壳聚糖的抑菌机理及抑菌特性研究进展
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。
壳聚糖抑菌性能研究
壳聚糖抑菌性能研究甲壳素－壳聚糖是一种极有前途的天然高分子聚合物，自20世纪60年代以来，人们对它们的研究、生产、应用变得十分活跃。
特别是近几年，研究人员认识到它们的抑菌效能，通过深入研究，有些甲壳素－壳聚糖的抑菌产品已经问世。
甲壳素脱乙酰基产物为壳聚糖。
据研究，壳聚糖的抑菌作用可能有两种机理，一种是壳聚糖通过正电荷的－NH3吸附带负电荷的细胞壁，使壳聚糖吸附在细胞膜表面形成一层高分子膜，改变了细胞膜的选择透过性，阻止营养物质向细胞内的运输，致使细胞质流失、细胞质壁分离，从而起到抑菌杀菌作用；另外一种机理是壳聚糖通过渗入进细胞体内，吸附细胞体内带有阴离子的细胞质，并发生絮凝作用扰乱细胞正常的生理活动，从而杀灭细菌。
近几年，随着对该特性认识的加深，人们不仅对能够影响其抑菌性能的机理进行了深入的研究，而且，也开始应用化学方法对其进行改性，从而提高壳聚糖的抑菌性能，最终达到扩大其应用范围的目的。
目前，针对影响壳聚糖抑菌性能方面的研究主要有以下几个方面：分子量对壳聚糖抑菌性能的影响多数研究认为，寡聚糖和低分子量的壳聚糖的抑菌效果较好，随分子量上升效果逐渐下降。
特别是对大肠杆菌，壳聚糖分子量越小，抑菌作用愈明显。
例如：宋献周等就几种不同分子量的α－壳聚糖对几种常见菌（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、产气荚膜杆菌）的抑制研究表明，低分子量的α－壳聚糖的抑菌效果优于高分子量的α－壳聚糖。
夏文水等采用E．coli作为试验菌株，测得分子量为1500的壳低聚糖抑菌效果最强。
但是，也有一些研究利用不同的试验菌得出结论认为，壳聚糖分子量较大时，其抑菌能力更强。
例如：Yousook等报导分子量为4万的壳聚糖在浓度为0．5％时，对S．taureus 和E．coli的杀灭率为90％：分子量为18万的壳聚糖在浓度为500PPM时，对S．taureus和E．coli的杀灭率为100％：分子量在30万以下时，壳聚糖对金黄色葡萄球菌的抑制作用随分子量减小而逐渐减弱。
壳聚糖的抑菌效果研究
第32卷第6期2012年12月 上饶师范学院学报J OURNAL O F SHANGR AO NOR MAL UNIVERSITY Vol 32,No 6Dec 2012收稿日期:2012-03-30基金项目:上饶师范学院2011年教学改革研究项目(201105)。
作者简介:叶利民(1975-),男,江西进贤人,硕士,讲师,主要从事微生物学教学与研究。
壳聚糖的抑菌效果研究叶利民,刘 翔(上饶师范学院,江西上饶334001)摘要:比较了苯甲酸和不同浓度壳聚糖对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、黑曲霉菌、苏云金芽孢杆菌等的抑菌效果。
研究结果表明,壳聚糖对以上五种菌均具有一定的抑菌效果,且抑菌效果好于苯甲酸。
壳聚糖对金黄色葡萄球菌和苏云金杆菌的最低抑菌浓度为0.125%,对大肠杆菌的最低抑菌浓度为0.25%,对枯草芽孢杆菌的最低抑菌浓度为0.5%,对黑曲霉的最低抑菌浓度为1.0%。
说明,金黄色葡萄球菌和苏云金杆菌对壳聚糖较敏感,黑曲霉对壳聚糖不太敏感。
关键词:壳聚糖;最低抑菌浓度;抑菌活性中图分类号:Q93.334 文献标识码:A 文章编号:1004-2237(2012)06-0085-04DOI:10.3969/j.issn.1004-2237.2012.06.018目前,由于价格低廉的优势,国内食品工业中使用最多的防腐剂仍然是苯甲酸钠和苯甲酸,但是苯甲酸类存在叠加中毒现象,在使用上有争议,而且在一些国家的进口食品中受到限制[1]。
随着人们生活水平的提高,广谱、高效、安全抗菌剂的开发应用受到了人们的广泛关注[2]。
壳聚糖(chitosan)是甲壳素(chitin)的一种重要衍生物[3],壳聚糖具有生物相容性、抗菌、环境友好和提取方便等优点,已在许多领域得到了广泛应用,包括废水处理、层析、抗菌材料、生物降解膜、药剂载体[4]。
目前,有关壳聚糖抗菌的研究较多,但大多局限在对植物病原菌[5-8]、金黄色葡萄球菌[9-11]和大肠杆菌[12]的研究。
壳聚糖抑菌作用研究进展
１ ． １ 壳聚 糖 晶体 结 构研 究进 展
２ ． １ 壳聚糖对不 同种类微 生物 的抑 茵效果研 究进展 对壳聚糖 的抑 菌作用的报道虽然很 多 ， 但是 研究多集 中 在对细菌 的抑 制作 用上 ， 而对真菌 和病 毒的抑制 效果研究却
（ 黑龙江生态工 程职业学院 生物技术 系 ， 黑龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ２ ５ ）
摘 要： 防腐剂在 食品领域被广泛应 用， 但 一些合成 的防腐剂却存在毒副作 用而不被 大众所接 受。壳聚糖 由于
其独特的优势 （ 如 来源广泛 、 天然无毒 、 高生物相溶性 ） 而成 为国 内外研 究热点 。研 究表 明壳聚糖对 细菌、 真 菌和病 毒等都有 良好 的抑制作 用。本 文对壳聚糖的结构 、 抑菌效果进行综述 。
Ｍａ ｙ ２０１ ４ Ｖ０ 】 ． ２７ Ｎｏ． ３
第２ ７卷第 ３期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４— ６ ３ ４ １ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ ０ ９
壳聚 糖 抑 茵 作 用 研 究 进 展
张 娣
壳 聚糖 是由双螺旋结 构组 成 ， 并且成 反平 行式 排列 ； 而无水
表明 ， 壳 聚糖对 真菌的抑制作用多体现 在对植物病 源真菌 的
抑制作用上 ， 如番茄叶霉病菌 。另外其 对 白色念球 菌也有抑 制作用 Ｊ 。徐 俊光等人的研究 结果显示 ， 壳聚糖 可 以
型壳 聚糖 是平行式排列的 』 。
１ ． ２ 壳 聚 糖 溶 液 结 构 研 究进 展
对多种植物病源真菌 的生 长起 到抑制作用 ， 并且对疫 霉有 良
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 。
壳聚糖抑菌性的研究与探讨
本科毕业论文学生姓名：学号：院系：专业：写作时间：2014 —2015 学年第一学期毕业论文题目：壳聚糖抑菌性的研究与探讨指导教师姓名：论文完成日期：导师评语：成绩教研室主任系主任南京大学本科生毕业论文中文摘要首页用纸毕业论文题目：壳聚糖抑菌性的研究与探讨专业2012 级学生姓名：指导教师（姓名、职称）：摘要壳聚糖在医学、食品、环保、日化用品等领域有着广泛而重要的应用。
近年来，壳聚糖由于对不同的菌类都具有良好的抑菌效果而被研究者们密切关注。
然而，有关壳聚糖抑菌机制的研究却并不多，其抑菌机制也没有被完全阐明。
在本研究中，我们发现很多金属离子可以对壳聚糖的抑菌效果产生影响，高浓度金属离子(0．5％)可以使壳聚糖完全丧失抑菌活性。
还发现金黄色葡萄球菌和白色念珠菌在壳聚糖的作用下会发生钾离子和ATP的渗漏，而且五万分子量的壳聚糖引起钾离子和ATP的渗漏大约比五千分子量壳聚糖多2到4倍。
不同分子量的壳聚糖对金黄色葡萄球菌和白色念珠菌都具有较好的抑菌效果，但是引起钾离子和ATP 的渗漏量却存在很大差异，这说明小分子量壳聚糖很可能存在与大分子量壳聚糖不同的抑菌机制。
关键词：壳聚糖；金属离子：抑菌活性；机制南京大学本科生毕业论文英文摘要首页用纸THESIS:Research and Discussion on the antibacterial activity of ChitosanSPECIALIZATION:AbstractChitosan has extensive and important application in the field of medical, food, environmental protection, chemical products etc.. In recent years, chitosan has good antibacterial effect due to different fungi were researchers pay close attention to. However, research on the chitosan antibacterial mechanism is not much, the mechanism has not been fully elucidated. In this study, we found that the inhibitory effect of many metal ions on chitosan can impact, high concentrations of metal ions (0.5%) can cause complete loss of antibacterial activity of chitosan. Leakage is Staphylococcus aureus and Candida albicans occur potassium ion and ATP in chitosan under the action of the fifty thousand, and the molecular weight of chitosan caused by leakage of potassium ions and ATP than five thousand molecular weight chitosan is 2 to 4 times more than. The different molecular weight chitosan has good antibacterial effects on Staphylococcus aureus and Candida albicans, but there is a big difference in quantity of potassium ion leakage and caused by ATP, itKey word：chitosan ；metal ion；antibacterial activity；mechanism目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................ I I 图目录 (VI)表目录 (VII)第一章引言 (1)1.1 壳聚糖综述 (1)1.2 壳聚糖的来源及应用 (1)1.2.1 自然界原始存在的壳聚糖及应用 (1)1.2.2 人工合成壳聚糖 (1)1.2.3 壳聚糖抗菌性能的研究进展 (2)1.2.4 壳聚糖的化学结构 (2)1.2.5 壳聚糖的应用发展现状 (3)1.2.6 壳聚糖的应用前景 (4)1.3 国内外壳聚糖的发展概况 (7)1.3.1 壳聚糖发展概况综述 (7)1.3.2 人类对壳聚糖的研究发展历程 (8)1.3.3 国内外壳聚糖生产及需求现状 (8)1.4 主要研究的内容 (9)1.4.1 壳聚糖的抗菌性能在相关领域的应用 (9)1.4.2 壳聚糖抗菌活性的影响因素 (9)1.5 总结 (10)第二章实验材料与方法 (11)2.1 材料 (11)2.1.1 菌株 (11)2.1.2 培养基 (11)2.1.3 主要试剂和仪器 (11)2.2 不同分子量壳聚糖抑菌活性的检测 (12)2.3 金属离子对壳聚糖抑菌活性的影响 (12)2.4 不同分子量壳聚糖引起金黄色葡萄球菌和白色念珠菌钾离子渗漏的研究[16] (12)2.5 不同分子量壳聚糖引起金黄色葡萄球菌和白色念珠菌ATP渗漏的研究[16] (13)第三章结果和分析 (14)3.1不同分子量壳聚糖的抑菌活性 (14)3.2 金属离子对壳聚糖溶液抑菌效果的影响 (15)3.3 壳聚糖溶液引起金黄色葡萄球菌和白色念珠菌钾离子的渗漏情况 (16)3.4 壳聚糖溶液引起金黄色葡萄球菌和白色念珠菌ATP渗漏的情况 (18)第四章讨论 (20)参考文献 (22)致谢 (24)图目录图1.1 壳聚糖的结构 (3)图3.1 不同分子量壳聚糖的抑菌活性 (14)图3.2 金属离子对壳聚糖抑制金黄色葡萄球菌(A)和白色念珠菌(B)效果的影响 (15)图3.3 金黄色葡萄球菌(A)和白色念珠菌(B)经过壳聚糖处理后钾离子渗漏情况 (17)图3.4 金黄色葡萄球菌(A)和白色念珠菌(B)经过壳聚糖溶液处理后ATP渗漏情况 (19)表2.1 实验试剂和仪器 (11)第一章引言1.1 壳聚糖综述壳聚糖( 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。
壳聚糖金属配合物的抑菌特性及机理研究
壳聚糖金属配合物的抑菌特性及机理研究壳聚糖金属配合物是一类复杂的药物分子，因其具有独特的抗菌特性而受到人们的关注。
在本次研究中，我们综合性地考察了壳聚糖金属配合物的抗菌活性，以及其与多种细菌代谢活性之间的关系，从而阐明其抗菌机制。
研究表明，壳聚糖金属配合物对大多数细菌具有抑制作用，其中单纯的壳聚糖配合物对多种细菌的抑制率达到了50％。
该配合物的
抗菌活性主要与其结构相关，而非金属元素的存在。
该配合物的主要作用机制是抑制细菌的代谢，包括抑制氧化还原代谢、脂肪酸加氧还原代谢和磷酸脂代谢。
该配合物还可以抑制细菌的糖醛酸胞壁生物合成，进而抑制细菌的生长和膜功能破坏。
该研究还分析了不同细菌对壳聚糖金属配合物的反应。
研究发现，大多数细菌对该配合物的敏感性有所不同，其原因可能是细菌的特异性和其他外部因素的影响。
此外，本研究揭示了壳聚糖金属配合物对细菌的介导性作用，即它可通过抑制一系列代谢结果抑制细菌的多种活性，并且不会对有益细菌产生不良影响。
本研究的结果表明，壳聚糖金属配合物具有独特的抗菌特性，其抗菌机制主要是抑制细菌的代谢活性以及参与膜功能破坏。
本研究为今后研究壳聚糖金属配合物抗菌作用提供了一定的理论基础，并且为未来开发新型抗菌药物提供了重要参考。
综上所述，本研究的目的是以壳聚糖金属配合物为研究对象，研究其抗菌特性及其作用机制。
研究结果表明，壳聚糖金属配合物具有
良好的抗菌作用，其抗菌机制主要是抑制细菌的代谢活性以及参与膜功能破坏，为开发新型抗菌药物提供了重要参考。
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]。
壳聚糖在食品保鲜中的研究应用进展
壳聚糖在食品保鲜中的研究应用进展壳聚糖是一种具有良好特性的碱性氨基多糖，其在食品工业被广泛开发和应用，食品保鲜一直以来都是食品领域研究的热点。
本文从壳聚糖物质出发，综述了壳聚糖对食品保鲜的作用机理和研究应用现状，以期为壳聚糖在食品中的进一步研究提供参考依据与思路。
食品由于其基本特性在长期自然贮存状态下易发生腐败变质现象。
食品腐败后理化性质和感官发生改变，致使食物本身营养价值降低，影响其口感与风味，引起卫生安全问题，造成食品浪费[1]。
其由腐败产生的一些致病性微生物还会在一定程度上对食用人群的身体健康造成损害。
延长食品保质期和保鲜期，延缓食品腐败、增加稳定性，保留食品最佳的可食用风味是食品工业领域一直以来的研究热点。
壳聚糖是一类具有良好特性的碱性氨基多糖，其来源广泛，而且具有安全无毒、生物相容性好、抗菌性强、易成膜等特点而被广泛应用于食品保鲜领域[2]。
本文就壳聚糖及其复合物在食品保鲜的应用及研究进展进行综述，重点阐述壳聚糖在食品保鲜中的作用机理、性能和应用，并对壳聚糖在食品保鲜的发展前景进行展望，为壳聚糖在食品工业中的进一步应用研究提供参考依据。
壳聚糖概述壳聚糖是自然界广泛存在的甲壳素物质脱乙酰化作用生成的多糖高分子物质，其化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖[3]。
壳聚糖是甲壳素脱N-乙酰基的产物，N-乙酰基脱去55%以上就可称之为壳聚糖，因此在特定的条件下，壳聚糖能发生多种理化反应，可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物，从而扩大了壳聚糖的应用范围[4]。
壳聚糖这种天然高分子物质因其良好的生化特性与可加工性而被应用在食品、医药、化工等许多行业领域中并取得了重大进展[5]。
壳聚糖在食品中主要体现在对食品保鲜领域的研究应用，其保鲜食品原理主要是由于壳聚糖具有成膜性与抑菌性能，能够在食品表面形成阻隔性良好的透气薄膜，减缓食品的衰败变质，同时壳聚糖具有杀菌作用，壳聚糖与细菌细胞中带阴离子的细胞质发生絮凝作用产生抑菌效果，能够有效抑制微生物生长繁殖[6-8]。
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。
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。
壳聚糖及其衍生物抗菌机理研究进展_林水森
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化学通报 2014 年 第 77 卷 第 3 期
［24 ］
http： / / www． hxtb． org
终抑制钛表面生物膜的形成。 Hilde 等 也采用 微阵列分析考察蜡样芽胞杆菌 （ ATCC 14579 ） 对 不同分子量和取代度的壳聚糖的转录响应性 。结 果表明， 经过壳聚糖处理的菌株的开放阅读框发
品保鲜、 伤口敷料和组织工程等方面 。本文综述了近年来在壳聚糖基材料抗菌模型 、 影响抗菌活性因素及抗 菌活性优化方案方面的研究进展 ， 希望对壳聚糖衍生物抗菌材料的制备及优化提供参考 。 关键词 壳聚糖 抗菌活性 抗菌机制
Progress in Antimicrobial Mechanism of Chitosan and Its Derivatives
化学通报 2014 年 第 77 卷 第 3 期
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22 细胞的超微结构变化， 菌发现在相互作用部 位出现部分细胞膜脱离细胞壁的现象， 产生“液 （ vacuolelike ） 结构， 泡样” 造成离子和水分子外 Ｒejane 流， 导致细菌内部压力下降而死亡。因此， 等 认为， 壳聚糖通过静电作用对微生物形成了 双重干扰， 一是改变了膜壁渗透性， 引起内部渗透
2
影响壳聚糖抗菌活性的因素
Kong 等［26］认为， 壳聚糖抗菌活性和作用模式
时， 参与编码甲壳素结合蛋白和糖异生的基因表 达均发生了显著性下调， 前者使得细菌对甲壳素 的利用受到限制， 后者使得非糖物质转化为糖， 均 ［25 ］ 。 Maria 有可能使细菌能量枯竭 等 研究发现， 相同浓度下， 壳寡糖 （ COS ） 比壳聚糖的抗真菌活 性更强。 赋 予 真 菌 COS 抗 性 的 基 因 研 究 表 明， AＲL1 基因 （ 一种 Ｒas 超家族的成员， 参与膜转运 调控） 的过度表达能够增强真菌对于 COS 的抗 性， 免于膜渗漏和损坏。同时， 他们还发现对 COS 具有抗性的真菌菌株， 仍然对两性霉素 B 、 氟康唑 和特比萘芬敏感， 而当 COS 与氟康唑合用于野生 真菌时， 两者具有协同抗菌作用。 COS 的基因作 用靶点使其区别于以真菌膜为作用靶点的其他抗 真菌剂， 预示着其可作为一种耐药真菌的杀菌剂 。 与 Zakrzewska 等 的研究比较， 虽然所选研究对 象和使用浓度不同， 但两组研究在细胞壁组织、 腺
壳聚糖的抑菌作用及在农业中的应用
壳聚糖的抑菌作用及在农业中的应用壳聚糖是一种多糖类聚合物，由N-乙酰葡聚糖和D-葡聚糖组成。
它具有良好的生物相容性和生物可降解性，并且在抑菌作用方面具有显著的潜力。
壳聚糖可以通过多种方式对细菌、真菌和病毒进行抑制，因此被广泛应用于农业领域。
首先，壳聚糖对细菌具有直接的抑制作用。
研究发现，壳聚糖能够与细菌表面的负电荷相互作用，形成复合物，从而导致细菌的细胞壁破裂和蛋白质失活，进而抑制细菌的生长和繁殖。
壳聚糖对多种致病菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等都具有明显的抗菌效果。
因此，在农业生产中，可以利用壳聚糖来预防和治疗作物病害，减少化学农药的使用。
除了对细菌的抑制作用，壳聚糖对真菌的防治也具有潜力。
真菌是农作物病害的主要病原体之一，经常导致庄稼减产甚至死亡。
壳聚糖通过与真菌的细胞壁发生作用，干扰其萌发、吸附和侵入过程，从而抑制真菌的生长。
研究发现，壳聚糖对多种植物病原真菌如白粉病菌、黑斑病菌等都具有显著的杀菌活性。
因此，在农业生产中，壳聚糖可以被用于制备杀菌剂，用于控制庄稼病害。
此外，壳聚糖还对病毒具有一定的抑制作用。
研究发现，壳聚糖可以阻断病毒对细胞的感染，减少病毒的复制和扩散。
因此，在农业领域，可以利用壳聚糖来预防和治疗病毒性病害，保护农作物的生长。
在农业中，壳聚糖具有广泛的应用前景。
首先，壳聚糖可以用作优良的植物病害防治剂。
与传统的化学农药相比，壳聚糖具有更低的毒性和环境影响，可以减少对土壤和水环境的污染。
同时，壳聚糖还具有较长的残留期，能够持续抑制病原体的生长，从而提高防治效果。
其次，壳聚糖可以增强植物的抗病性。
研究表明，壳聚糖可以诱导植物产生一系列防御物质，如抗菌肽和抗氧化物质，提高植物的自我抵抗能力，减少病害的发生。
此外，壳聚糖还可以用于植物的根际修复，促进土壤健康和植物生长。
最后，壳聚糖可以用于解决农产品的保鲜和贮藏问题。
壳聚糖具有良好的保湿性和抗氧化性，可以延长农产品的保鲜期和贮藏寿命，减少废品和损失。
壳聚糖抑菌活性及机理研究的开题报告
壳聚糖抑菌活性及机理研究的开题报告
【题目】壳聚糖抑菌活性及机理研究
【背景】壳聚糖是由天然的壳类动物外壳或菌体等资源提取得到的
高分子多糖，具有生物相容性、生物降解性、生物可吸收性、低毒性等
良好的特性，在医药、食品、农业等领域有广泛的应用。
此外，壳聚糖
还具有一定的抗菌活性，可以作为天然的抗菌剂用于保健品、化妆品等
产品中。
因此，探索壳聚糖的抗菌机理及抗菌活性成为了当前的热点研究。
【目的】本研究旨在探究壳聚糖的抗菌机理及其抑菌活性，为壳聚
糖的应用提供理论依据。
【方法】本研究将采用以下步骤：
1.选取常见的细菌、真菌等微生物作为研究对象，利用不同浓度的
壳聚糖溶液进行对比实验，探究壳聚糖的抑菌活性。
2.利用荧光显微镜、扫描电镜等手段观察壳聚糖与细胞膜的相互作用，探究壳聚糖的抗菌机理。
3.通过细胞膜通透性、蛋白质表达等实验分析壳聚糖对细菌的影响，探究其在细菌细胞内的作用机制。
4.利用动物实验检测壳聚糖在体内的抗菌效果，探究其在医药领域
的应用前景。
【预期结果】预计本研究将探究出壳聚糖的抗菌机理及抑菌活性，
为其应用提供理论依据。
同时，对于壳聚糖及其他天然多糖的研究和开发，也有一定的参考意义。
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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]。
近年来,随着消费者对化学防腐剂的安全性的担忧和对天然防腐剂的喜好,关于壳聚糖在食品防腐保鲜方面的应用的研究也越来越多;但是在壳聚糖的抑菌机理和抑菌特性方面,不同的研究者得出的结论不同,有的结论一致,有的结论不一致,甚至相反;因此,对这些研究成果进行回顾,从中找出一些基本正确的,有规律性的结论是很有必要的。
本文将努力在这方面做一些工作,并介绍部分关于壳聚糖的抑菌机理及应用研究方面的最新成果,供读者参考。
1 壳聚糖的抑菌机理抗微生物的物质,其作用方式主要有以下几种[4]:损伤细胞壁、改变细胞的透性、改变蛋白质和核酸分子、抑制酶的作用、作为抗代谢物、抑制核酸的合成。
关于壳聚糖及其衍生物的抑菌机理,从目前的研究结果来看,主要有以下几种可能:(1)分子量小于5000kDa的壳聚糖可以透过细胞膜[5],小分子壳聚糖进入微生物细胞内,与细胞内带负电的物质(主要是蛋白质和核酸)结合,使细胞的正常生理功能(例如DNA的复制和蛋白质的合成等)受到影响,导致微生物死亡[6]。
(2)大分子的壳聚糖吸附在微生物细胞表面,形成一层高分子膜,阻止了营养物质向细胞内运输,从而起到杀菌和抑菌作用[5,6]。
(3)壳聚糖的正电荷与微生物细胞膜表面的负电荷之间的相互作用,改变了微生物细胞膜的通透性,引起微生物细胞死亡[7]。
(4)壳聚糖作为一种螯合剂,选择性地螯合对微生物生长起关键作用的金属离子,从而抑制微生物的生长和产毒;64可能是壳聚糖具有防腐保鲜功能的原因之一[8]。
(5)壳聚糖能够激活微生物本身的几丁质酶活性,当壳聚糖浓度足够高时,微生物的几丁质酶被过分表达,导致对其自身细胞壁几丁质的降解,从而损伤细胞壁[9]。
值得注意的是,壳聚糖对于不同的微生物的抑制作用的机理可能不同。
郑连英等人考察了不同分子量的壳聚糖对埃氏大肠杆菌(E.coli,下同)和金黄色葡萄球菌的抑制作用。
发现随着壳聚糖的分子量的降低,壳聚糖溶液对E.coli的抑制作用增强;分子量小于5000的壳聚糖在0.25%的浓度下即可显著抑制细菌的生长;而对革兰氏阳性菌———金黄色葡萄球菌,随着分子量的减小,壳聚糖的抗菌作用逐渐减弱。
因此他们认为,对于革兰氏阴性菌,主要是由于小分子的壳聚糖渗透进入到微生物细胞内,吸附细胞内带负电的细胞质,并发生絮凝作用,扰乱细胞正常的生理活动,从而杀灭细菌;而对于革兰氏阳性菌,主要是由于大分子的壳聚糖吸附在微生物细胞表面,形成一层高分子膜,阻止了营养物质向细胞内运输,从而起到杀菌和抑菌作用[6]。
Tokura等人的研究结果与郑连英等人的研究结果基本一致;他们用一种异硫氰酸酯标志壳聚糖,测试了分子量为9300和2200的壳聚糖与E. coli的作用,发现分子量为9300的壳聚糖被阻止在细菌细胞壁表面,而分子量为2200的壳聚糖却进入了细菌细胞内部。
因此,他们认为,壳聚糖的抑菌作用是由于壳聚糖堵塞了细胞的营养供应而引起的[5]。
但是Papineu等人的研究认为,壳聚糖的抑菌作用,可能是由于它导致了细胞内物质的泄漏而引起的,因为光是堵塞营养供应,不可能导致微生物如此迅速地失活[10]。
I.M.Helander等人研究了壳聚糖对几种革兰氏阴性菌细胞外膜阻隔性能的影响,发现在p H5.3的条件下,壳聚糖导致革兰氏阴性菌细胞显著摄入疏水的1-N-苯萘胺(N PN)。
壳聚糖还使铜绿假单胞菌和伤寒沙门氏菌对十二烷基苯磺酸(SDS)的溶解作用更加敏感。
他们经过化学分析和电泳分析表明,壳聚糖与细菌细胞相互作用,并不会导致脂多糖(L PS)或其他细胞膜脂质的释放。
但是壳聚糖导致E.coli对培养基中的染料和胆酸的抑制作用更为敏感。
他们还通过电镜观察表明,壳聚糖导致整个细菌细胞表面改变,壳聚糖以小囊状结构把细胞外膜包裹。
因此,他们认为:壳聚糖与细胞外膜结合,导致细胞外膜阻隔性能降低,是壳聚糖具有抑菌能力的主要原因[7]。
大肠杆菌的细胞壁最外层是一层较厚的类脂多糖类物质,有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以达到提高这些离子在细胞表面的浓度的作用;金黄色葡萄球菌的细胞壁含有丰富的磷壁酸(接近细胞壁重的50%),其所带有的负电荷可与环境中的Mg2+离子结合以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要[11]。
因此,王鸿等认为,质子化的壳聚糖作为阳离子聚合物吸附在细胞表面,使吸附在细胞表面的Mg2+、Ca2+等阳离子浓度减小,脂多糖结构的稳定性变差内壁层肽聚糖暴露出来,容易被溶菌酶水解,是壳聚糖的抑菌机理[12]。
这一机理能够较好的解释壳聚糖的抑菌作用随其脱乙酰度升高而增强;因为脱乙酰度越高,壳聚糖分子上的自由氨基就越多,与类脂多糖类物质的结合也就越多,抑菌作用就越强。
另一方面,金属离子对于细胞生命活动的重要作用,也支持了壳聚糖作为金属离子螯合剂而发挥抑菌作用的解说。
巫钢等用不同浓度的脱乙酰几丁质(即壳聚糖)处理植物离体叶片,结果表明,壳聚糖能够使植物细胞电解质和蛋白质的外渗量增加,壳聚糖的浓度越高,处理时间越长,外渗量增加越显著;壳聚糖还能提高植物细胞壳聚糖酶的活性[13]。
几丁质酶和壳聚糖酶能够抑制真菌的生长,因此经壳聚糖处理的植物种子或植株的抗病能力增强。
壳聚糖的抑菌作用是否与其能够激活微生物本身的几丁质酶(或壳聚糖酶)的活性有关,需要进一步探讨。
2 壳聚糖的抑菌特性壳聚糖对微生物的抑制作用不仅与壳聚糖的脱乙酰度(以下简称为DD值)、分子量大小、浓度、来源有关,还与对象菌的种类、环境温度和p H值等因素有关。
关于这些因素对壳聚糖抑菌作用的影响,不同的研究有不同的结论,目前比较一致的结论是:(1)分子大小相近的壳聚糖,抑菌能力随其DD值增加而增加[12,14]。
(2)大分子壳聚糖的抑菌能力比小分子壳聚糖强[15,16]。
(3)壳聚糖对革兰氏阳性菌的抑制作用比对革兰氏阴性菌强[15,17];74细菌容易受到壳聚糖的抑制,酵母菌次之,而壳聚糖对真菌的抑制作用则相对较弱[14,16]。
(4)壳聚糖的抑菌能力随其浓度升高而增强[18],随环境介质的p H值升高而降低。
(5)溶剂对壳聚糖的抑菌能力也有一定的影响,一般来说以醋酸为溶剂比其他溶剂强[15]。
一般来说,分子量大小相近的壳聚糖,抑菌能力随其DD值的升高而增强;但是对于分子量在1000左右的小分子壳聚糖,不同的研究者得出的结论却完全相反。
夏文水等用相对分子质量(M r)为1500,DD值为68%的壳聚糖在质量浓度为1g/ L时已完全抑制了E.coli等菌的生长[14]。
Hong Kyoon No等的研究结果也表明Mw为1Kda的壳聚糖对 E.coli等革兰氏阴性菌的抑制作用最强[15]。
但是胡瑛等的研究结果认为,DD值在85%～90%,分子量为1Kda的壳聚糖,在0.1%的浓度下对E.coli等菌无抑菌效果[16]。
出现上述完全相反的结果的原因可能是由于实验原料的不同和实验方法的差异造成的;但是仅仅是实验原料和实验方法的差异能否造成截然相反的结果,值得探讨。
从壳聚糖的抑菌机理来看,小分子壳聚糖(分子量小于5000)具有抑菌作用的原因是由于它能够进入微生物细胞内部,干扰细胞的正常生理活动。
不同DD值的小分子壳聚糖,其分子上的亲脂性基团-乙酰基的含量不同,因而其穿过细胞膜进入细胞内部的能力可能不同,从而导致其抑菌能力不同,可能是造成上述截然相反的结果的原因。
虽然从总体上来说,大分子壳聚糖的抑菌能力比小分子壳聚糖强[15,17];但是并不是壳聚糖的分子量越大,其抑菌能力越强。
胡瑛等比较了不同分子量的壳聚糖的抑菌能力,发现壳聚糖的抑菌活性比壳寡糖的抑菌活性强;分子量在40万以内,随着壳聚糖分子量的升高,壳聚糖的抑菌活性为先升高后降低[16]。
Hong Kyoon No等也得到了相似的结果,但是与大分子壳聚糖不同,小分子壳聚糖(Mw 为1KDa～22KDa)对革兰氏阴性菌的抑制作用却随分子量的降低而增强[15]。
大多数研究的结果都认为,壳聚糖的抑菌能力随其浓度增大而增强;但是Sudarshan等[19]认为适当的低浓度壳聚糖的抑菌能力最强。
因为适当的低浓度壳聚糖可以中和细菌细胞表面所带的负电荷,使细菌细胞胶合在一起,而高浓度的壳聚糖可能使细菌细胞表面带上一定数量的正电荷,从而使细菌细胞处于悬浮状态,而不是胶合在一起。
p H值对壳聚糖的抑菌作用影响很大,随着p H 值的升高,壳聚糖的溶解性和质子化程度降低,抗菌能力逐渐减弱,p H7以上,壳聚糖不再具有杀菌能力[19]。
随环境温度的升高,壳聚糖的抑菌能力增强,溶液中的盐通过形成盐-壳聚糖复合物,减少了与细菌细胞表面带负电的物质结合的N H3+的数量,从而降低壳聚糖的抑菌能力[20]。