壳聚糖抗菌剂研究进展

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壳聚糖的抗氧化性能及抑菌效果研究

壳聚糖的抗氧化性能及抑菌效果研究

壳聚糖的抗氧化性能及抑菌效果研究壳聚糖是一种天然多糖,由壳料中的壳聚糖骨架经过提取和纯化得到。

近年来,壳聚糖因其丰富的生物活性和良好的生物相容性而备受关注。

本文旨在探讨壳聚糖的抗氧化性能以及其在抑菌方面的作用。

抗氧化性能是评估一种物质对抗自由基损伤能力的重要指标。

自由基在体内产生并能引起许多疾病,如心血管疾病、癌症和老化等。

过高的自由基水平对人体健康造成巨大威胁,因此寻找天然的抗氧化剂成为了科研和食品工业领域的热点。

壳聚糖作为一种天然产物,被认为具有重要的抗氧化特性。

研究表明,壳聚糖具有显著的抗氧化活性。

壳聚糖中的氨基和羟基官能团具有氧化状马克的活性氧和自由基,有效清除自由基并捕捉活性氧分子。

此外,壳聚糖还可以通过增加抗氧化酶的活性、调节氧化还原平衡、抑制氧化脂质和蛋白质的降解等途径发挥其抗氧化作用。

这些研究结果表明,壳聚糖作为抗氧化剂具有巨大的潜力,可以在保健品和食品工业中得到广泛应用。

除了抗氧化性能,壳聚糖还具有显著的抑菌效果。

传统的抗菌剂存在着微生物耐药性的问题,因此寻找新型的抑菌剂成为当前的研究重点。

壳聚糖作为一种天然产物,被广泛研究其抑菌效果。

研究表明,壳聚糖具有广谱的抗菌活性,可以对多种病原微生物起到显著的抑制作用。

壳聚糖的抗菌机制主要包括:破坏细胞壁、干扰细胞膜的透性、干扰细胞代谢及抑制生物膜的形成等。

壳聚糖的阳离子性和高分子量使得其可以与细菌的阴离子表面结合形成很稳定的络合物,破坏微生物的细胞壁结构,导致细胞溶解和死亡。

此外,壳聚糖还可以通过改变细菌细胞膜的透性,抑制其对外界环境的正常吸收和排泄,从而干扰细菌的代谢。

这些抗菌机制使得壳聚糖在食品工业和医药领域中具有广泛的应用前景。

尽管壳聚糖具有出色的抗氧化性能和抑菌效果,但是其应用仍面临着一些挑战。

首先,壳聚糖的溶解度较低,难以被人体充分吸收。

此外,壳聚糖与其他物质的相容性也需要进一步研究。

因此,今后的研究可以针对这些问题进行改进和优化。

壳聚糖在医用敷料中的应用研究进展

壳聚糖在医用敷料中的应用研究进展

壳聚糖在医用敷料中的应用研究进展引言:医用敷料是指覆盖在伤口或疾病部位上的材料,具有保护、促进愈合和预防感染的功能。

在过去的几十年里,壳聚糖作为一种生物可降解材料,在医学领域的敷料应用中得到了广泛的关注。

壳聚糖不仅具有良好的生物相容性和生物可降解性,同时还具有抗菌、抗炎和促进伤口愈合等多种生物活性,使其成为研究人员关注的热点。

本文将综述壳聚糖在医用敷料中的应用研究进展,包括壳聚糖材料的制备方法、壳聚糖敷料的性能以及其在伤口愈合、抗菌和抗炎方面的应用。

一、壳聚糖材料的制备方法壳聚糖是由壳聚糖酶从壳酸壳聚糖中切割得到的高分子多糖,可以从海洋生物中提取得到。

壳聚糖的制备方法包括壳聚糖的提取与精制、壳聚糖的化学修饰以及壳聚糖的表面改性等。

提取与精制方法包括酸碱法、酶解法、微波法和超临界流体法等,其中酸碱法是最常用的提取方法。

化学修饰可以改变壳聚糖的溶解性、降解速度和生物活性等,常用的化学修饰方法有羟基化、甲基化和吡咯化等。

表面改性可以增加壳聚糖材料的生物相容性和机械性能,常用的表面改性方法有接枝聚合和共价结合等。

二、壳聚糖敷料的性能壳聚糖敷料具有多种良好的性能,包括优异的生物相容性、生物可降解性和可调控性。

壳聚糖作为生物材料,与人体组织相容性良好,不会引起明显的毒性或免疫反应。

同时,壳聚糖具有良好的生物可降解性,能够被细胞分泌的酶降解,最终形成无毒的代谢物。

壳聚糖具有可调控性,可以通过调整壳聚糖的结构和特性,来实现敷料的不同功能。

例如,调节壳聚糖的分子量可以改变敷料的机械性能和溶解速度;改变壳聚糖的表面形貌可以影响敷料的附着性和渗透性。

三、壳聚糖在伤口愈合中的应用壳聚糖敷料在伤口愈合中的应用主要表现在促进创面愈合、改善创面湿润度和减轻疼痛等方面。

首先,壳聚糖敷料可以通过形成透气的保护层,防止创面感染和进一步污染。

其次,壳聚糖敷料具有良好的持水性,可以保持创面湿润,促进细胞的迁移和新生血管的形成。

此外,壳聚糖敷料还可以释放活性物质,如生长因子和抗菌剂,来促进伤口的愈合和预防感染。

浅论壳聚糖在药物制剂中的应用研究进展

浅论壳聚糖在药物制剂中的应用研究进展

壳聚糖在药物制剂中的发展前景
新药研发
壳聚糖在药物制剂中的新药研发中具有广泛的应用前景,可以 开发出新型的药物剂型和治疗方法。
适应症拓展
随着壳聚糖制备技术的不断进步和研究的深入,其适应症范围也 将不断扩大,为更多疾病的治疗提供新的选择。
联合治疗
壳聚糖可以与其他药物或治疗方式联合使用,提高疗效和降低副 作用,为复杂疾病的治疗提供新的思路和方法。
THANKS
谢谢您的观看
壳聚糖在药物制剂中的未来研究方向
新剂型研究
进一步开展壳聚糖在创新药物制剂方面的研究,如纳米药物、靶 向药物等。
药动学研究
深入探讨壳聚糖药物载体在体内的药动学过程,为药物制剂的设 计提供理论依据。
安全性评估
完善壳聚糖药物载体的安全性评估体系,确保其在实际应用中的安 全性。
04
结论
壳聚糖在药物制剂中的应用价值
壳聚糖作为药物载体的研究进展
近年来,科研人员对壳聚糖作为药物载体的研究不断深入,探索了壳聚糖与药物、生物活 性物质的复合方法及壳聚糖药物载体的修饰改性等,提高了壳聚糖作为药物载体的靶向性 和生物利用度。
壳聚糖在药物制剂中的其他应用
01
壳聚糖在药物制剂中的增稠作用
壳聚糖具有较好的水溶性,可提高药液的黏稠度,改善药物的口感和
03
壳聚糖在药物制剂中的研究 进展
壳聚糖药物载体的研究进展
生物相容性
壳聚糖作为药物载体具有优良的生物相容性,能够减少药物对 机体的刺激性。
靶向性
通过表面改性,壳聚糖载体可实现靶向药物的精准投递,提高 药物的治疗效果。
药物释放控制
壳聚糖具有pH敏感性,可在特定部位实现药物的缓慢释放, 减轻副作用并提高患者依从性。

壳聚糖的抗菌性能研究及其在医用化妆品中的应用

壳聚糖的抗菌性能研究及其在医用化妆品中的应用

壳聚糖的抗菌性能研究及其在医用化妆品中的应用壳聚糖是一种天然的生物高分子,由于其环保、生物相容性和生物降解性的特点,被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。

其中,壳聚糖在医用化妆品中的抗菌性能成为研究的热点之一。

本文将介绍壳聚糖的抗菌性能研究以及其在医用化妆品中的应用。

壳聚糖具有良好的抗菌活性,这主要归因于其分子结构和特殊的理化性质。

首先,壳聚糖分子中含有许多官能团,如胺基和羟基,这些基团使得壳聚糖呈现出较强的亲水性,有利于与细菌细胞壁发生相互作用。

其次,壳聚糖分子结构中的阳离子性带正电荷,能够与细菌表面带负电荷的成分(如细菌细胞膜上的脂多糖)结合,从而改变细菌膜的渗透性,破坏细菌细胞,抑制了细菌的生长和繁殖。

在壳聚糖的抗菌性能研究中,一种常见的方法是通过测定壳聚糖对不同菌株的抑菌效果,其中包括常见的致病菌,如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等。

研究结果表明,壳聚糖对多种细菌都具有良好的抗菌活性,并且其抗菌效果与壳聚糖的分子量、阳离子度以及溶液中的浓度相关。

此外,壳聚糖还具有较强的杀菌作用,能够有效杀灭细菌和真菌。

因此,壳聚糖被广泛应用于医用化妆品中,用于抗菌保湿、消炎修复和美容美肤等方面。

在医用化妆品中的应用方面,壳聚糖可以用于制备抗菌洗手液、面霜、护肤乳液等产品。

抗菌洗手液是目前热门的产品之一,壳聚糖作为其中的活性成分,能够有效清洁皮肤表面的细菌,并抑制细菌的再生。

此外,壳聚糖还可以用于制备护肤霜和乳液,其抗菌和保湿的双重作用能够有效改善皮肤状况,促进皮肤的修复和再生。

同时,壳聚糖还能够调节皮肤的油脂分泌,减少皮肤的油光,使肌肤更加清爽。

除了在护肤品中的应用,壳聚糖还可以应用于医用敷料的制备中。

医用敷料是一种常用的医疗材料,用于创面的覆盖和保护。

壳聚糖能够在创面上形成一层保护膜,抑制细菌的侵入,并且具有良好的生物相容性,不会引起过敏或刺激。

此外,壳聚糖敷料还具有良好的吸附性能,能够有效吸附创面上的分泌物,促进伤口的愈合和修复。

壳聚糖在医药领域中的应用研究进展

壳聚糖在医药领域中的应用研究进展

壳聚糖在医药领域中的应用研究进展壳聚糖是一种天然的多胺,由葡萄糖和2-乙氨基-2-脱氧-D-葡萄糖组成。

它具有生物相容性、低毒性和可降解性等优点,因此在医药领域中有着广泛的应用前景。

近年来,壳聚糖在药物传递、组织工程、创伤愈合和抗菌等方面的研究取得了显著进展。

壳聚糖在药物传递方面的应用是其中最为重要的研究领域之一。

壳聚糖具有出色的药物负载能力和控释性能,可以将药物固定在其分子结构中,延长药物在体内的停留时间。

此外,壳聚糖还能通过改变pH值、离子强度等环境因素来控制药物的释放速率,提高药物的疗效以及减少副作用。

研究表明,壳聚糖纳米颗粒、壳聚糖微球和壳聚糖水凝胶等药物传递系统在靶向传递、靶向释放以及促进药物吸收等方面表现出优异的性能。

另外,壳聚糖在组织工程领域的应用也受到了广泛关注。

组织工程是一门利用生物材料和细胞来构建人体组织和器官的学科。

壳聚糖作为一种生物可降解的材料,具有良好的生物相容性和组织黏附性,可以作为三维支架来促进组织再生和修复。

研究人员利用壳聚糖的特性,制备了壳聚糖纤维膜、壳聚糖基质和壳聚糖海绵等支架,成功地应用于骨组织工程、软骨修复、神经再生和血管再生等方面。

壳聚糖在组织工程中的广泛应用为人体组织和器官的再生提供了新的思路和方法。

此外,壳聚糖在创伤愈合方面的研究也有着显著的进展。

伤口愈合是人体修复受损组织的一个重要过程,壳聚糖能够通过抑制炎症反应、促进细胞增殖和分化以及加速胶原合成等方式来促进伤口愈合。

研究表明,壳聚糖纳米颗粒和壳聚糖复合材料的应用可以显著地促进创伤愈合的速度和质量。

此外,壳聚糖在创面覆盖和修复方面也有着广泛应用,如壳聚糖纳米纤维膜和壳聚糖纳米凝胶等。

这些研究结果为创伤愈合的治疗和修复提供了新的途径。

最后,壳聚糖还具有优良的抗菌性能,被广泛应用于抗菌药物的合成和抗菌材料的制备。

壳聚糖具有阳离子性,在与阴离子性的细菌细胞膜相互作用时,可以改变细胞膜的渗透性,促使细菌死亡。

壳聚糖和聚丙烯酸复合材料对细菌的抗菌性能研究

壳聚糖和聚丙烯酸复合材料对细菌的抗菌性能研究

壳聚糖和聚丙烯酸复合材料对细菌的抗菌性能研究随着细菌耐药性的不断增加,寻找新型的抗菌材料成为当前的研究热点之一。

壳聚糖和聚丙烯酸是具有天然来源的材料,被广泛研究和应用于生物医学领域。

本文将探讨壳聚糖和聚丙烯酸复合材料对细菌的抗菌性能及其机制研究的最新进展。

壳聚糖是一种由葡萄糖分子组成的天然生物聚合物,具有良好的生物相容性和生物可降解性。

聚丙烯酸是一种合成聚合物,具有较强的抗菌性能。

通过将壳聚糖与聚丙烯酸复合,可以综合两种材料的优点,进一步提高抗菌性能。

研究表明,壳聚糖和聚丙烯酸复合材料可以对多种常见的致病菌具有抗菌作用。

例如,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌以及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等细菌的生长均有抑制作用。

同时,复合材料还表现出良好的抗生物膜形成能力,能有效地防止细菌形成对机体有害的菌群。

进一步的研究发现,壳聚糖和聚丙烯酸复合材料的抗菌机制与其表面特性有关。

复合材料表面的阳离子特性使其能够与细菌细胞壁上的阴离子物质发生吸附作用,从而破坏细菌的生长环境。

此外,复合材料还具有一定的机械强度和结构稳定性,能够直接与细菌细胞膜发生相互作用,导致细胞膜破裂和细胞死亡。

除了抗菌性能之外,壳聚糖和聚丙烯酸复合材料还具有促进细胞生长和愈合的作用。

一些研究表明,复合材料能够促进伤口的愈合和组织修复过程,对于维持伤口微环境的稳定和营养物质的供应具有积极作用。

这使得壳聚糖和聚丙烯酸复合材料在医学领域的应用潜力巨大。

尽管壳聚糖和聚丙烯酸复合材料在抗菌性能和组织愈合方面表现出良好的潜力,但目前仍然存在一些问题需要进一步解决。

首先,复合材料的制备工艺和表面改性技术需要进一步优化,以提高其抗菌性能和生物相容性。

其次,复合材料在体内的降解速度和代谢产物对机体的影响还需要深入研究。

最后,复合材料的应用范围和临床可行性也需要进一步评估和验证。

综上所述,壳聚糖和聚丙烯酸复合材料对细菌的抗菌性能研究显示出良好的前景。

复合材料具有良好的抗菌性能和组织修复促进作用,可望在医学领域得到广泛应用。

壳聚糖抗菌性的研究进展

壳聚糖抗菌性的研究进展

二、壳聚糖的抗菌机理 关于壳聚糖及其衍生物的抗菌机理还有许多
不 明之处 ,根 据现有 的研究 结果 ,主 要是 它们对
细菌的 细胞质膜 起 了一 定的作 用 ,破坏 了细菌 正
常的生 理功能 。通过 电镜观察 发现 ,细 菌被壳 聚
糖作 用后 ,会 发生 明显的形 态变化 ,革 兰 氏阳性 菌如金黄 色葡萄球 菌的 细胞壁变 薄甚至 破损 ,复 制作用 受到抑制 ;革兰 氏阴性菌 如大肠 杆菌 的细
离子衍 生物可 以用来移 除有毒和 被污染 的生物承 担的物 质 ,比如 基于安全 原 因的蛋 白质和重金 属
[ 7 】

菌性有 重要意 义。螯合作 用剥夺 了微生物 生长所 需的金属 、微量元素和基本的营养物质 【 4 J 。 三 、壳聚糖抗菌性的影响因素
从生物学 观点来 看 ,壳聚 糖及其 衍生物 之所 以应用在医学 、 制药和生物技术方面是有原 因的。 以壳聚糖为基础的原料有许 多有价值 的生物活性 , 例如止血、抑菌 、抗癌和抗 胆固醇的活性。另外 , 壳聚糖 的商业 前景也是 诱人的 ,因为壳 聚糖的 来 源—— 甲壳素 ,是 自然界 中除纤 维素外 产量最丰 富的生 物高聚物 。 由于其 众所 周知的聚 合物的性
菌性要 强于 壳聚糖 , 而且随着烷基链长度的增加 , 其 抗菌 活性亦增 强 ,这表 明烷基 链的长 度和正 电
荷取代基 强烈地影 响着壳聚 糖衍生 物的抗菌活性 。
菌作用发生了明显的形态改变。从鱿鱼和蟹壳 中 制备的壳聚糖在浓度为 0 . 0 0 0 5 %时对链球菌有明
显 的杀 菌效 果。 用添加 5 %壳聚 糖 的酪 蛋 白喂养 的老 鼠,正 常肠道 菌群 中的双歧 杆菌和 乳酸菌 的 数量 明显降低 。 由于壳 聚糖这 种抗 菌活性 ,因此 人若过 量摄取 会造成 不利 的后果 ,即有可 能改变 正 常的肠 道菌群 ,影 响脂 肪的消化 和胆 汁酸的新 陈代谢 ,从而引起有抵抗力的病原菌 的生长 u 。

壳聚糖的抑菌机理及抑菌特性研究进展

壳聚糖的抑菌机理及抑菌特性研究进展

壳聚糖的抑菌机理及抑菌特性研究进展吴小勇 曾庆孝 阮征 张立彦(华南理工大学轻工与食品学院,广州510640) 摘 要:本文介绍了壳聚糖的抑菌作用及其在食品防腐保鲜方面的应用,还对壳聚糖的抑菌机理及其影响因素进行了较为全面的讨论。

关键词:甲壳素,壳聚糖,抑菌,防腐保鲜Progress in the Study of Antimicrobial Activities of ChitosanXiaoyong Wu,Q ingxiao Z eng,Zhen Ruan,Liyan Zhang(College of Light Industry&Food Science,South China Univ.of Tech.,Guangzhou510640)Abstract:The antimicrobial activities of chitosan and its a pplication in food preservation were introduced in this article. Moreover,the antimicrobial mechanisms and the effect factors of chitosan were com pletely discussed.K ey w ords:Chitin,Chitosan,Antimicrobial activities,Preservation0 简介甲壳素是可以再生的生物大分子物质,在自然界中广泛存在,是自然界中存在的数量仅次于纤维素的第二大有机物,估计每年的生物合成量达100亿吨[1]。

甲壳素的脱乙酰产物%%壳聚糖,由于存在自由氨基,其溶解性和化学反应活性大大改善,表现出比甲壳素更广泛的应用前景。

壳聚糖在食品工业的应用主要有:食品防腐保鲜、酒类除浊和果汁的澄清、功能性食品添加剂、水净化等。

Fereidoon Shahidi 等综述了甲壳素和壳聚糖在这方面的应用[2],宋清华等也有类似的介绍[3]。

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Bioprocess 生物过程, 2017, 7(4), 41-48Published Online December 2017 in Hans. /journal/bphttps:///10.12677/bp.2017.74006Research Progress on ChitosanAntimicrobialMaotao WuSunRui Marine Environment Engineering Co., ltd, Qingdao ShandongReceived: Nov. 20th, 2017; accepted: Dec. 1st, 2017; published: Dec. 7th, 2017AbstractChitosan is a nature macromolecule. With the investigation, its applications are broad. The article summarizes the research and application of chitosan as an antimicrobial, the mechanism and the infective factors, and the development foreground of the chitosan antimicrobial is prospected.KeywordsChitosan, Antimicrobial, Mechanism, Prospect壳聚糖抗菌剂研究进展吴茂涛青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司,山东青岛收稿日期:2017年11月20日;录用日期:2017年12月1日;发布日期:2017年12月7日摘要壳聚糖是一种天然的高分子,随着研究的深入发展,应用范围越来越广泛。

本文概述了壳聚糖在抗菌剂领域的研究应用情况,归纳总结了其抗菌机理及其影响因素,同时展望了壳聚糖抗菌剂的发展前景。

关键词壳聚糖,抗菌剂,机理,展望吴茂涛Copyright © 2017 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言甲壳素又名甲壳质、几丁质、蟹壳质等,广泛存在于甲壳纲动物虾、蟹的甲壳,昆虫的甲壳,真菌(酵母、霉菌)的细胞壁和植物(如蘑菇)的细胞壁中,它是由N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖以β-1,4糖苷键形式连接而成的多糖[1],它在自然界中的产量是仅次于纤维素,也是迄今为止发现的唯一天然碱性多糖。

壳聚糖学名为:(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖,为白色无定型、半透明,略有珍珠光泽的固体[2],是甲壳素的脱乙酰化产物[3] [4],其结构式如图1所示。

壳聚糖不溶于水和碱,可溶于稀的盐酸、硝酸等无机酸和大多数有机酸。

壳聚糖分子结构中含有游离的氨基,易进行化学改性,赋予其多种新的优异功能,满足各方面的需要。

抗菌剂的研究、开发始于20世纪80年代初[5]。

目前,我国抗菌剂的研究还处于发展的初期,具有很广阔的研究前景,在经济发展的趋势下,抗菌剂及抗菌材料必将展现出蓬勃的市场生机[6]。

近年来,抗菌剂及抗菌材料的研究向着无毒无公害环保型的方向发展,通过从绿色的天然产物提取出高效环保的抗菌剂。

壳聚糖具有抗菌的性能,属于天然型的抗菌剂,由于壳聚糖无毒,生物相容性良好,无抗原性并且产量丰高,故有广阔市场前景。

2. 壳聚糖抗菌机理研究抗菌剂能够抑制微生物生长的作用方式主要有以下几种:损伤细胞壁、改变细胞膜的通透性、使生物活性物质失活,如酶、蛋白质和核酸分子等、干扰微生物的分解和合成代谢途径等。

壳聚糖的结构有两个特点,一是由氨基葡糖单体聚合而成(含部分乙酰氨基葡萄糖),相互之间以氢键等结合;二是氨基葡糖带有正电荷氨基,能吸附带负电荷物质。

因而壳聚糖的抗菌机制较复杂[7]。

对于壳聚糖的抗菌机理,学术界尚无定论,目前认为有以下2种机理:一种是壳聚糖分子中的3-NH +带正电性,吸附在细胞表面,一方面可能形成一层高分子膜,阻止营养物质向细胞内运输,另一方面使细胞壁和细胞膜上的负电荷分布不均,破坏细胞壁的合成与溶解平衡,溶解细胞壁,从而起到抑菌杀菌作用;另一种是通过渗透进入细胞内,吸附细胞体内带有阴离子的物质,扰乱细胞正常的生理活动,从而杀灭细菌[8]。

对于以上两种推理,有人认为是由于疏水性的长烷基链与细菌细胞质膜上的磷脂之间发生疏水亲和作用,破坏了细菌细胞质膜,从而产生了抗菌性[9]。

Young 等人[10]认为壳聚糖在微生物细胞的作用靶位Figure 1. Structure of chitosan图1. 壳聚糖的结构式OH H H HNH 2O CH 2OHOH HO CH 2OHO O H H H H OH NH 2n H吴茂涛是细胞膜,带正电核的壳聚糖分子链和带负电荷的细胞壁接触时,会通过库仑作用吸附细菌,阻碍了细菌的活动,从而影响细菌的繁殖能力;Hadwieger等人[11]认为壳聚糖对微生物细胞抑制的靶位是细胞中的DNA,壳聚糖分子通过一定途径进入细菌内,和微生物内的核糖亚单元分子片段相互作用,破坏了细菌体内从DNA到RNA的转录,阻碍信使RNA (mRNA)的密码分子和转移RNA (tRNA)的反密码分子的相互作用,导致细菌繁殖终止,达到抗菌的目的。

叶磊等[12]认为壳聚糖的抗菌作用是由于有效基团-NH+3可以与细菌细胞膜上的类脂–蛋白质复合物反应,使蛋白质变性,改变细胞膜的通透性,或者与细菌细胞壁,尤其是革兰氏阳性菌,细胞壁较厚,结构紧密,含有丰富的磷壁酸,形成一个负电荷环境,壳聚糖损坏细胞壁的完整性,或使细胞壁趋于溶解,直至细胞死亡。

3. 壳聚糖抗菌性能的影响因素由于壳聚糖分子内存在游离羟基和氨基,因而具有很好的抗菌性能。

壳聚糖及其衍生物的抑菌作用随着其自身和环境条件的改变而呈现出不同的结果,其抗菌性能主要受到分子量、脱乙酰度、分子结构改性、菌类、浓度、温度、pH值、离子强度等的影响。

3.1. 壳聚糖本身的影响3.1.1. 分子量与脱乙酰度壳聚糖的分子量与脱乙酰度是与抗菌效果密切相关的两个因素,而分子量又是争论最多的因素。

宋献周等[13]认为低分子量壳聚糖的抑菌效果优于高分子量壳聚糖。

夏文水等也报道了分子量为1500的甲壳低聚糖对大肠埃希菌的抑菌效果最强,随分子量上升,抑菌效果逐渐下降。

陈凌云等[14]证明了分子量大于10万时不具有抑菌功能,而分子量小于5000时对金黄色葡萄球菌等细菌才具有抑制杀灭作用。

郑连英等[15]认为分子量30万以下的壳聚糖对革兰阳性菌的抑制作用随分子量增大而增强,而对革兰阴性菌的抑制作用随分子量减小而增强。

Jeon等[16]发现高分子量的壳聚糖抗菌性最好,随分子量增加抗菌能力增强。

壳聚糖经辐射处理后,分子量小于10万时对金黄色葡萄球菌无明显作用。

郑铁生等也发现壳聚糖的分子质量对其抑菌性能有很重要的影响,壳聚糖分子质量小,对5种被试菌的抑制效果最好。

在一定范围内(50~200 KD),随着分子质量的提高,壳聚糖的抑菌效果相应降低。

之所以在壳聚糖的抑菌作用与其分子量的关系上的说法比较混乱,可能是因为壳聚糖是一种混合物,是由大分子量和小分子量的壳聚糖组合而成的,其分子量只是平均分子量。

不同分子量的壳聚糖取决与其组成中大分子量和小分子量壳聚糖在混合物中所占的比例。

对于壳聚糖分子量对抗菌性能的影响主要有以下几点结论:1) 高分子量的壳聚糖溶于酸后,成为一种阳离子型生物絮凝剂,在絮凝过程中使菌体细胞聚沉,高分子链密集于细菌菌体表面,形成一层高分子膜,影响细菌对营养物质的吸收,阻止代谢废物的排泄,导致菌体的新陈代谢紊乱,从而起到杀菌和抑菌的作用[17];2) 随着分子量的增大,壳聚糖分子链的卷曲和缠结程度增大,使得有效基团-NH+被包3埋在其中,降低了对菌体的吸附及杀菌能力;3) 壳聚糖分子量降低,则可以通过渗透作用穿过多孔细胞壁,尤其是革兰氏阴性菌,细胞壁较薄,交联松散,低分子量壳聚糖进入细菌内部,破坏细胞质中内含物的胶体状态,使其絮凝、变性,细菌无法进行正常的生理活动,或者直接干扰其带负电荷的遗传物质DNA和RNA [18][19],抑制细菌的繁殖,导致微生物的死亡;4) 如果分子量进一步减少,则有效基团减少,壳聚糖的絮凝能力降低,甚至没有抗菌能力。

通过渗透作用进入细菌细胞后,可能被几丁质酶或壳聚糖酶所降解[20],从而作为营养物质而被利用,反而促进了菌体的生长;另外,付强[21]研究了壳聚糖抗菌性与脱乙酰度的关系。

认为在22%~92%的脱乙酰度范围内,壳聚糖抗菌性随脱乙酰度的增加呈先升后降趋势,以脱乙酰度70%左右抗菌性最强。

吴茂涛3.1.2. 壳聚糖分子改性的影响由于壳聚糖的难溶于一般的有机溶剂和水中,人们对壳聚糖进行了改性得到了一些衍生物,并对于改性产物的抗菌性能进行了研究。

李治等[22]对O-羧甲基壳聚糖的抗菌性进行了研究发现,O-羧甲基壳聚糖表现出了一定的抗菌性,其抗菌性随着羧甲基化度的升高呈现出先升后降的规律。

同壳聚糖相比,O-羧甲基壳聚糖在比较宽的羧甲基化度范围内表现出了更强的抗菌性。

Kim等[23]在壳聚糖的氨基上接上了不同长度的烷基,制备了一系列的壳聚糖季铵盐衍生物。

由于壳聚糖的衍生物在酸性和碱性条件下都可溶,因此有着更广泛的应用。

对抗菌性能的研究表明经过改性的壳聚糖抗菌活性有所提高,而且抗菌活性随着烷基链的增长而增加。

樊李红,杜予民等在2005年也对于壳聚糖季铵盐的抗菌性能进行了研究,发现壳聚糖季铵盐与壳聚糖相比有更高的正电荷密度和阳离子性,更易于与细菌带负电荷的表面发生相互作用,从而抑制细菌生长,使壳聚糖季胺盐具有比壳聚糖更强的抗菌性。

另外,Song等[24]将壳聚糖接枝到海藻酸上,以赋予化合物抗菌性能。

Hu等用等离子照射的方法将壳聚糖接枝到对聚苯二甲酸乙二酯上。

高分子抗菌剂比小分子抗菌剂有更好的抗菌活性,而且使用安全,易加工,稳定性好。

壳聚糖衍生物具有很好的抗菌性,部分品种的抗菌效果明显高于壳聚糖,是目前最理想的抗菌剂。

3.2. 外界因素的影响3.2.1. 菌类壳聚糖的抗菌作用与细菌的种类有关。

实验发现壳聚糖对曲霉的抗菌效果不是很明显,原因是黑曲霉属于真菌类,真菌的细胞壁含有壳聚糖,用黑曲霉制备壳聚糖的产率较高,可以达到12%以上,由于黑曲霉有较高的壳聚糖含量,决定了壳聚糖对黑曲霉没有较高的抑制能力。

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