化度在0.5~0.8左右。但是因为雪茄往往需要储藏很久，进行醇化，因为胶黏剂的使用会使得雪茄变质，霉变。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法，本发明制备的胶黏剂具有良好的抗菌性，通过向胶黏剂中加入姜黄素微纳米颗粒实现提高胶黏剂抗菌性的效果，应用到雪茄生产中能够提高雪茄的抗菌性，长久存放也不会发生霉变。
本发明为一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）姜黄素微纳米颗粒的制备；
将姜黄素、乙醇混合以后制得姜黄素溶液，所述姜黄素溶液的浓度为15-20% g/L，将酪蛋白溶液与所述姜黄素溶液搅拌混合，搅拌混合的转速为600rpm，搅拌的时间为1.5-2h，得到酪蛋白-姜黄素（NPs）溶液，所述酪蛋白溶液的浓度与所述姜黄素溶液的浓度相同，所述酪蛋白溶液、姜黄素溶液的体积比为1:1，将酪蛋白-姜黄素（NPs）溶液离心，离心为在转速为5500-6000rpm下离心15min，得到含有姜黄素微纳米颗粒的上清液；
（2）羧甲基纤维素、壳聚糖凝胶的制备；
将羧甲基纤维素溶于水中，得到羧甲基纤维素溶液，加入部分上清液，搅拌均匀后加入壳聚糖、冰醋酸，搅拌均匀后得到添加姜黄素的CMC-壳聚糖胶黏剂，所述羧甲基纤维素与壳聚糖的比例为1:0.05-0.5，例如：羧甲基纤维素与壳聚糖的比例可以为1:0.25-0.5或1:0.25，冰醋酸的质量为羧甲基纤维素的0.5倍，所述羧甲基纤维素与部分上清液的质量比为10:1。
壳聚糖表面带有丰富的氨基，这是壳聚糖具有抗菌性能的关键。目前已有大量学者研究了关于壳聚糖抗菌性的影响因素，研究发现壳聚糖的来源、脱乙酰度、分子质量、浓度等对抗菌效果的影响很大，同时环境的pH、含水量、溶剂等外在因素对壳聚糖的抗菌能力也存在显著的影响。壳聚糖可以溶解在醋酸溶液中，在酸性环境下，CS溶解后使-NH2被质子化生成-NH3 +，形成聚阳离子，CMC溶解后生成-COO-，形成聚阴离子，由于离子间的静电作用，很容易形成稳定的聚电解质网络结构，你能够起到稳定胶黏剂的作用，以使得添加了其他物质的CMC胶黏剂的剪切力不会发生变化。姜黄素可以抑制链球菌属、葡萄球菌属、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、克雷伯菌等细菌的生长，抑制细菌生物膜形成，增加机体对细菌的清除能力，并能通过减少炎症细胞聚集、细胞因子过度表达及增加活性氧清除能力减少机体损伤。姜黄素和壳聚糖混合在一起形成的胶黏剂在成膜以后所形成的膜具有良好的抗菌性，主要原因有三种，第一种是带正电荷的壳聚糖分子和带负电荷的细菌细胞膜之间产生静电作用，引起细菌表面膜性质的改变和损坏，从而抑制细菌的新陈代谢，导致细菌的死亡，起到杀菌的作用；第二种是壳聚糖穿透细胞壁和细胞膜进人细菌细胞内部，与DNA结合阻止了DNA的转录；第三种是壳聚糖与金属离子螯合，减少微生物生长所需微量元素的摄取。加入姜黄素后，两者起协同作用，膜的抗菌效果增强。
本发明通过向胶黏剂中加入姜黄素微纳米颗粒，与壳聚糖共同起到抗菌，抑菌的作用，实现提高胶黏剂抗菌性的效果，应用到雪茄生产中能够提高雪茄的抗菌性，长久存放也不会发生霉变。
附图说明
图1为本发明
具体实施方式
中提供的一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法制备的胶黏剂的剪切粘度测试结果图；
图2为本发明具体实施方式中提供的一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法制备的胶黏剂的对烟叶初粘力的测试结果图；
图3为本发明具体实施方式中提供的一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法制备的胶黏剂的抗菌性的测量结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述。
实施例1
一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）姜黄素微纳米颗粒的制备；
将姜黄素、乙醇混合以后制得姜黄素溶液，所述姜黄素溶液的浓度为15% g/L ，将酪蛋白溶液与所述姜黄素溶液搅拌混合，搅拌混合的转速为600rpm，搅拌的时间为1.5h，得到酪蛋白-姜黄素（NPs）溶液，所述酪蛋白溶液的浓度与所述姜黄素溶液的浓度相同，所述酪蛋白溶液、姜黄素溶液的体积比为1:1，将酪蛋白-姜黄素（NPs）溶液离心，离心为在转速为5500rpm下离心15min，得到含有姜黄素微纳米颗粒的上清液，搅拌过程中用锡箔纸将烧杯包裹起来；
（2）羧甲基纤维素、壳聚糖凝胶的制备；
将羧甲基纤维素溶于水中 ，得到羧甲基纤维素溶液，加入部分上清液，搅拌均匀后加入壳聚糖、冰醋酸，继续搅拌10min。室温条件下密封静置过夜，搅拌均匀后得到添加姜黄素的CMC-壳聚糖胶黏剂，所述羧甲基纤维素与壳聚糖的比例为1:0.05，冰醋酸的质量为羧甲基纤维素的0.5倍，所述羧甲基纤维素与部分上清液的质量比为10:1。
实施例2
一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）姜黄素微纳米颗粒的制备；
将姜黄素、乙醇混合以后制得姜黄素溶液，所述姜黄素溶液的浓度为20% g/L ，将酪蛋白溶液与所述姜黄素溶液搅拌混合，搅拌混合的转速为600rpm，搅拌的时间为2h。得到酪蛋白-姜黄素（NPs）溶液，所述酪蛋白溶液的浓度与所述姜黄素溶液的浓度相同，所述酪蛋白溶液、姜黄素溶液的体积比为1:1，将酪蛋白-姜黄素（NPs）溶液离心，离心为在转速为6000rpm下离心15min，得到含有姜黄素微纳米颗粒的上清液；
（2）羧甲基纤维素、壳聚糖凝胶的制备；
将羧甲基纤维素溶于水中 ，得到羧甲基纤维素溶液，加入部分上清液，搅拌均匀后加入壳聚糖、冰醋酸，继续搅拌10min。室温条件下密封静置过夜，搅拌均匀后得到添加姜黄素的CMC-壳聚糖胶黏剂，所述羧甲基纤维素与壳聚糖的比例为1: 0.5，冰醋酸的质量为羧甲基纤维素的0.5倍，所述羧甲基纤维素与部分上清液的质量比为10:1。
实施例3
一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）姜黄素微纳米颗粒的制备；
将姜黄素、乙醇混合以后制得姜黄素溶液，所述姜黄素溶液的浓度为17% g/L ，将酪蛋白溶液与所述姜黄素溶液搅拌混合，搅拌混合的转速为600rpm，搅拌的时间为1.7h，得到酪蛋白-姜黄素（NPs）溶液，所述酪蛋白溶液的浓度与所述姜黄素溶液的浓度相同，所述酪蛋白溶液、姜黄素溶液的体积比为1:1，将酪蛋白-姜黄素（NPs）溶液离心，离心为在转速为5600rpm下离心15min，得到含有姜黄素微纳米颗粒的上清液；
（2）羧甲基纤维素、壳聚糖凝胶的制备；
将羧甲基纤维素溶于水中 ，得到羧甲基纤维素溶液，加入部分上清液，搅拌均匀后加入壳聚糖、冰醋酸，继续搅拌10min，搅拌均匀后得到添加姜黄素的CMC-壳聚糖胶黏剂，所述羧甲基纤维素与壳聚糖的比例为1:0.25，冰醋酸的质量为羧甲基纤维素的0.5倍，所述羧甲基纤维素与部分上清液的质量比为10:1。
实施例4
一种添加姜黄素纳米颗粒的CMC-壳聚糖胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）姜黄素微纳米颗粒的制备；
将姜黄素、乙醇混合以后制得姜黄素溶液，所述姜黄素溶液的浓度为18% g/L ，将酪蛋白溶液与所述姜黄素溶液搅拌混合，搅拌混合的转速为600rpm，搅拌的时间为2h，得到酪蛋白-姜黄素（NPs）溶液，所述酪蛋白溶液的浓度与所述姜黄素溶液的浓度相同，所述酪蛋白溶液、姜黄素溶液的体积比为1:1，将酪蛋白-姜黄素（NPs）溶液离心，离心为在转速为6000rpm下离心15min，得到含有姜黄素微纳米颗粒的上清液；
（2）羧甲基纤维素、壳聚糖凝胶的制备；
将羧甲基纤维素溶于水中，得到羧甲基纤维素溶液，加入部分上清液，搅拌均匀后加入壳聚糖、冰醋酸，搅拌均匀后得到添加姜黄素的CMC-壳聚糖胶黏剂，所述羧甲基纤维素与壳聚糖的比例为1:0.4，醋酸的质量为羧甲基纤维素的0.5倍，所述羧甲基纤维素与部分上清液的质量比为10:1。
测量实施例1至4中姜黄素微纳米颗粒的粒径。取部分含有姜黄素微纳米颗粒的上清液先稀释，使用 Anton Paar Litesizer 500，GmbH即动态光散射法测量其水动力学直径，每个实施例中的样品测量5次，再取平均值，测量结果如下：
剪切粘度测试
使用Anton Paar MCR302 流变仪，在20℃下，使用PP50对实施例1至4中的添加姜黄素的CMC-壳聚糖胶黏剂进行粘度测试，并选取CMC胶黏剂作为对照组，测试条件为剪切速率对数规律变化：0.1-1000 1/s。每次实验重复2次后，计算平均值。具体测试结果参照图1。可以看出添加壳聚糖和微米姜黄素对CMC胶黏剂的剪切粘度没有影响。
添加姜黄素的CMC-壳聚糖胶黏剂对烟叶初粘力的测量
将烟叶裁剪成长10cm×宽2cm的长方形，称取0.4g 实施例1至4中制备的添加姜黄素的CMC-壳聚糖胶黏剂以及CMC胶黏剂（作为对照组），用手将胶黏剂均匀地涂抹在叶片的一侧，单位面积的涂胶量为0.02g/cm2，涂胶前，用喷壶将烟叶水分控制在33%左右。采用Texture Profile Analysis仪器（5Kg感应元）及P/5 5mm Dia Cylinder Probe 进行初粘力测试。测前速度设为0.50mm/sec，测试速度0.50mm/sec，测后速度5mm/sec，外加力200g，返回距离5mm，接触时间10sec，触发力5g。每一烟叶长条均随机选取6个点进行测量，每组实验重复两次。初粘力的平均值由24个数据点计算得出。测出的结果参照图2，图中可以看出添加壳聚糖和微米姜黄素对CMC胶黏剂对烟叶初粘力的大小没有影响，不会降低CMC胶黏剂对的烟叶初粘力。
胶黏剂对烟叶抗菌性的测量
根据GB 4789.15—2016。裁剪1g烟叶，将实施例1至4制备的胶黏剂和CMC胶黏剂（作为对照组）均匀地涂抹在烟叶的表面（ 3.2g胶/g烟叶）并放置20min后，另外设置一组空白组，空白组上涂清水，将烟叶放入装有49mL无菌液的烧杯中浸泡20min，使得烟叶上的微生物被洗脱出来，再经过稀释，制备10-1，10-2，10-3系列梯度样品。每个平皿中加入20~25mL无菌培养基即马铃薯葡萄糖琼脂（PDA，含氯霉素），每个稀释度分别取1mL于无菌培养基中，同时分别吸取1mL无菌稀释液作为空白对照。涂布均匀，待平皿吹干之后，将其放入30℃生化培养箱中培养5d后进行菌落计数。测量的结果如图3，CMC胶黏剂的使用会导致烟叶表面的微生物增加12倍，本发明中制备的胶黏剂可以极大程度的抑制住烟叶表面所存在的微生物生长，可以杀死其表面99%的微生物，具有极大的抗菌优越性。
本发明制备的胶黏剂具有良好的抗菌性，向CMC胶黏剂中加入姜黄素微纳米颗粒、壳聚糖不会改变胶黏剂的粘度和对烟叶的初粘性，能够提高胶黏剂的抗菌性的效果，应用到雪茄生产中能够提高雪茄的抗菌性，长久存放也不会发生霉变。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
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