壳聚糖抗菌剂研究进展
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
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。
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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
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 】
0
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]。
壳聚糖抗菌保鲜膜的研究进展
壳聚糖抗菌保鲜膜的研究进展壳聚糖抗菌保鲜膜是一种新型的食品包装材料,具有良好的抗菌性能和保鲜性能。
近年来,随着人们对食品安全和保鲜要求的提高,壳聚糖抗菌保鲜膜的研究也越来越受到关注。
本文将从壳聚糖的性质、抗菌机制和应用等方面综述壳聚糖抗菌保鲜膜的研究进展。
壳聚糖是一种由葡萄糖分子通过β-(1-4)型糖苷键链接而成的天然聚合物。
它具有很多优良的性质,如生物相容性、可降解性、抗菌性和膜形成性等。
这些性质使得壳聚糖成为一种理想的食品包装材料。
同时,壳聚糖还可以通过改性方法调整其性质,以提高其抗菌性能和保鲜性能。
壳聚糖的抗菌机制主要包括物理作用和化学作用两个方面。
物理作用是指壳聚糖膜通过形成物理屏障来阻止微生物的进入,从而达到抗菌的效果。
化学作用是指壳聚糖膜中的阳离子通过与微生物表面的负离子结合,使微生物的细胞膜结构发生改变,从而导致微生物的死亡。
此外,壳聚糖还可以通过释放其分解产物壳寡糖来产生抗菌作用。
壳寡糖具有多种生物活性,如抗菌、抗氧化和抗肿瘤等。
目前,研究人员主要通过改性壳聚糖的方法来提高壳聚糖抗菌保鲜膜的性能。
常用的改性方法包括交联改性、共混改性、包覆改性和复合改性等。
这些改性方法可以使壳聚糖与其他物质相结合,形成复合材料,从而提高壳聚糖膜的机械性能和抗菌性能。
另外,研究人员还通过添加纳米材料和功能性物质来改善壳聚糖膜的性能。
例如,添加纳米银颗粒可以显著提高壳聚糖膜的抗菌性能。
壳聚糖抗菌保鲜膜的应用广泛,主要用于食品包装和生鲜果蔬的保鲜。
由于壳聚糖膜具有良好的透气性和保湿性,可以有效地延缓食品的腐败和变质。
此外,壳聚糖膜还具有一定的抗氧化性能,可以保护食品中的营养成分,延长其保鲜期。
总之,壳聚糖抗菌保鲜膜是一种具有很大潜力的新型食品包装材料。
通过改性壳聚糖的方法可以提高其抗菌性能和保鲜性能。
未来研究应该进一步深入探索壳聚糖抗菌保鲜膜的制备工艺和机制,并加强其在食品包装领域的应用研究,以满足人们对食品安全和保鲜性能的需求。
壳聚糖在生物医学领域中的应用及研究进展
壳聚糖在生物医学领域中的应用及研究进展壳聚糖是一种生物可降解、生物相容性极高的多糖类物质,具有广泛的应用潜力。
在生物医学领域,壳聚糖已被广泛研究并应用于药物传递、组织工程、伤口修复等多个方面。
本文将对壳聚糖在生物医学领域中的应用及研究进展进行综述。
首先,壳聚糖在药物传递领域中起到了重要的作用。
由于其生物相容性和生物可降解性,壳聚糖可以作为载体用于药物的传递和释放。
研究表明,壳聚糖可以包封大量的药物,形成稳定的纳米粒子或微球,以提高药物的稳定性、溶解度和生物利用度。
此外,壳聚糖还可以通过改变载体的表面性质来实现药物的靶向传递,提高药物的治疗效果并减少副作用。
其次,壳聚糖在组织工程中的应用也备受关注。
组织工程是一种通过构建人体组织和器官来替代受损组织或器官的方法。
壳聚糖作为一种天然多糖材料,具有优良的生物相容性和生物降解性,被广泛用于组织工程中的支架材料。
研究人员可以利用壳聚糖构建三维支架,为细胞提供生长和分化的结构支持,并促进新生组织的生成和修复。
此外,壳聚糖还可以通过调控细胞的黏附和增殖,促进组织修复和再生。
此外,壳聚糖在伤口修复中的应用也具有潜力。
伤口修复是生物医学领域中一个重要的研究方向,壳聚糖作为一种生物相容性材料,可以用于伤口的结构修复和功能重建。
研究表明,壳聚糖可以促进伤口的愈合,减少感染和炎症反应。
壳聚糖膜可以形成在伤口表面,形成一种保护层,促进伤口的愈合,并具有调控渗透性、防止水分流失和细菌入侵的功能。
除此之外,壳聚糖还可以通过促进血管新生和修复胶原蛋白的合成,加速伤口愈合的过程。
壳聚糖在生物医学领域的研究进展迅猛。
近年来,研究人员不断创新壳聚糖的制备方法和功能化修饰方法,提高壳聚糖的性能和应用范围。
例如,利用壳聚糖与其他材料的复合,可以形成具有多功能性的材料,如利用壳聚糖与胶原蛋白复合后可提高材料的强度和生物活性。
同时,研究壳聚糖纳米载体的应用也越来越受到关注,通过改变纳米颗粒的尺寸和表面性质,可以实现药物的靶向释放和控制释放。
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]。
壳聚糖防腐抗菌剂的研究
壳聚糖防腐抗菌剂的研究引言食品腐败和变质是由于微生物的生长和繁殖引起的,因此防腐剂在食品工业中具有重要的作用。
壳聚糖是一种天然的生物聚合物,具有较好的生物相容性和生物活性,已被广泛应用于食品、医药、生物医学等领域。
近年来,越来越多的研究表明,壳聚糖具有较好的防腐抗菌作用,因此壳聚糖防腐抗菌剂的研究和应用越来越受到人们的。
壳聚糖防腐抗菌剂的研究背景和意义壳聚糖作为一种天然的生物聚合物,具有较好的生物相容性和生物活性,因此被广泛应用于食品、医药、生物医学等领域。
近年来,随着人们对食品添加剂和药物辅料的不断需求,壳聚糖作为防腐抗菌剂的应用越来越受到。
壳聚糖防腐抗菌剂具有天然、安全、有效的优点,因此被认为是替代化学防腐剂的理想选择。
壳聚糖防腐抗菌剂的研究现状分析目前,壳聚糖防腐抗菌剂的研究主要集中在以下几个方面:抗菌谱及抗菌活性:研究表明,壳聚糖对多种微生物具有抑制作用,包括细菌、酵母菌、霉菌等。
不同种类的微生物对壳聚糖的敏感度不同,因此需要对不同微生物的抗菌谱及抗菌活性进行深入研究。
作用机制:研究表明,壳聚糖的抗菌作用主要通过以下几个方面实现:(1)干扰微生物细胞壁的合成;(2)抑制微生物的生长发育;(3)破坏微生物的细胞膜结构;(4)抑制微生物的酶系统;(5)诱导微生物产生免疫力。
然而,壳聚糖的作用机制仍需进一步深入研究。
影响因素:研究表明,壳聚糖的抗菌效果受到多种因素的影响,如浓度、分子量、脱乙酰度等。
环境因素(如温度、湿度、pH值等)也会影响壳聚糖的抗菌效果。
因此,需要对这些影响因素进行系统研究,以优化壳聚糖防腐抗菌剂的制备工艺和条件。
壳聚糖防腐抗菌剂的研究方法和步骤壳聚糖防腐抗菌剂的研究主要包括以下几个步骤:实验设计:首先需要设计实验方案,确定研究内容和方法。
实验设计应具有科学性和可操作性,并考虑影响因素的控制和处理。
样本选择:选择具有代表性的样品,以便进行对比和分析。
样本应来自不同产地、品种、采收期等,以保证样本的多样性和代表性。
壳聚糖在抗菌材料中的应用研究进展
壳聚糖在抗菌材料中的应用研究进展近年来,随着科学技术的不断发展和人们对健康意识的提高,抗菌材料在医疗、食品包装等领域的应用越来越受到重视。
作为一种生物可降解的天然材料,壳聚糖因其良好的生物相容性和抗菌性能在抗菌材料中得到广泛应用。
壳聚糖是一种从虾蟹壳等海洋生物中提取的聚糖,其主要成分为氨基葡萄糖和N-乙酰葡萄糖的多糖物质。
壳聚糖具有许多优异的性质,如生物相容性、生物可降解性、生物活性等,使其成为一种理想的抗菌材料。
首先,壳聚糖具有良好的生物相容性,能够与生物组织相容并促进伤口愈合。
研究发现,壳聚糖可以促进细胞生长和增殖,有助于创伤愈合。
因此,将壳聚糖应用于医用敷料、创可贴等材料中,可以提高材料的生物相容性,减轻创伤对患者的刺激,提高治愈效果。
其次,壳聚糖具有良好的抗菌性能。
研究表明,壳聚糖可以与细菌细胞壁表面的负电荷相互作用,进而改变细菌的膜结构,破坏细菌的生长和繁殖。
此外,壳聚糖还可以通过抑制细菌的酶活性和蛋白质合成,进一步抑制细菌的生长。
因此,将壳聚糖应用于医疗设备、食品包装等材料中,可以有效地抑制细菌的滋生,减少感染的风险。
除了抗菌性能,壳聚糖还具有许多其他的优点。
首先,壳聚糖是一种生物可降解的材料,不会对环境造成污染。
与传统的塑料材料相比,壳聚糖在生产和使用过程中对环境的影响更小。
其次,壳聚糖具有一定的生物活性,可以促进伤口的愈合和组织再生。
此外,壳聚糖还可以与其他材料进行复合,进一步改善材料的性能。
然而,壳聚糖在实际应用中还存在一些问题需要解决。
首先,壳聚糖的溶解性较差,不易在水中溶解。
这一问题限制了壳聚糖在一些应用中的使用。
其次,壳聚糖的热稳定性较差,在高温条件下易发生降解和失活。
因此,研究人员需要寻找合适的方法来改善壳聚糖的溶解性和热稳定性,以扩大其应用范围。
为解决上述问题,研究人员提出了一些新的策略和方法。
例如,可以通过修饰壳聚糖分子的结构,改变其溶解性和热稳定性。
研究发现,将壳聚糖与其他聚合物或化合物进行复合可以改善壳聚糖的性能。
2024年浅论壳聚糖在药物制剂中的应用研究进展
2024年浅论壳聚糖在药物制剂中的应用研究进展壳聚糖作为一种天然高分子材料,在药物制剂领域中具有广泛的应用前景。
凭借其独特的物理化学性质和生物相容性,壳聚糖已成为药物载体、缓释技术等方面研究的热点。
本文将从壳聚糖的药物特性、药物载体的应用研究、药物缓释技术的进展、生物相容性与安全性评价以及临床应用与研究挑战等方面,对壳聚糖在药物制剂中的应用研究进展进行浅论。
一、壳聚糖的药物特性壳聚糖是一种由甲壳素脱乙酰化得到的线性多糖,具有良好的生物相容性、生物可降解性和低毒性。
其分子链上含有丰富的氨基和羟基官能团,易于进行化学修饰和药物结合。
壳聚糖的这些特性使其成为药物制剂领域的理想材料。
二、药物载体的应用研究壳聚糖作为药物载体,在药物传递系统中具有显著优势。
其可以作为纳米粒子、微球、微胶囊等制剂的基质材料,通过控制制备条件实现对药物释放行为的调控。
壳聚糖载体能够保护药物免受环境因素的影响,提高药物的稳定性和生物利用度。
同时,壳聚糖载体还具有靶向输送药物的潜力,通过修饰特定的配体或抗体,实现药物在病变部位的精确释放,提高治疗效果。
三、药物缓释技术的进展壳聚糖在药物缓释技术方面的应用也取得了显著进展。
通过调控壳聚糖的分子量、脱乙酰度以及制备工艺,可以实现对药物释放速率的精确控制。
此外,将壳聚糖与其他生物材料相结合,如聚乳酸、聚己内酯等,可以进一步优化药物释放性能。
这些研究为开发具有长效、稳定释放特性的药物制剂提供了有力支持。
四、生物相容性与安全性评价壳聚糖作为一种天然高分子材料,具有良好的生物相容性。
其在体内能够被逐渐降解,产生的代谢产物对人体无害。
因此,壳聚糖在药物制剂中的应用具有较高的安全性。
然而,为了确保其在药物制剂中的安全使用,仍需对壳聚糖的生物相容性和安全性进行综合评价。
这包括对壳聚糖的纯度、结构、分子量等理化性质进行严格控制,以及对其在体内外的生物相容性、毒性、免疫原性等方面进行深入研究。
五、临床应用与研究挑战尽管壳聚糖在药物制剂领域的应用研究取得了显著成果,但在临床应用中仍面临一些挑战。
壳聚糖的改性及其抗菌性能研究进展
壳聚糖的改性及其抗菌性能研究进展发布时间:2021-01-20T06:24:10.737Z 来源:《中国科技人才》2021年第2期作者:徐杰陈婷婷[导读] 壳聚糖又称脱乙酰甲壳素,可以通过简单的脱乙酰化过程从甲壳质中提取,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨-B-D葡萄糖,分子式为(C6H11NO4)n。
青岛即发新材料有限公司山东省青岛市 266200摘要:作为一种可吸收降解的环境友好型生物高分子,壳聚糖被认为是最有效的抗菌生物聚合物之一。
特殊的功能和结构使壳聚糖在生物医学材料和食品等领域具有潜在的应用价值。
但是壳聚糖的水溶性极差,也不溶于碱溶液和大多数有机溶剂,因此其应用受到限制。
为改善壳聚糖的溶解性,可对其进行改性。
壳聚糖改性方法包括物理改性、化学改性和复合改性,化学改性主要有烷基化、酰基化、醚化、席夫碱化及接枝共聚等方法。
介绍了壳聚糖的抗菌原理及改性研究进展,并展望了其未来的发展前景。
关键词:壳聚糖;改性;抗菌性能;研究进展引言壳聚糖又称脱乙酰甲壳素,可以通过简单的脱乙酰化过程从甲壳质中提取,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨-B-D葡萄糖,分子式为(C6H11NO4)n。
壳聚糖具有无毒、优异的抗菌活性、生物降解性和生物相容特性,广泛用于生物医学作为药物载体、抗菌剂、抗氧化剂、抗肿瘤和伤口敷料剂。
虽然壳聚糖中含有游离的氨基,但其只能溶于各类稀酸中,并且氨基和羟基之间较强的氢键使壳聚糖溶液的黏度比较高,因此其应用受到极大限制。
壳聚糖中含有的—OH和—NH2具有一定的化学活性,因此在保证其优点的同时,可对其进行化学改性或通过与其他高聚物进行接枝共聚等方法改善其水溶性。
1壳聚糖的抗菌原理(1)取决于壳聚糖的胺基(NH+2)正电荷与各种微生物细胞壁上的负电荷之间的静电相互作用,这样会阻碍细菌汲取营养物质以及代谢产物的排出,同时会使细胞壁和细胞膜上的负电荷分布不均匀,进而破坏细胞壁生长的平衡性,从而达到抑菌和杀菌的效果;(2)壳聚糖在进入细胞后,会与细胞内带阴离子的物质结合,以及与脱氧核糖核酸(DNA)反应生成稳定的复合物,破坏了DNA聚合酶或核糖核酸(RNA)的合成,进而会破坏细胞正常的生理活性,从而杀灭细菌,起到抗菌作用;(3)归因于壳聚糖对Ca2+、Mg2+和Zn2+等金属离子的螯合能力,这些金属离子是微生物生长代谢所需的重要组分,如革兰氏阳性细菌中孢子的形成。
壳聚糖的研究报告
壳聚糖的研究报告壳聚糖是一种生物可降解的聚糖,由葡萄糖分子通过β-(1→4)糖苷键连接而成。
由于其特殊的结构和生物活性,壳聚糖在许多领域受到广泛关注和研究,包括医药、食品、农业和环境等领域。
本文将重点介绍壳聚糖在医药领域的应用以及相关研究进展。
壳聚糖在医药领域的应用主要包括药物缓释、伤口愈合、抗菌和抗肿瘤等方面。
首先,壳聚糖可以作为药物缓释系统的载体,在药物输送和释放方面起到重要作用。
其具有高度的生物相容性和生物降解性,可以被人体很好地吸收和代谢,因此被广泛应用于控释药物的制备。
通过将药物包裹在壳聚糖微粒中,可以延长药物在体内的释放时间,提高药物疗效和减少副作用。
其次,壳聚糖在伤口愈合方面也有重要应用。
壳聚糖具有促进创伤愈合的作用,可以加快伤口的愈合速度和提高伤口的组织修复能力。
此外,壳聚糖还具有抗菌和消炎作用,可以预防感染和减轻炎症反应,有助于伤口的修复和康复。
另外,壳聚糖还具有一定的抗肿瘤活性。
研究发现,壳聚糖可以通过不同的机制抑制肿瘤细胞的生长和转移,对多种肿瘤具有一定的抑制作用。
由于其低毒性和高生物可降解性,壳聚糖成为一种潜在的抗肿瘤药物载体和治疗药物的选择。
近年来,壳聚糖在医药领域的研究取得了重要的进展。
研究人员通过改变壳聚糖的结构和功能化修饰,提高了其在药物缓释、伤口愈合和抗肿瘤等方面的性能。
同时,发展了一系列新型的壳聚糖纳米材料和纳米载体,具有更好的药物可控释放性和治疗效果。
此外,壳聚糖与其他生物活性物质的复合物也成为研究热点,例如壳聚糖与抗生素、蛋白质和DNA等的复合材料,可以提高药物的稳定性和缓释效果。
然而,壳聚糖在医药领域的应用仍存在一些挑战和限制。
例如,壳聚糖的溶解度低、渗透性差和稳定性有限,限制了其在药物输送和控释方面的应用。
此外,壳聚糖的合成成本较高,不利于大规模生产和应用。
因此,需要进一步的研究和改进,提高壳聚糖的性能和应用范围。
总之,壳聚糖在医药领域具有广泛的应用前景和潜力。
壳聚糖的生物医学应用研究进展
壳聚糖的生物医学应用研究进展壳聚糖是一种天然高分子多糖,它由脱乙酰胺酶作用下脱乙酰胺生成的聚合物。
它在生物医学领域中具有广泛的应用前景,由于其可再生性和生物相容性,并且不会引起免疫反应和毒性反应。
在过去几十年里,壳聚糖的生物医学应用取得了显著的进展,包括药物传递系统、生物材料、组织工程和创伤修复等领域。
首先,壳聚糖在药物传递系统中具有重要的应用。
许多药物在人体内具有生物可用性和稳定性的挑战,因此需要合适的给药方式。
壳聚糖具有良好的药物包封能力,可以有效地保护药物免受酶解和胃酸的影响,从而提高药物的生物利用度。
此外,壳聚糖还可以通过与药物的物理交互作用或化学修饰,实现药物的控释和靶向输送,提高药物的疗效和降低副作用。
其次,壳聚糖作为生物材料在组织工程中得到了广泛的应用。
组织工程是一种利用细胞、支架和生长因子等生物学要素构建体外或体内可供移植的组织和器官的方法。
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可塑性,可以提供生长支持和细胞适应环境,促进细胞定植和组织再生。
壳聚糖支架的应用主要包括骨组织工程、软骨修复、皮肤再生和神经组织工程等。
此外,壳聚糖在创伤修复领域也有重要的研究进展。
创伤修复是一种通过修复或替代受损组织或器官以恢复其功能的方法。
壳聚糖可以提供支持和保护受损组织,促进伤口愈合和组织再生。
例如,在皮肤创伤修复中,壳聚糖可以作为生物材料覆盖创面,促进上皮细胞迁移和再生。
在骨折修复中,壳聚糖可以用作支撑支架,促进骨细胞生长和骨再生。
近年来,还出现了一些新的壳聚糖生物医学应用的研究领域。
例如,壳聚糖在抗菌治疗中的应用被广泛关注。
由于壳聚糖具有抑菌活性和低毒性,研究人员将其应用于抗菌药物的制备和感染控制中。
此外,壳聚糖还在癌症治疗和再生医学等领域中发挥了重要作用。
尽管壳聚糖在生物医学应用中取得了显著的进展,但仍然存在一些挑战需要克服。
例如,壳聚糖的溶解度和稳定性需要进一步改善,以满足不同药物和组织工程的要求。
壳聚糖临床抗菌作用的研究进展
壳聚糖临床抗菌作用的研究进展【摘要】壳聚糖对革兰阴性菌、革兰阳性菌和真菌具有广泛抗菌作用,拥有良好的临床应用前景。
本文综述了壳聚糖对常见细菌和真菌的抗菌活性、壳聚糖抗菌活性的影响因素、抗菌机理和临床应用前景。
【关键词】壳聚糖;抗菌作用;抗菌机理;临床应用壳聚糖(chitosan)是甲壳素(chitin)的脱乙酰产物,广泛存在于自然界,是自然界存在的唯一的碱性氨基多糖,多糖之间靠1,4-糖苷键连接,pKa为6.3。
壳聚糖无毒无害[1],具有抗菌[2]、抑制肿瘤[3]、免疫调节[4]等作用,已引起了国内外相关学者的广泛重视。
其中,壳聚糖的抗菌作用已成为当前研究的热点,本文就壳聚糖的抗菌活性、影响因素、抗菌机制及其在临床中的应用前景作一综述。
1壳聚糖的抗菌活性1.1壳聚糖对细菌的抗菌作用自从Allan(1979年)首次发现壳聚糖具有广谱抗菌性以来,学术界对壳聚糖的抗菌作用进行了广泛的研究。
Zheng LY等[2]发现在pH5.5条件下,脱乙酰度为88.7%、浓度为1.0%的壳聚糖,对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌的抑制率几乎都为100%。
邓婧等[5]发现用黏度比为5的不同浓度(2%、1.5%、1.0%、0.5%)壳聚糖对幽门螺杆菌、牙龈卟啉单胞菌、变形链球菌等菌做抗菌试验时,2.0%浓度壳聚糖抗菌环直径最大,且该浓度壳聚糖对变形链球菌的效果较优。
宋献周等[6]发现在pH6.0条件下,枯草杆菌、产气夹膜杆菌等菌在不同分子量的α-壳聚糖(脱乙酰度80.7%)样品组中最快要48~72 h 间才能到达生长顶点(枯草杆菌在96 h 后到达生长顶点),而在不含α-壳聚糖的对照组中24~48 h 便可到达生长顶点。
由此可见,壳聚糖的抗菌作用具有广谱性,且随浓度的提高作用增强。
1.2壳聚糖对真菌的抑制作用丁恒生等[7]发现脱乙酰度为95%的龙虾壳聚糖对红色毛癣菌、断发毛癣菌、须发毛癣菌、石膏样小孢子菌和白色念珠菌等皮肤浅表真菌均具有抗菌作用,其最低抑菌浓度为2 500~5 000 mg/L。
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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。