用于培养基载体的凝胶剂的制备方法

摘要

本发明涉及一种用于培养基载体的凝胶剂的制备方法，属于高分子材料领域。所述的凝胶剂含有聚丙烯酸钠、黄原胶与刺槐豆胶，具体的制备方法为：分别粉碎聚丙烯酸钠、黄原胶和刺槐豆胶，过160目以上筛；将粉碎后的黄原胶和刺槐豆胶以3∶2～5的质量比混合均匀；将上述混合物与粉碎后聚丙烯酸钠以5∶0.8～2.0的质量比混合均匀即得所述的凝胶剂。该凝胶剂可用于微生物快速测定卡的培养基载体，它克服了已有凝胶剂存在的吸水效果差的缺点，具有高吸水性与粘度高的优良特性。

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种用于培养基载体的凝胶剂的制备方法，属于高分子材料领域。

【背景技术】

微生物快速测定卡是指以纸片、纸膜、胶片等作为培养基载体，将特定的培养基和显色物质通过特定凝胶剂粘附在上面，通过微生物在上面的生长、显色来测定食品中微生物的方法。1955年，德国学者FJ.Forg发明了一种简单快速的大肠菌群快速检测法——纸片法，使原来的检测周期由72小时缩短到15小时，材料成本降低了3/4，同时大大简化了操作程序。从此，这种集化学、高分子学和微生物学于一体的检测方法开始发展起来。快速测定卡检测具有显著的优点：第一，可测定少量检品，不需要配制试剂，不需要大量的玻璃器皿，操作简便迅速；易于消毒保存，便于运输，携带方便，价格低廉，加之除纸片等载体外无其他任何废液废物，大大减少或消除对环境的污染，以及试验后不需要清洗工作，减少了工作量。另外，避免了热琼脂法不适宜受损细菌和真菌恢复的缺陷，故适用于实验室、生产现场和野外环境工作使用。第二，可以在取样时同时接种，结果更能反映当时样本中真实的细菌和真菌数，防止延长接种时间时由于细菌和真菌繁殖造成的数量增多。第三，常规法由于准备检测用培养基及器皿，一般需要时间较长，导致许多基层单位和食品企业不能实施现场检测。而快速测定卡不但无需进行使用前的准备工作，更大大缩短了时间。近年来国内以滤纸为载体和美国3M公司以Petrifilm为载体的测定卡已开始逐步扩大应用。但由于滤纸不透明，生长于其中的细菌肉眼往往不可见，造成计数结果偏少；而普通凝胶剂吸水性能不好，应用于测定卡达不到相应的效果；同时，进口产品价格昂贵，不易被国内检测市场所接受。因此，克服滤纸和普通凝胶剂的缺点，研制新型国产化凝胶剂已成为微生物快速检测的迫切需求。

在测定卡的制备过程中，选择一种优良的凝胶剂非常重要。良好的凝胶剂要求对微生物的生长无毒性、能在短时间内吸收大量的冷水、微生物在其上面生长可形成单菌落且容易计数等。目前，国内尚未见有关于新型凝胶剂的报道。

【发明内容】

本发明旨在提供一种吸水性好，粘度高，费用较低的用于培养基载体的凝胶剂的制备方法。

本发明所述的凝胶剂含有聚丙烯酸钠、黄原胶与刺槐豆胶，其制备方法包括以下步骤：

(1)分别粉碎聚丙烯酸钠、黄原胶和刺槐豆胶，过160目以上筛；

(2)将粉碎后的黄原胶和刺槐豆胶以3∶2～5的质量比混合均匀；

(3)将上述混合物与粉碎后聚丙烯酸钠以5∶0.8～2.0的质量比混合均匀即得所述的凝胶剂。

(4)过筛法测凝胶剂的吸水率与粘度，以胶体不易流动(粘度大于1600mpa.s)和吸水率大于100g/g为符合要求。

其中所述的聚丙烯酸钠的合成方法包括以下步骤：

(1)将浓度为30％(g/g)的氢氧化钠溶液加入丙烯酸中，使中和度达到55％～80％；

(2)加去离子水调节丙烯酸单体浓度至30％～60％(g/g)；

(3)加入丙烯酸单体0.1％～0.8％(g/g)的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺后混匀；

(4)在吹氮气的情况下加入丙烯酸单体0.3％～0.6％(g/g)的引发剂过硫酸铵；

(5)吹氮气驱氧密封，置恒温干燥箱中50℃～80℃聚合3～6h；

(6)用75％乙醇洗去未反应的单体、低聚物等；

(7)将胶体切成小块后于105℃烘干。

聚丙烯酸钠是一种白色粉末，无毒、无臭、无味，溶解于水中呈透明粘稠胶体。由于其吸水量大、保水性强和安全无毒等特点，已在日化工业、留香材料、卫生用品、农作物育种、医药等方面广泛应用。合成方法有：水溶液聚合、反向悬浮聚合、反向乳液聚合、微波法和辐射聚合。黄原胶是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成的“五糖重复单元”结构聚合体；既能溶于热水，又能溶于冷水具有很强的粘性；具有高度的生物稳定性，多数酶类不能对其降解。刺槐豆胶是一种无色，无味的植物胚乳精制多糖。刺槐豆胶是以甘露糖为主链的半乳甘露聚糖。剌槐豆胶本身无凝胶特性，其最重要的特点是与琼脂、卡拉胶及黄原胶等亲水胶体有良好的凝胶协同效应，可使复合后的用量水平很低并改善凝胶组织结构。当黄原胶和刺槐豆胶以3∶2混合后，可有效的增加溶液粘度，很少量即可达到高粘度。本发明采用水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠，以聚丙烯酸钠、黄原胶和刺槐豆胶为主要成分，通过配方的优化，获得了一种可应用于微生物快速测定卡的新型凝胶剂，它克服已有凝胶剂存在的吸水效果差的缺点，并通过与黄原胶及刺槐豆角的优化组合，有效地提高凝胶剂粘度；并且较之进口凝胶剂，费用更为低廉，适于国内使用。近年来，随着微生物学的发展，许多微生物的特异生理生化反应已经明确，多种食源性致病微生物(如金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、溶血性链球菌、单核细胞增生李斯特氏菌等)特异酶的显色底物和培养基相继被开发。这些显色培养基与本发明获得的优良凝胶剂有机集成，可制成应用于特异微生物的快速测定卡，这将对我国食品微生物安全快速检测起到重要推动作用。

【具体实施方式】

一、用于培养基载体的凝胶剂的制备方法1：

(1)用去离子水配制终浓度为30％(g/g)的氢氧化钠溶液；

(2)用碱式滴定管逐滴将氢氧化钠溶液加入到在恒温(25℃)磁力搅拌器搅拌下的18.53mL丙烯酸中，达到中和度75％；

(3)加1.16mL去离子水调节丙烯酸单体浓度为50％(g/g)，然后将混合物转移到塑料三口瓶中；

(4)加交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺后混匀，加入0.0271g，即为丙烯酸单体的0.1％(g/g)；

(5)在吹氮气的情况下加引发剂过硫酸铵，加入量为丙烯酸单体的0.5％(g/g)，即0.1355g；

(6)吹氮气驱氧密封，置恒温干燥箱中75℃聚合4h；

(7)用75％乙醇洗(每次30mL，洗涤三次)去未反应的单体、低聚物等；

(8)将胶体切成小块后于105℃烘干；

(9)将烘干的小块用中药粉碎机粉碎，过160目筛；

(10)测吸水率为：158.0(g/g)，吸生理盐水(9g/L NaCL)为：31.2(g/g)；

(11)取粉碎的聚丙烯酸钠0.5g与黄原胶和刺槐豆胶混合物0.08g混合均匀，该混合物即可用作培养基载体的凝胶剂；

(12)测混合物的吸水率为：155.3(g/g)，吸生理盐水(9g/L NaCL)为：30.5(g/g)；

(13)测定粘度值为1920mpa.s。

二、用于培养基载体的凝胶剂的制备方法2：

(1)用去离子水配制终浓度为30％(g/g)的氢氧化钠溶液；

(2)用碱式滴定管逐滴将氢氧化钠溶液加入到在恒温(25℃)磁力搅拌器搅拌下的18.53mL丙烯酸中，达到中和度75％；

(3)加13.7mL去离子水调节单体浓度为30％(g/g)，然后将混合物转移到塑料三口瓶中；

(4)加交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺后混匀，加入量0.0678g，为丙烯酸单体的0.25％(g/g)；

(5)在吹氮气的情况下加引发剂过硫酸铵，加入量为丙烯酸单体的0.4％(g/g)，即0.1084g；

(6)吹氮气驱氧密封，置恒温干燥箱中70℃聚合4h；

(7)用75％乙醇洗(每次30ml，洗涤三次)去未反应的单体、低聚物等；

(8)将胶体切成小块后于105℃烘干；

(9)将烘干的小块用中药粉碎机粉碎，过160目筛；

(10)测吸水率为：142.0(g/g)，吸生理盐水(9g/L NaCL)为：38.3(g/g)；

(11)取粉碎的聚丙烯酸钠0.5g与黄原胶和刺槐豆胶混合物0.08g混合均匀，该混合物即可用作培养基载体的凝胶剂；

(12)测吸水率为：122.0(g/g)，吸生理盐水(9g/L NaCL)为：35.6(g/g)；

(13)测定粘度值为1875mpa.s。