本发明涉及多糖制备技术领域，具体涉及一种抗菌多糖的制备方法。
背景技术：
日常常见的多糖有植物多糖、海洋多糖、动物多糖、细菌多糖等分类，具体包括如淀粉、纤维素、羧甲基纤维素钠、葡萄糖、海藻酸钠、琼脂糖、卡拉胶、壳聚糖等。但是其中具有抗菌效果的多糖只有壳聚糖等少数几种。
近年来，随着人们健康意识的增强及对食品品质要求的提高，在食品中添加过量化学防腐剂以延长保质期的方式越来越不被人们所接受。通过对可食多糖进行改性处理，赋予其抗菌性能，并将其应用在食品加工、化妆品生产、医用敷料、包装材料生产等领域，可以替代或减少化学防腐剂在这些领域的应用。
目前，制备抗菌多糖的方法主要为化学改性法。如专利“一种具有抗菌活性的氨基多糖季铵盐溶液及其制备方法”(cn106727271a)制备出具有抗菌活性的氨基多糖季铵盐溶液。而化学改性法的改性工艺复杂，对反应条件敏感，改性成功率较低，且化学改性需要使用多种化学试剂，成本高，会给环境带来污染。
等离子体技术是用放电、高频电磁振荡、冲击波及高能辐射等方法使惰性气体或含氧气体产生高能电子、自由基等活性粒子，对材料进行处理，产生刻蚀、或氧化等作用。等离子体技术在有机物降解方面应用较多。如专利“一种冰箱智能抗菌农残降解控制方法”(cn103697656a)发明了一种小型等离子装置，放置于冰箱中，降解抗菌农药残留；如专利“一种等离子体流化床处理有机废气方法”(cn104474854a)利用等离子技术降解有机废气；专利“一种采用低温等离子体协同钨酸铋催化剂降解邻苯二甲酸二甲酯的方法”(cn104671357a)发明了运用等离子技术处理废水，降解邻苯二甲酸二甲酯(塑料增塑剂中的一种)的方法。
目前利用等离子体处理多糖的专利较少，如专利“一种多糖降解为寡糖的低温等离子体降解方法”(cn106834552a)运用低温等离子技术降解肝素、硫酸软骨素、香菇多糖等，制备出品质可控，回收率高、均一性好的寡糖。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种抗菌多糖的制备方法，该方法操作方便、工艺简单，对反应条件要求不高，全过程可不使用化学试剂，对环境无污染，成本低，可处理量大，回收率高。
本发明所采用的技术方案是：一种抗菌多糖的制备方法，包括：将多糖溶解于水中制成多糖溶液，对所述多糖溶液进行大气压等离子体射流放电处理，再除去水，得抗菌多糖。
可选地，所述大气压等离子体射流放电处理的气源选自氩气、氦气、氮气、氧气、空气中的任一种或多种。
可选地，所述多糖为海洋源和/或植物源多糖。
可选地，所述多糖选自海藻酸钠、琼脂糖、果胶、卡拉胶、琼胶、淀粉和羧甲基纤维素钠中的任一种或多种。
可选地，所述多糖溶液中多糖的质量浓度为0.05％～20％。
可选地，所述大气压等离子体射流放电处理的条件为：气体流速为5～500ml/min，气隙间距设置为1～8mm，处理电压为100～5000v，处理时间为10～60min。
可选地，所述气隙间距设置为2～3mm。
可选地，所述处理电压为500～3000v。
另外，本发明所制得抗菌多糖可应用于食品、化妆品、医用敷料、包装材料领域。
本发明的有益技术效果是：本发明提供一种抗菌多糖的制备方法，该制备方法利用大气压等离子体射流放电处理多糖溶液，以使其改性具备抗菌功能，操作方便，工艺简单，对反应条件要求不高，本方法全过程可不使用化学试剂，对环境无污染，生产制备成本低，可处理量大，回收率高，所制得多糖具有优良的抗菌性能，例如对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等典型细菌具有明显的抑制作用。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。
图1是本发明中使用的大气压等离子体射流放电处理系统装置的局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明提出一种抗菌多糖的制备方法，该方法利用大气压等离子体射流放电处理多糖溶液，以制备抗菌多糖。具体包括：先将多糖溶解于水中制成多糖溶液，而后采用等离子装置对多糖溶液进行大气压等离子体射流放电处理，除去水，得抗菌多糖。
其中，等离子装置主要由气体通路、单针电极、电压调节装置和处理容器等组成。具体请参见图1，图1为本发明中使用的大气压等离子体射流放电处理系统装置的局部结构示意图。
在使用过程中，气体经压缩由气体通路10通过单针电极12时，高压使气体等离子化，成为带正电的原子核和带负电的电子组成的整体呈电中性的等离子体14；带有不同电荷的离子喷射进入处理容器16中的多糖溶液内部，与水、水中的多糖发生反应，从而对多糖进行改性，以使其具备抗菌性能。整个过程采用大气压等离子体射流放电处理，无需使用化学试剂，绿色无污染，并且处理过程中等离子体与多糖溶液直接接触，可提高处理量，回收率高；且通过处理过程工艺条件的相互协同作用，改性后所得的多糖溶液抗菌性能优异。
具体地，本发明对多糖溶液进行大气压等离子体射流放电处理时，处理气源一般选自氩气、氦气、氮气、氧气、空气中的任一种或多种；处理条件为：气体流速为5～500ml/min；单针电极12置于处理容器16中多糖溶液液面上方1～8mm处，即气隙间距h设置为1～8mm，且优选设置为2～3mm；处理电压为100～5000v，优选地，处理电压为500～3000v；处理时间为10～60min。
本发明中的多糖通常选用海藻酸钠、琼脂糖、果糖、卡拉胶、琼胶、淀粉或羧甲基纤维素钠等海洋源和植物源多糖，通常采用蒸馏水溶解制备多糖溶液，但在实际制备过程中，可根据多糖的种类，适度加酸、加碱或加盐进行调节。最终制得的多糖溶液中多糖的质量浓度一般为0.05％～20％。另外，采用大气压等离子体射流放电处理多糖溶液，通过等离子体与多糖溶液直接接触的方式，可大大提高多糖溶液每次的处理量，通常情况下，其每次处理量为10ml～100ml。
如上采用大气压等离子体射流放电处理多糖溶液以制备抗菌多糖，操作方便，工艺简单，对反应条件要求不高，全过程可不使用化学试剂，对环境无污染，生产制备成本低，可处理量大，回收率高，所制得多糖具有优良的抗菌性能，可应用于食品、化妆品、医用敷料、包装材料领域中。
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
取0.5g海藻酸钠粉末加入99.5ml水中,加热至60℃，磁力搅拌2h至完全溶解，而后静置消泡，得到质量浓度为0.5％的海藻酸钠溶液。
取50ml海藻酸钠溶液置于容器中，调整电极位置位于海藻酸钠溶液液面上方2～3mm处。气源为氧气，调节气阀，使气体流速为30ml/min，打开直流电源设置电压为2000v，进行大气压等离子体射流放电处理60min，得到等离子体改性抗菌多糖溶液。
实施例2
取0.1g羧甲基纤维素钠粉末加入99.9ml水中,加热至60℃，磁力搅拌2h至完全溶解，而后静置消泡，得到0.1％的羧甲基纤维素钠溶液。
取50ml羧甲基纤维素钠溶液置于容器中，调整电极位置位于羧甲基纤维素钠溶液液面上方2～3mm处。气源为氩气，调节气阀，流速为10ml/min，打开直流电源设置电压为1000v，进行大气压等离子体射流放电处理20min，得到等离子体改性抗菌多糖溶液。
实施例3
取10g淀粉粉末加入90ml水中,加热至60℃，磁力搅拌2h至完全溶解，而后静置消泡，得到10％的淀粉溶液。
取50ml淀粉溶液置于容器中，调整电极位置位于淀粉溶液液面上方2～3mm处。气源为氩气，调剂气阀，流速为100ml/min，打开直流电源设置电压为3000v，进行大气压等离子体射流放电处理60min，得到等离子体改性抗菌多糖溶液。
实施例4
取1g琼脂糖粉末加入99ml水中,加热至60℃，磁力搅拌2h至完全溶解，而后静置消泡，得到1％的琼脂糖溶液。
取50ml琼脂糖溶液置于容器中，调整电极位置位于琼脂糖溶液液面上方2～3mm处。气源为压缩空气，流速为40ml/min，打开直流电源设置电压为2000v，进行大气压等离子体射流放电处理20min，得到等离子体改性抗菌多糖溶液。
实施例5
取1g果胶粉末加入99ml水中,加热至60℃，磁力搅拌2h至完全溶解，而后静置消泡，得到1％的果胶溶液。
取50ml果胶溶液置于容器中，调整电极位置位于果胶溶液液面上方2～3mm处。气源为压缩空气，流速为40ml/min，打开直流电源设置电压为1000v，进行大气压等离子体射流放电处理10min，得到等离子体改性抗菌多糖溶液。
实施例6
取0.05g卡拉胶粉末加入99.95ml水中,加热至60℃，磁力搅拌2h至完全溶解，而后静置消泡，得到0.05％的卡拉胶溶液。
取100ml卡拉胶溶液置于容器中，调整电极位置位于卡拉胶溶液液面上方1～2mm处。气源为氦气，流速为20ml/min，打开直流电源设置电压为100v，进行大气压等离子体射流放电处理10min，得到等离子体改性抗菌多糖溶液。
实施例7
取6g琼胶粉末加入94ml水中,加热至60℃，磁力搅拌2h至完全溶解，而后静置消泡，得到6％的琼胶溶液。
取10ml琼胶溶液置于容器中，调整电极位置位于琼胶溶液液面上方3～5mm处。气源为氮气，流速为80ml/min，打开直流电源设置电压为600v，进行大气压等离子体射流放电处理40min，得到等离子体改性抗菌多糖溶液。
为验证通过本发明抗菌多糖的制备方法所制得抗菌多糖的抗菌性能，发明人进行了相应的抗菌性能检测对比实验。具体实验分组和检测方法如下：
以实施例1所制得抗菌多糖溶液作为实验组，以实施例1中质量浓度为0.5％的海藻酸钠溶液作为实施例1所制得抗菌多糖溶液抗菌试验的对照组；
以实施例2所制得抗菌多糖溶液作为实验组，以实施例2中质量浓度为0.1％的羧甲基纤维素钠溶液作为实施例2所制得抗菌多糖溶液抗菌试验的对照组；
以实施例3所制得抗菌多糖溶液作为实验组，以实施例3中质量浓度为10％的淀粉溶液作为实施例3所制得抗菌多糖溶液抗菌试验的对照组；
以实施例4所制得抗菌多糖溶液作为实验组，以实施例4中质量浓度为1％的琼脂糖溶液作为实施例4所制得抗菌多糖溶液抗菌试验的对照组；
以实施例5所制得抗菌多糖溶液作为实验组，以实施例5中质量浓度为1％的果胶溶液作为实施例5所制得抗菌多糖溶液抗菌试验的对照组；
以实施例6所制得抗菌多糖溶液作为实验组，以实施例6中质量浓度为0.05％的卡拉胶溶液作为实施例6所制得抗菌多糖溶液抗菌试验的对照组；
以实施例7所制得抗菌多糖溶液作为实验组，以实施例7中质量浓度为6％的琼胶溶液作为实施例7所制得抗菌多糖溶液抗菌试验的对照组；
以如上实施例1-7所制得的抗菌多糖溶液和对照组溶液作为样品液，且分别以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为目标菌，进行抑菌实验。按照抗菌实验的标准方法进行操作，取0.2ml(1-5)×106cfu/ml的目标菌涂覆在营养琼脂平板上面，在平板上打直径为6mm的微孔，向微孔中注入100μl样品液后，置于37℃微生物培养箱中，放置培养12h后，测量抑菌圈直径大小。检测结果如下表1所示：
表1抗菌检测结果表
由上表1可知，以上实施例1-7采用大气压等离子体射流放电处理所制得的抗菌多糖溶液具有明显的抗菌能力。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所述权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。