水溶性壳聚糖对几种常见菌的抑制作用及其机理初探
壳聚糖对果蔬保鲜的影响
壳聚糖对果蔬保鲜的影响摘要：本文介绍了天然高分子材料壳聚糖的保鲜机理，以及在室温下对果蔬有明显的保鲜效果，主要体现在对果蔬的品质﹑采后生理的影响和对果蔬的防腐效果﹑储藏寿命等方面。
关键词：壳聚糖果蔬保鲜前言：壳聚糖是一种生物活性物质。
它是由蟹壳和虾壳中获得的甲壳素，用碱脱去附着的蛋白质，以酸除去无机盐如碳酸钙即得甲壳素，经热碱处理脱去乙酸基后的之产物[1]。
壳聚糖具有无毒、无味、对环境无污染、来源广泛、成本低廉等优点，用它作为果蔬涂膜鲜剂操作简便，并具有良好的保鲜效果，是一种极具发展潜力的天然保鲜剂。
1 壳聚糖的特性及保鲜机理壳聚糖对果蔬的保鲜作用是其成膜性、抑菌性和诱导抗病性等众多理化特性和生物功能协同作用的结果,这些特性和功能又与其分子量大小和结构等密切相关。
对壳聚糖的作用机理及其结构与功能的关系进行深人的研究和探讨将有助于开发新的、效果更好的壳聚糖保鲜产品[2]。
特别是随着对壳聚糖的诱导抗病性研究的深人,新一代基因诱导型壳聚糖天然保鲜产品必将在果蔬贮运保鲜中发挥。
壳聚糖的另一种功能是具有一定的抑菌作用。
有报道指出，壳聚糖对大肠杆菌、荧光假单胞菌、普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌均有抗菌性，对草兰氏阳性菌亦有抗菌作用。
现已有不少研究结果表明,果实采后使用壳聚糖处理,对延长果实的保鲜期具有较好的效果,是一种很有发展前景的多用途天然物质。
2 壳聚糖涂膜与果蔬品质一般情况下果实采摘后的营养成分随着贮藏时间的延长都会有所改变，或被自身呼吸代谢消耗。
应用壳聚糖处理的果实有利保持果实较好的品质这主要是由于壳聚糖在果实表面形成一层薄膜，抑制了果实的呼吸，减缓了果实代谢速度，从而降低了果实自身营养的消耗。
2.1 Vc壳聚糖涂膜可减缓果蔬贮藏期间Vc的降低。
郑学勤等[3]用多种壳聚糖衍生物处理苹果和梨，冷藏100 d后，各处理的Vc含量均高于未经壳聚糖处理的(简称对照，下同)；壳聚糖处理草莓[4]，4~8 天贮藏20 dVc含量比对照高78%~165%。
壳聚糖的抗菌机理及其在食品中的应用研究
Industry Review 行业综述
壳聚糖的抗菌机理及其在食品中的应用研究
Antibacterial Mechanism of Chitosan and Its Application in Foo
Key words：Chitosan; Antibacterial mechanism; Influence factor; Food preservation
中图分类号：TS202
壳聚糖又名脱乙酰甲壳素，是由几丁质通过脱乙 酰作用后得到的。几丁质广泛存在于水产品虾、蟹、 昆虫的外壳和藻类、菌类的细胞壁中，是自然界中产 量仅次于纤维素的第二大天然生物有机高分子化合 物 [1]。1859 年，Rouget 将甲壳素浸泡在浓 KOH 溶液中， 煮沸一段时间，取出洗净后发现其可溶于有机酸，这 种物质即为壳聚糖 [2]。壳聚糖作为一种碱性高聚合物， 因其具有独特的物理、化学性质以及良好的生物活性 广泛应用于食品、化工、医药等各个领域。自 1979 年 Allan 等提出壳聚糖具有抗菌作用起，国内外学者对壳 聚糖的抗菌性能及其抗菌机理进行了诸多研究，对壳 聚糖抗菌机理、抗菌性能的影响因素有了较为清晰合 理的认识 [3]。本文基于前人的研究基础，综述了壳聚
量高的壳聚糖。尹秀莲等对用龙虾废弃物制备的甲壳 素、壳聚糖及其衍生物甲壳低聚糖、氨基葡萄糖盐酸 盐对 3 种革兰氏阴性菌（G- 菌）与 3 种革兰氏阳性菌 （G+ 菌）的抗菌活性进行了研究 [11]。通过绘制生长曲线， 对 4 种物质的抑菌活性进行研究，结果表明 0.1% 的 壳聚糖能抑制 64% 的枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌， 甲壳低聚糖对 G+ 杀菌效果较强，氨基葡萄糖盐酸盐 可以完全抑制金黄色葡萄球菌的生长。郑连英等 [12] 研 究表明，高分子质量的壳聚糖通过氨基吸附在细胞表 面，阻止营养物质运输至细胞内起到抑菌作用；低分 子质量的壳聚糖是由于正电荷离子进入细胞内，吸附 负电性的细胞使其发生絮凝、扰乱细胞新陈代谢，进 而杀灭细菌。 1.2.2 脱乙酰度对壳聚糖抗菌性的影响
系列水溶性壳聚糖衍生物的抑菌性能研究_杨宇民
AT CC6538 购自江苏省疾 病预防 控制 中心; 其他 所用 的试 剂 除特 别 说 明, 均 为 分 析 纯。 Y J 875S 医 用 净 化 工 作 台; Y XQ SG 41 280 手提 压 力蒸 汽 灭菌 器; T HZ 95 汽 浴恒 温 振 荡器; 隔水式电热恒温培养箱。 1 2 方法 1 2 1 羧甲基壳聚糖的制备 3 ( 1) 粉末状碱性壳聚糖的制 备: 取 10 g 壳聚糖溶于 1% 乙酸水溶液 200 ml 中, 抽滤除去不 溶物。搅拌下往滤液中滴加 1 mol/ L 的氢氧 化钠溶液至 体系 pH= 8~ 9, 可得大 量的 呈短纤 维状 壳聚 糖沉 淀。抽滤, 并 将 沉淀移入高速组织捣碎机中, 加入 100 ml 40% ( W / V ) 氢 氧化 钠溶液, 以12 000 r / min 的速度匀浆 6 min, 得悬浊液。移入塑 料烧杯中, 于 - 18 下 冷 冻 过 夜。解 冻 后 得 碱 性 壳 聚糖。 ( 2) 羧甲基壳聚 糖的制 备: 将上述 解冻 了的 悬浊液 移入 1 000 ml 三颈瓶 中, 加入 300 ml 无水 乙醇。于 室温下 边搅 拌、边 滴 加含 11 g 氯乙酸的 乙醇溶液, 反 应 5 h 后 停止。抽 滤出白 色 沉淀, 用 90% 乙醇多 次洗 涤至洗 出液 中无氯 离子 ( 取 少许 洗 出液加入 0 1 mol 的砂酸银溶液, 如 有白色 沉淀, 则氯离 子未 除尽) 。用少量丙酮淋洗 3 次后于室温下真空干燥备用。 1 2 2 壳寡糖 的制 备 4 准 确称 取 20 g 壳聚 糖 放入 1 000 ml 三颈瓶中, 加入 400 ml 2% 的双 氧水溶液, 在 40~ 50 下 搅拌反应 2 h。停止反应后, 在布 氏漏斗上抽滤。将滤液在旋 转蒸 发仪 上减压 蒸馏, 浓 缩到一 定程 度后, 加入 3 倍 体积 的 95% 乙醉, 析出白 色沉 淀, 过滤。 将沉 淀 以尽 可能 少 的水 溶 解, 再加入 3 倍体积的 95% 乙醇, 过滤。如 此操作 3 次, 将沉
对壳聚糖的抗菌性及其应用研究
对壳聚糖的抗菌性及其应用研究摘要：壳聚糖作为一种天然抗菌高分子材料不但来源广泛，而且应用性能也很强，主要在于具有较高的抗菌能力。
本文针对其目前在各个领域中的应用情况进行了较为系统的综述。
引言：天然抗菌剂是人类使用最早的抗菌剂，埃及金字塔中木乃伊包裹布使用的树胶便是天然抗菌剂。
目前最常用的天然抗菌剂是壳聚糖，它是由甲壳素经脱乙酰基化反应而来。
甲壳素广泛存在于虾、蟹等节肢动物的外壳和真菌及一些藻类植物的细胞壁中，自然界每年甲壳素的合成量达几十亿吨，产量仅次于纤维素，是第二大天然高分子，所以壳聚糖也成为一种取之不尽、用之不竭的天然可再生资源。
壳聚糖具有很强的抗菌能力和良好的生物相容性，在食品、医药、化工、生物医学工程等领域有广泛的应用，是迄今发现的唯一天然碱性多糖。
一、壳聚糖的抗菌机理研究表明，壳聚糖具有广泛抗菌性，对几十种细菌和霉菌生长都有明显的抑制作用[1]。
（1）大分子壳聚糖通过正负电荷的相互作用吸附在细胞表面，破坏细胞壁原有结构，造成细胞代谢混乱，从而起到抑菌杀菌的作用[2]。
（2）小分子壳聚糖通过渗透进入细胞内带有阴离子的生物大分子发生“絮凝”的作用，扰乱细胞的正常生物功能，改变核酸代谢，阻断DNA的生物合成，从而抑制细菌的繁殖。
（3）甲壳素能诱导微生物产生甲壳素酶，促使细胞分解，从而抑制细胞生长。
二、壳聚糖及其衍生物的应用由于壳聚糖具有抗菌、无毒，并对生物体表面无刺激性等许多独特的性能，因此在医药、化工、农业、纺织等领域都得到了广泛的应用。
（一）医用生物材料壳聚糖及其衍生物的组织相容性和血液相容性好，在生物医学领域有广泛的应用[3]。
1. 人工皮肤（创伤敷料）：用壳聚糖等原料制成的人工皮肤吸水性、透气性、组织相容性良好。
若与乙酸合用，还有镇痛、抗感染等功效。
2. 手术缝合线：用壳聚糖材料制成的吸水型外科手术缝合线，与羊肠线相比，具有柔软、易打结、机械强度高、易吸收，同时不改变皮肤胶原蛋白中羟脯氨酸含量，无炎症反应等特点。
壳聚糖的体外抑菌试验
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浓度 $( &( %+ )( %+ $)( %+ &$)( %+ %*$)(
不同浓度的壳聚糖对各种供试菌 的抑菌圈直径（ ’’）
大肠杆菌 &) &$ &% , 金黄色葡萄球菌 $% &" &% # , 枯草芽孢杆菌 $% &* &" && # ,Βιβλιοθήκη 注： 各对照无抑菌圈!
讨
论
车炳坤等 . $%%% / 对壳聚糖体外抑菌活性的试验 研究中发现，细菌受壳聚糖作用后发生明显的形态 学变化，革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌细胞壁变 薄及损坏，复制受到抑制；革兰氏阴性菌如大肠杆 菌细胞质浓缩，空隙明显扩大。他们对此的解释 是，壳聚糖分子结构上的游离氨基使其具有多聚阳 离子性，可以与微生物细胞表面产生的脂多糖、磷 壁质、糖醛酸磷壁质等酸性物质形成复杂的高分子 电解质，使细胞的渗透性增大，造成胞内物质泄 漏，生长被抑制或死亡。 然而，宋献周等 . $%%% / 通过对壳聚糖的抑菌效 果进行研究后认为，壳聚糖可能是通过某种途径进 入菌体细胞内，吸附结合一些带负电荷的细胞质， 扰乱了菌体细胞的正常生理代谢，从而抑制了细菌 的生长。 郑连英等 . &### / 对壳聚糖抑菌机理的解释与以 上两种观点又有些不同，他们认为，对于革兰氏阳 性菌，壳聚糖主要通过在菌体表面成膜，阻止营养 物质的进入来达到抑菌目的；对革兰氏阴性菌，壳 聚糖主要通过渗透进入到细菌体内，吸附阴离子物 质，干扰细胞代谢来达到抑菌目的。 本试验结果表明，当壳聚糖浓度低于 &( 时， 壳聚糖对革兰氏阴性菌 . 大肠杆菌 / 和革兰氏阳性菌 . 金黄色葡萄球菌和芽孢枯草杆菌 / 的抑制效果接 近，而当壳聚糖浓度为 $( 时，其对革兰氏阳性菌 的抑制作用明显强于革兰氏阴性菌。此结果表明， 壳聚糖的抑菌机理比较复杂。虽然不能排除壳聚糖 通过进入菌体细胞体内，通过扰乱菌体细胞的正常 生理代谢实现抑菌作用 . 宋献周等，$%%% / ，但更多 的支持了郑连英等 . &### / 提出的观点，即壳聚糖对
壳聚糖 抗炎原理
壳聚糖抗炎原理
聚糖是目前研究开发最为活跃的天然有机抗菌剂之一。
它具有良好的生物相容性和广谱抗菌性，无毒，对人体的免疫抗原小，且具有消炎、止痛以及促进伤口愈合等功效。
壳聚糖的抗菌机理随着环境及自身条件的变化而不同，一般认为高分子量壳聚糖溶于酸后，成为一种阳离子生物絮凝剂，絮凝过程中使菌体细胞聚沉，高分子链密集于菌体表面，形成高分子膜，影响细菌对营养物的吸收，阻止代谢废物排泄，导致菌体新陈代谢紊乱，从而起到杀菌和抑菌的作用。
随着分子量降低，则可通过渗透作用穿过多孔细胞壁，进入细菌内部，破坏细胞内含物的胶体状态，使其絮凝、变形，或直接干扰带负电荷的遗传物质DNA和RNA，抑制细菌繁殖，导致死亡。
同时壳聚糖的有效基因NH可与细菌细胞壁膜上的类脂一蛋白质复合物发生反应而变性，改变细胞膜通透性，或与细胞壁形成负电环境，破坏其完整性，使细胞壁逐渐溶解，甚至细胞死亡。
壳聚糖的保鲜研究和应用
壳聚糖的保鲜研究和应用一、壳聚糖的保鲜机制壳聚糖具有优异的保鲜性能，主要表现在以下几个方面：1.抑菌作用：壳聚糖具有一定的抗菌能力，可以抑制食品中的细菌、霉菌和酵母等微生物的生长，延缓食品的腐败过程。
2.营养保持：壳聚糖能够与食品中的营养成分发生相互作用，形成复合物，起到保护和稳定营养物质的作用，防止其受到氧化、水解、光照等因素的影响。
3.水分保持：壳聚糖具有一定的保水性能，能够吸附和保持食品中的水分，减少水分的蒸发和透过性，延长食品的保鲜期。
4.氧气屏障性能：壳聚糖薄膜具有较好的氧气屏障性能，可以阻隔氧气的进入，减缓食品的氧化反应，延长食品的保鲜期。
二、壳聚糖的保鲜研究1.膜包装技术：将壳聚糖制成薄膜，将其用于食品、农产品等的包装中，可以有效地延长食品的保鲜期。
研究表明，壳聚糖薄膜具有较好的抗菌性能和氧气屏障性能，在包装过程中可以起到保护食品、防止微生物生长和延缓氧化反应的作用。
2.酶包被技术：酶是一种具有生物催化作用的物质，可以降解食品中的有害物质，延缓食品的腐败过程。
研究表明，将壳聚糖与酶相结合，制成壳聚糖酶复合物，对食品进行包被处理，可以有效地延长食品的保鲜期。
3.壳聚糖纳米粒子的应用：壳聚糖纳米粒子具有较大的比表面积和很高的渗透性，可以被用于包埋和释放食品中的活性物质。
研究表明，壳聚糖纳米粒子可以用作食品中的保鲜剂，延缓食品的腐败过程，提高食品的保鲜效果。
三、壳聚糖的应用价值1.食品保鲜领域：壳聚糖具有抑菌、营养保持、水分保持和氧气屏障性能，可以用于食品的包装和保鲜处理，延长食品的保鲜期，降低食品的损耗和浪费。
2.农产品保鲜领域：壳聚糖可以用于农产品的包装和贮运过程中，延长农产品的保鲜期，减少农产品的腐败和损失，提高农产品的市场竞争力。
3.药物保鲜领域：壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性，可以用于药物的包装和贮运过程中，保持药物的活性和稳定性，延长药物的保质期。
综上所述，壳聚糖具有独特的保鲜性能，在食品、农产品和药物等领域具有广阔的研究和应用前景。
壳聚糖对果蔬保鲜的影响
壳聚糖对果蔬保鲜的影响壳聚糖（chitosan）是一种由壳类动物贝壳或真菌细胞壁提取的天然生物聚合物。
它具有多种特殊的化学和生物学性质，因而在果蔬保鲜中发挥了重要的作用。
在本文中，将探讨壳聚糖对果蔬保鲜的影响。
首先，壳聚糖具有一定的抗菌性质。
研究表明，壳聚糖能够有效地抑制各种细菌、霉菌和酵母菌的生长。
这是因为壳聚糖分子中含有一定数量的氨基（NH2）基团，而这些氨基基团在酸性条件下可以进行质子化，释放出氨气。
氨气具有一定的杀菌作用，能够破坏细菌细胞膜，并抑制细菌的生长。
因此，在果蔬保鲜中使用壳聚糖能够有效地抑制细菌和霉菌的生长，延缓果蔬的腐烂。
其次，壳聚糖还能够形成一层保护膜，减缓水分蒸发。
在果蔬保鲜过程中，水分的流失是导致果蔬腐烂的主要原因之一、研究表明，应用壳聚糖溶液进行果蔬涂膜处理后，能够形成一层可溶于水的膜，降低果蔬内部水分的蒸发速率，从而延长果蔬的保鲜期。
这种保护膜还具有气体渗透性，可以调节果蔬内部的氧气和二氧化碳浓度，进一步减缓果蔬的新陈代谢速度，延缓果蔬的腐烂。
此外，壳聚糖还具有促进果蔬成熟的功效。
研究表明，壳聚糖能够影响果蔬内部的激素合成和代谢，调节果蔬的生长和成熟过程。
在适宜的浓度下使用壳聚糖溶液浸泡果蔬，能够增加果蔬的含糖量和可溶性固形物含量，提高果蔬的甜度和口感。
此外，壳聚糖还可以改善果蔬的色泽和外观，增加果蔬的商业价值。
最后，需要注意的是，壳聚糖的应用条件和方法对果蔬保鲜效果有一定的影响。
研究发现，壳聚糖的保鲜效果与壳聚糖的浓度、涂膜时间、处理温度和湿度等因素密切相关。
合理选择处理参数，能够最大限度地发挥壳聚糖的保鲜效果。
此外，壳聚糖还容易被微生物降解，所以在果蔬保鲜中应注意壳聚糖的保存和使用方式，以防止壳聚糖的降解和失效。
综上所述，壳聚糖在果蔬保鲜中具有诸多优点，包括抗菌性能、减缓水分蒸发、促进成熟等。
然而，壳聚糖的应用还存在一些问题，例如对壳聚糖的使用条件和方法的要求较高，以及壳聚糖的易降解性等。