壳聚糖的改性及抑菌性研究
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。
壳聚糖改性、抑菌性及成膜性研究
壳 聚糖 改性 、 菌性 及成 膜 性研 究 抑
殷 雪， 周 岿， 王春颖 ， 刘章 武 ‘
（ 武汉工业学院 食 品科学与工程学院 ， 湖北 武汉 ４ ０ ２ ） ３０ ３
摘
要 ： 壳聚糖通过 改性 ， 备 易溶 于水的 壳聚糖 衍 生物— —羧 甲基 壳聚糖 ， 对 制 并对 它 的成膜
胀后 ， 滤去多 余碱 液。在 上述体 系 中 ， 次加入 定量 分
的氯 乙酸 （ 聚 糖 ：氯 乙酸 ＝１ ． 壳 ：２ ５～１ ） ：６ 的异 丙醇 溶 液 并 不 断 搅 拌 ， 应 在 恒 温 （ 度 范 围 为 反 温
有乳 化稳 定 、 稠 作 用 ， 加 适 用 于 食 品 医药 工 业 增 更
第２ ７卷第 ３期
２０ 年 ９月 ０８
武
汉
工
业
学
院
பைடு நூலகம்
学
报
Ｖｏ． ７ ｏ ３ １２ Ｎ ．
Ｓｐ２ ８ ｅ ． ００
Ｊ ｕｎ ｌ ｏ Ｗ ｕ ａ Ｐ ｌｔｃ ｎｃ Ｕｎｖ ｒｉ ｏ ｒａ ｆ ｈｎ ｏｙｅｈ ｉ ｉｅｓｔ ｙ
文章 编号 ：０ ９４ ８ （ ０ ８ ０ － １ －５ １０ －８ １ ２ ０ ） ３０ ８０ ０
性 、 茵性 进行 研 究。本 实验 主 要 以氯 乙酸 为改性 剂 ， 抑 以异 丙醇 为反 应溶 剂制备 羧 甲基 壳聚 糖， 探讨 了加碱量 、 应 时间、 反 授料 比和反 应 温度等 工 艺条件 对 壳 聚糖羧 甲基 化程 度 的影 响及 不 同投料 比制备 的羧 甲基 壳聚糖 和 不 同浓度 的羧 甲基 壳聚糖 溶 液 的成膜 性 、 茵性 。羧 甲基 抑 化 壳聚糖 最佳反应 条件 为 ： 浓度 ５ ％ 、 应温度 ５ ， 碱 ０ 反 ０℃ 反应 时 间 ３ ， 壳聚糖 与 氯 乙酸 的质量 ｈ 比为 ｌ ． ， ：４ ５ 粘度 ４ ｍＰ ｓ取 代 度 ０ ７ Ｄ ， 液 澄 清 ， 分钟 后 溶 解。 浓度 为 ｌ 左 右 时 ， ６ ａ・ ， ．４ Ｓ 溶 数 ％
壳聚糖的改性研究进展及其应用
壳聚糖的改性研究进展及其应用壳聚糖是一种天然高分子材料，由于其具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性，因此在工业、生物医学等领域得到了广泛的应用。
然而，壳聚糖也存在一些不足之处，如水溶性差、稳定性低等，因此需要对壳聚糖进行改性研究，以提高其性能和应用范围。
壳聚糖的改性方法主要包括化学改性和物理改性。
化学改性是通过化学反应改变壳聚糖的分子结构，从而提高其性能。
例如，通过引入疏水基团可以改善壳聚糖的水溶性和生物相容性。
物理改性则是通过物理手段改变壳聚糖的形态、结构等因素，以达到提高性能的目的。
例如，通过球磨法可以制备壳聚糖纳米粒子，从而提高其在生物医学领域的应用效果。
目前，壳聚糖的改性研究已经取得了显著的进展。
然而，仍存在一些问题和挑战。
其中，如何保持壳聚糖的生物活性是改性过程中面临的重要问题。
改性后的壳聚糖可能会出现新的毒性问题，因此需要进行深入的毒性研究。
未来，随着壳聚糖改性技术的不断发展，相信这些问题将逐渐得到解决。
壳聚糖在工业、生物医学等领域有着广泛的应用。
在工业领域，壳聚糖可用于制备环保材料、化妆品添加剂、印染助剂等。
例如，通过接枝共聚将壳聚糖与聚丙烯酸制成高分子复合材料，可用于制备可生物降解的塑料袋等环保材料。
在生物医学领域，壳聚糖可用于药物传递、组织工程、生物传感器等方面。
例如，利用壳聚糖制备的药物载体能够实现药物的定向传递，提高药物的疗效并降低毒副作用。
在生物医学领域，壳聚糖还可用于组织工程。
通过将壳聚糖与胶原等生物活性物质结合，可以制备出具有良好生物相容性和生物活性的组织工程支架。
这些支架可为细胞生长提供适宜的微环境，促进组织的再生和修复。
壳聚糖还可用于制备生物传感器，用于检测生物分子和有害物质。
例如，将壳聚糖与酶或抗体结合制成生物传感器，可实现对血糖、胆固醇等生物分子和有害物质的快速、灵敏检测。
壳聚糖作为一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性，在工业、生物医学等领域得到了广泛的应用。
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。
壳聚糖改性与应用
Content
1
壳聚糖
2
壳聚糖的抗菌应用
壳聚糖的改性
3
壳聚糖
壳聚糖又名脱乙酰甲壳素、聚氨基葡 萄糖，化学式为（C6H11NO4）n。它是一种性 质活泼的高分子聚合物，结晶度较高，广 泛存在与虾蟹等低等动物、藻类等低等植 物、蘑菇等大型真菌中。甲壳素在碱性条 件下加热脱去N-乙酰基后得到壳聚糖。
壳聚糖抗菌成膜喷剂
喷雾型分子级隐形敷料，喷洒在皮肤、黏
膜患处及损伤表面，通过全新的物理及生物双 重抗菌机制，隔离、杀灭病原微生物，同时促
进组织修复与再生。
用于各种外伤伤口，保护创面，预防皮肤、 粘膜及损伤表面感染，并能迅速止血止痛，促
进创面愈合，缩短愈合时间，抑制伤口疤痕形
成；用于皮肤粘膜感染部位的抗感染治疗和预 防继发性感染。
会在-NH2上发生取代，要想得到结构单一的羧
甲基壳聚糖，并且影响抗菌活性，必须严格控 制反应条件。当在碱性下反应时，羧甲基化反
应的活性为：一级羟基的活性﹥二级羟基的活
性﹥氨基的活性。
壳聚糖的改性
季铵化反应 季铵化是另一种增强壳聚糖水溶性和抗菌性 的改性方法。实现壳聚糖季铵化一般有两种方式： 1.直接将壳聚糖骨架上的氨基修饰为季铵盐；2. 在壳聚糖骨架之外引入季铵基团，这种季铵化方 法可以在壳聚糖分子结构中引入不同碳数的烃基， 从而得到不同碳链长度的壳聚糖季铵盐衍生物。 季铵化后的壳聚糖水溶性增加，抗菌活性增 加。
壳聚糖的改性
羧烷基反应
壳聚糖与氯乙酸在碱性条件下反应可制得羧甲基
壳聚糖，这是现今应用得最多的壳聚糖衍生物之一。 羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物，其抗菌活
性高于壳聚糖。壳聚糖羧烷基化抗菌活性提高的原因：
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。
原子转移自由基聚合法改性壳聚糖及其抑菌性研究
原 子 转 移 自 由基 聚 法 改 性 壳 糖 合 聚 及 其 抑 茵 性 研 究
常 彩 萍 ， 玉 民 ， 尼 娜 ， 坤 杰 宋 栾 王
（ 西北师 范大学 化学化 工学 院 ， 甘肃 兰州 ７０７ ） ３００
摘 要： 合成 了大分子 引发剂（ ｓＢ ） ｃ ．ｒ——壳聚糖 （ ｓ 接枝 ２溴丙酰溴 ， ｃ） ． 然后 以溴化亚铜 与五 甲基二 乙烯三胺 （ Ｍ Ｅ Ａ） Ｐ Ｄ Ｔ 为催化体 系， 氯甲基化 甲基丙烯 酸二 甲氨 乙酯季铵盐（ ＭＣ 为单 体 ， Ｄ ） 利用原子转移 自由基聚合法
（ ｏｅｅｏ ｅ ｉｒ ｎ ｈｍｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｎ ｒ ｗ ｓ Ｎ ｒａ Ｕ ｉ ｒ ｔ，￣ｌ Ｏ ３ ００ Ｃ ｉａ Ｃ ｌｇ ｆ ｈ ｍｓ ｙａｄｃｅ ｃ ｇｎｅ ｎ ，ｏｔ ｅｔ ｏ ｌ ｎ ｅｓｙ］ Ｚ ｌ７０ ７ ， ｈｎ ） ｌ ｃ ｔ ａｅ ｉ ｈ ｍ ｖ ｉ ． ｈｌ ＡｂｔａｔＴ ｅ ｍ ｅ ｉｔ ｔ （ ＳＢ ） ｗ ｓｃｍｐｓｄ ｗｔ ｈｔ ａ Ｃ ） ａｄ ２ｂｏ ｏ ｒｐ ｎｌｂｏ ｄ． ｈ ｎ ｗｔ Ｃ ・ｒ鹊 ｓｒｃ：ｈ ａｒ ｎ ｉｏ Ｃ ．ｒ ａ ｏ ｏｅ ｉ ｃｉ ｓｎ（ Ｓ ｎ －ｒ ｐｏｉ ｙ ｒ ｅＴ ｅ ， ｉ Ｓ Ｂ ｏ ｉａ ｒ ｈ ｏ ｍ ｏ ｍｉ ｈ ｍ ｃ ｉｉａ ｒ ｎ ｕ ＃ Ｎ， Ｎ ， ， ．ｅｔ ｔｙ ｉｈｌｎｔａ ｎ （ ＭＤ Ｔ ａｒ ｎ ｉｏ ｄＣ Ｂ ｏ ｔｔ ａ Ｎ， Ｎ Ｎ ｐｎ ｍｅ ｌ ｅ ｙｅｅ ｉ ｅ Ｐ Ｅ Ａ） ａ ａ ｌ ｔ ａｎ ｖｌｍ ｔ ｉ （ ＳＢ — ａ ｈｄ ｔ ｒ ｍｉ ｓａｃｔｙ ， ｏｅ ａ ｒ Ｐ Ｃ －ｒ ａｓ ｅａ ｌ
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]。
壳聚糖降解、抑菌性能及其应用研究的开题报告
壳聚糖降解、抑菌性能及其应用研究的开题报告
目的：
本研究旨在探讨壳聚糖的降解性能、抑菌性能及其在医药、食品等领域的应用，为其在实际应用中提供理论依据和实际参考。
方法：
1. 文献综述：通过查阅大量文献，了解壳聚糖的性质、降解、抑菌机制及其应用情况，为后续实验提供基础知识和研究思路。
2. 壳聚糖降解实验：采用不同方法对壳聚糖进行降解实验，探究其在不同条件下的降解速率、降解产物等情况，分析并比较各种降解方法的优缺点。
3. 抑菌实验：采用不同浓度的壳聚糖对不同类型的细菌进行抑菌实验，观察其抑菌效果，研究其抑菌机制。
4. 应用探究：将壳聚糖应用于医药、食品等领域，研究其应用效果及安全性。
预期结果：
通过实验研究和文献综述，本研究预期能够掌握以下方面的知识：
1. 壳聚糖的性质及其在不同条件下的降解速率、降解产物等情况。
2. 壳聚糖对不同类型的细菌的抑菌效果、抑菌机制。
3. 壳聚糖在医药、食品等领域的应用情况及其应用效果、安全性。
4. 壳聚糖的优缺点，为其在实际应用中提供理论依据和实际参考。
意义：
本研究旨在探究一种新型生物材料——壳聚糖的降解性能、抑菌性能及其在医药、食品等领域的应用，为其在实际应用中提供理论依据和
实际参考，具有重要的研究意义和应用价值。
同时，本研究还可以促进学科交叉融合，推动创新型人才培养，对于推动我国生物医学工程、生物制造等方面的发展也具有重要的现实意义。
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]。
聚丙烯酸修饰壳聚糖的抗菌性能及机制探究
聚丙烯酸修饰壳聚糖的抗菌性能及机制探究概述：抗菌材料的研究和应用对于解决细菌感染和传播的问题至关重要。
壳聚糖是一种天然的生物材料，具有良好的生物相容性和生物可分解性。
为了提高壳聚糖的抗菌性能，在其表面引入聚丙烯酸修饰，可以有效改善其抗菌活性。
本文将探究聚丙烯酸修饰壳聚糖的抗菌性能，并讨论其可能的机制。
引言：细菌感染和传播是公共卫生领域的重要问题，需要寻找新的抗菌材料来解决这一问题。
纳米技术在材料科学中的广泛应用，为我们提供了改善材料抗菌性能的新途径。
壳聚糖作为一种生物可降解的天然高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可分解性，因此成为了研究的热点。
抗菌性能实验：为了探究聚丙烯酸修饰壳聚糖的抗菌性能，我们进行了一系列实验。
首先，我们制备了不同浓度的聚丙烯酸修饰壳聚糖。
然后，通过稀释涂覆的方法将修饰的壳聚糖涂覆在培养皿中的细菌培养基上。
接下来，在不同时间点对细菌的生长情况进行观察和测量。
实验结果显示，聚丙烯酸修饰壳聚糖对细菌的抑制作用呈现出浓度依赖性。
较高浓度的聚丙烯酸修饰壳聚糖能够更有效地抑制细菌的生长。
抗菌机制的探究：进一步的研究表明，聚丙烯酸修饰壳聚糖的抗菌性能可能与多个机制相关。
首先，聚丙烯酸修饰壳聚糖的表面具有一定的电荷，可能通过静电作用吸附并抑制细菌的生长。
其次，聚丙烯酸修饰壳聚糖的修饰层可以与细菌细胞膜相互作用，导致细胞膜的破裂和细胞内容物的泄漏。
此外，聚丙烯酸修饰壳聚糖还可以通过产生活性氧化物来破坏细菌的代谢过程，进一步抑制其生长。
这些机制的综合效应可能是聚丙烯酸修饰壳聚糖表现出较好的抗菌性能的主要原因。
应用前景：聚丙烯酸修饰壳聚糖作为一种抗菌材料，具有广阔的应用前景。
首先，聚丙烯酸修饰壳聚糖可以应用于医疗领域，用于制备具有抗菌性能的医用敷料、手术缝合线等。
其次，聚丙烯酸修饰壳聚糖还可以应用于食品领域，用于保鲜包装材料等。
此外，聚丙烯酸修饰壳聚糖还可以应用于环境领域，用于制备具有抗菌性能的过滤材料等。
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。
壳聚糖的抑菌作用及在农业中的应用
2.4 可降解壳聚糖地膜
使用地膜可以增加土壤温度, 保水保墒, 促进农作物早熟, 提高产量, 但 地膜使作物丰收的同时, 也造成了严重的环境污染, 残留在土壤中不能分解的 废膜, 导致土壤结构恶化, 土地透气性变差, 植物的生长和对水的吸收都受到阻 碍, “白色革命”附带来了“白色公害”, 利用壳聚糖的成膜性及生物可降解性, 可 制成具有良好粘附性、通透性和一定抗拉强度的农用地膜。代替现在广泛使 用的聚乙烯地膜, 这种地膜无污染、成本低、强度高, 并且具有改良土壤的作 用。研究发现, 壳聚糖应用在种衣剂中具有较好的成膜性能, 且通过优化助剂, 可以有效地降低药剂在水中的溶解淋失率, 提高药剂在种子表面的附着力。近 年来, 日本利用壳聚糖具有的良好成膜性能开发出壳聚糖塑料降解地膜、生物 可降解地膜, 壳聚糖的生物可降解性在工业上也具有广泛的应用前景, 如制作 可降解饭盒、包装材料等。
增强植物细胞壁
1.1 诱导植物抗性蛋白的产生
壳聚糖及其衍生物可诱导植物产生抵御病原物质的抗性蛋 白——致病相关蛋白PR(pathogenesis -related proteins) 。 壳聚糖所诱导的抗性蛋白主要为植物抗毒素(phtoalexin)、几 丁质酶(chitinase)、壳聚糖酶(chitosanase)和 1, 3一葡聚糖酶 ( l, 3一glucanase)等。许多研究都表明, 壳聚糖可诱导植株产 生几丁质酶、壳聚糖酶和 l, 3-葡聚糖酶, 这些酶的底物是真菌 细胞壁的主要组分, 几丁质酶特别是在与1, 3-葡聚糖酶的共同 作用下可在体外抑制真菌的生长。壳聚糖诱导出的几丁质酶、 壳聚糖酶和l, 3-葡聚糖酶彼此之间还有协同效应, 以致抗菌作 用更为明显。
壳聚糖的抑菌作用及在农 业中的应用
壳聚糖(chltosan)是甲壳素(chitin)的一种重要 衍生物，是甲壳素脱乙酰基转化而成的产物。甲壳素 来源于甲壳类动物，甲壳素(Chitin)也叫甲壳质、几 丁、几丁质、蟹壳素、明角壳蛋白、壳多糖，广泛存 在于低等动物(如甲壳纲、昆虫纲和蛛形纲等节肢动物 外壳)和低等植物(如真菌、藻类、酵母等)的细胞壁中。 是自然界中最丰富的天然高分子化合物之一(仅次于纤 维素)和第二大含氮化合物(仅次于蛋白质)。 据估计， 地球上每年由生物合成的甲壳素约有100亿吨，是一种 取之不尽、用之不竭的再生资源。人们利用和研究甲 壳素已有近百年的历史. 因为它的安全无毒性、可生 物降解性及生物相容性和独特的理化性质和生物活性。 应用范围扩展到化妆品、膜材料、纤维材料、催化剂、 混凝剂、酶和细胞的固定化载体、药物载体、吸附剂 等多个领域和农业、环境保护、食品工业、医药、分 析化学及轻纺工业 。
壳聚糖的改性及抑菌性研究
（１ Ｃｏｌｅ ｅ ｏｆＣｈｅ ｉｔ ｙ ａ ｄ Ｃｈ ｍ ｉａｌＥｎ ｎｅ ｒｎｇ， Ｎｏｒｈｗ ｅ ｔＮ ｏｒ ａ ｎｉ ｒ ｉｙ， Ｌａ ｈｏｕ ７ ０７ ． ｌｇ ｍ ｓ ｒ ｎ ｅ ｃ ｇｉ ｅ ｉ ｔ ｓ ｍ ｌＵ ｖｅ ｓｔ ｎｚ ３０ ０， Ｇ ａ ｓ ｎ ｕ， Ｃｈｉ ｎａ； ２． Ｃｏｌｅ ｆ ｉｎｃ ， Ｎｏｒｈｗｅ ｔＮ ｏ ｍ ａ ｎｉｅｒ ｉｙ， Ｌａ ｈｏ ｌｇｅ ｏｆＬｉｅ Ｓｃｅ ｅ ｔ ｓ ｒ ｌＵ ｖ ｓｔ ｎｚ ｕ， ７ ００７ ３ ０， Ｇ ａ ｓ ｎ ｕ， Ｃｈｉ ） ｎａ
ｆ ｒ ｆ ｎｇ ． Ｔｈｅ ｍ ｉ ｉ ａ ｎｈｉ ｉｏ ｙ ｃ ｎｃ ｎｔ ａ ｉ ｎ（ Ｉ ）ｉ ． ９ ｍ ｇ・ Ｌ ｆ ｕ ｕｓ ｔ ｉｍ ｅ ｅ ｆｔ ｅ ｏ ｕ ｕｓ ｎ ｍ ｌｉ ｂ ｔ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔｏ Ｍ Ｃ ｓ ０ ３ ｍ ｏｒｆ ｎｇ ， ｈｅ ｄ ａ ｔ ｒｏ ｈ ｉ ｉ ｔｏ ｏ ｅ Ｓ ２ ｍ ｍ ． ｎｈ ｂｉｉ ｎ ｚ ｎ ｓ ｉ １
ＰＨ ＧＨ ｓ ｂｅ ｔ ｒ ｔ ａ ｈ ｔｏ ｏ ｕｎ ｓ。 ｇｒ ｍ— ｓｔｖ ｃ ｅ ｉ ｎ ａ ｎｅ ｔｖ ｃ ｅ ｉ ｅ ｐ ｃ ａ ｌ ｉ ｔ ｅ ｈ ｎ ｔ ａ ｆＣＳ ｆ ｒｆ ｇｕ ａ ｐｏ ｉｉ ｅ ｂａ ｔ ｒａ ａ ｄ ｇｒ ｍ— ｇａ ｉ ｅ ｂａ ｔ ｒａ， ｓ ｅ ｉｌｙ
第 ４ ６卷 ２ １ Ｏ Ｏ年 第 ３期
Ｖｏ１ ６ ２０ Ｎ ｏ ．４ １０ ．３
西
北 师 范
大
学
学
报 （ 自然 科学 版 ）
壳聚糖的改性及作为生物材料的应用研究
第24卷 第2期V ol 124 N o 12材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of Materials Science &Engineering总第100期Apr.2006文章编号:167322812(2006)022*******壳聚糖的改性及作为生物材料的应用研究李东旭,耿燕丽(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009) 【摘 要】 本文介绍了近年来国内外对壳聚糖改性的多种方法,以及接枝共聚;并简单介绍了壳聚糖作为生物材料的应用研究概况。
【关键词】 壳聚糖;改性;接枝共聚;生物材料中图分类号:T Q314.1 文献标识码:AModification of Chitosan and its Application Study for Biom aterialsLI Dong 2xu ,GENG Yan 2li(Materials Science and E ngineering college of N anjing U niversity of T echnology ,N anjing 210009,China)【Abstract 】 In this article ,several methods about m odification of chitosan both here and abroad were introduced as well as graftcopolymerization.Otherwise ,application study of chitosan for biomaterial was als o introduced briefly.【K ey w ords 】 chitosan ;m odification ;graft copolymerization ;biomaterial收稿日期:2005204218;修订日期:2005206221基金项目:江苏省研究生创新基金资助项目:国家“973”资助项目(2001C B610703)作者简介:李东旭,男,教授,E 2mail :d ongxuli @.1 概 述壳聚糖(chitosan )为甲壳素N 2脱乙酰基所得的产物,在天然高分子中的含量仅次于纤维素。
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第46卷2010年第3期 西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版) Vol 146 2010 No 13 Journal of Northwest Normal University (Natural Science ) 收稿日期:2009Ο10Ο13;修改稿收到日期:2009Ο12Ο23基金项目:甘肃省自然科学基金资助项目(0710J RZA108);甘肃省高分子材料重点实验室基金资助项目作者简介:宋玉民(1951—),女,甘肃张掖人,教授,博士研究生导师.主要研究方向为生物无机化学.E Οmail :songym @nwnu 1edu 1cn壳聚糖的改性及抑菌性研究宋玉民1,常彩萍1,达文燕2,栾尼娜1(1.西北师范大学化学化工学院,甘肃兰州 730070;2.西北师范大学生命科学学院,甘肃兰州 730070)摘 要:在氮气保护下,以硝酸铈铵为氧化还原引发剂,冰乙酸为溶剂,通过壳聚糖(CS )与盐酸聚六亚甲基胍盐衍生物(PH GH )的接枝共聚反应,制备出了具有较好水溶性的CS/PHGH 材料.采用红外光谱、元素分析对该材料进行了表征,并对其抑菌性实验进行了研究.结果表明,合成的水溶性CS/PH GH 对真菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的抑制作用均优于壳聚糖,尤其对真菌的抑菌效果最灵敏,其最小抑菌浓度(MIC )为0139mg ・mL -1,抑菌圈直径为21mm.关键词:壳聚糖(CS );盐酸聚六亚甲基胍(P H GH );接枝共聚;抑菌性中图分类号:O 63611 文献标识码:A 文章编号:10012988Ⅹ(2010)0320071204Modification of chitosan and it s antibacterialSON G Yu 2min 1,C HAN G Cai 2ping 1,DA Wen 2yan 2,L UAN Ni 2na 1(1.College of Chemistry and Chemical Engineering ,Northwest Normal University ,Lanzhou 730070,G ansu ,China ;2.College of Life Science ,Northwest Normal University ,Lanzhou ,730070,G ansu ,China )Abstract :Grafting guanidine polymer (PH GH )onto chitosan (CS )is conducted by free 2radical polymerization using ceric ammonium nit rate as an initiator in t he acetic acid solution under nitrogen at mo sp here and t he CS/P H GH of new material is produced.The F T 2IR ,element analysis of new material is tested.And t he antibacterial of t he new material is investigated.The result s show t hat t he antibacterial activity of CS/P H GH is better t han t hat of CS for f ungus ,gram 2po sitive bacteria and gram 2negative bacteria ,especially for f ungus.The minimal inhibitory concent ration (M IC )is 0139mg ・mL -1for f ungus ,t he diameter of t he inhibition zones is 21mm.K ey w ords :chito san (CS );polyhexamet hylene guanidine hydrochloride (P H GH );graft copolymer ;antibacterial 随着生活质量的提高以及现代科学技术的飞速发展,人们不可避免地接触到各种各样的细菌、真菌等微生物.这些微生物在特定条件下迅速繁殖,并通过各种接触方式传播疾病,影响人们的健康,故抗菌材料的研究引起学者们的广泛关注.壳聚糖(CS )是甲壳素的衍生物,是唯一的碱性天然多糖,具有许多独特的物理、化学性质和生物功能[1].然而通常情况下,CS 仅溶于酸或酸性溶液,直接限制了它在各方面的应用.由于CS 分子内存在游离的氨基、羟基,可进一步改性,其衍生物不但溶解性大大增加,且抑菌效果也显著增强.有关CS 的抑菌性及生物相溶性,国内外均有报道[2,3],杜予民等报道了一种壳聚糖胍盐衍生物的制备方法[4],但对改性后壳聚糖的溶解性,对细菌真菌的最小抑菌浓度、抑菌圈直径、温度与时间对菌种生长的影响均未见报道.笔者针对壳聚糖难溶于水的特点,通过甲基丙烯酸缩水甘油酯与盐酸聚六亚甲基胍的反应引入乙烯基,以硝酸铈铵为氧化还原引发剂,与壳聚糖反应制备出水溶性较好的壳聚糖胍盐衍生物,并研究了新材料的抑菌性质.17西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版) 第46卷 Journal of Northwest Normal University(Natural Science) Vol146 1 实验部分111 主要原料及仪器壳聚糖(CS),脱乙酰度≥90%;盐酸胍, 98%;1,62己二胺、冰乙酸、硝酸铈铵(CAN)均为分析纯试剂;甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)使用前减压蒸馏,取75℃的馏分.真菌(白色念珠菌)、革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌与枯草芽孢杆菌)、革兰氏阴性菌(大肠杆菌),营养肉汤培养基.主要仪器:TJ270230型红外光谱仪,K Br压片;元素分析仪;7222型分光光度计;LDZX4OCI 型立式自动压力蒸汽灭菌锅(上海中安医疗器械厂)生化培养箱(国华电器);SNCJ1BU无菌操作台(苏净集团安泰公司).112 合成过程等物质量的1,62己二胺和盐酸胍在120℃熔融反应015h,待N H3释放后,升温180℃继续反应2h,然后快速冷却至室温,得到白色或者乳白色的、无异味的固体反应产物[5],用P H GC表示.将518788g的P H GC溶于50mL体积比为2∶1∶1的乙醇、丙酮和水的混合溶液中,412930g 的GMA溶于4mL的丙酮,将上述两者混合,氮气保护下于40～45℃搅拌反应6h,然后旋转蒸发得到产物P H GC2GMA(P H GH)[6].将016909g的P H GH溶于1312mL等物质量的蒸馏水和乙酸混合溶液中,加入210425g壳聚糖并搅拌,通N210min后加入010148g的硝酸铈铵,用011mg・L-1的稀硝酸调节p H为5～6,N2氛围中搅拌反应3h,丙酮沉降,得到粗接枝产物.用乙醇抽提8h,真空干燥,研磨得到316568 g纯接枝产物.对产物进行红外和元素分析表征.接枝率(y)根据[7]y=(m1-m0)/m0×100%计算,式中m1为抽提后壳聚糖胍盐衍生物质量(g);m0为壳聚糖质量(g).113 抑菌性测试最小抑菌浓度:采用试管倍比稀释法.无菌箱中,在12支无菌试管中加入等体积的营养肉汤液体培养基,1号试管中加入25mg・mL-1受试药液(用无菌水配制受试药壳聚糖胍盐衍生物),倍比稀释至10号试管,然后1到11号试管中各加入012 mL菌液(11号为加培养基和菌液的对照试管,12号为只加培养基的空白对照管),将试管在恒温振荡箱中恒温(细菌37℃,真菌28℃)振荡18h,之后肉眼观察抑菌性(出现浑浊现象为细菌生长的试管,反之亦然).记录出现浑浊现象的前一号试管中受试药液浓度即为最小抑菌浓度.抑菌圈直径测定:采用滤纸片法.经3次共孵育54h的4种菌液各012mL分别接种于营养肉汤琼脂平板上,然后在平板上置蘸有浓度为25mg・mL-1壳聚糖胍盐衍生物溶液、壳聚糖(壳聚糖用加少许乙酸的无菌水溶解)溶液和无菌水的3张滤纸片,将平板于37℃(细菌)和28℃(真菌)孵箱中培养18h后测抑菌圈直径,每组实验均重复3次.温度对细菌(真菌)生长的影响:在培养至对数期的菌悬液(1×105CFU・mL-1)中加入受试药液,终浓度为10mg・mL-1,并做空白对照实验.分别在20,30,40,50℃培养18h,然后稀释涂于平板,计算出每平板的菌落数,以菌落数为纵坐标,温度为横坐标作图.作用时间对细菌(真菌)生长的影响:在培养至对数期的菌悬液(1×105CFU・mL-1)中加入受试药液,终浓度为10mg・mL-1,并做空白对照实验.30℃温箱孵育,分别培养50,100,150,200, 250min后,用7222型分光光度计于600nm测定OD值(浊度)[8].以OD值为纵坐标,时间为横坐标作图.2 结果与讨论211 壳聚糖胍盐衍生物红外光谱与元素分析图1为壳聚糖胍盐衍生物(a)与壳聚糖(b)的红外对比图.由图1可见,(a)在1729cm-1处为P H GH中酯羰基(C O)的伸缩振动吸收峰, 1637,3433cm-1处亚胺基与羟基的吸收峰比(b)的强,原因为P H GH中存在亚胺基与羟基使吸收峰变宽,此数据与文献[6]报道的数据一致.表1为壳聚糖胍盐衍生物的元素分析数据,其中氮元素的含量为4177%,比壳聚糖的含氮量低,因为壳聚糖胍盐衍生物的分子量比壳聚糖的大.按照接枝率公式得出接枝率为79%.以上结果均表明胍盐衍生物接枝到壳聚糖骨架上.表1 壳聚糖胍盐衍生物的元素分析Tab1The element analysis of guanidineof chitosan derivatives接枝产物主要组成元素C/%H/%N/%测定值421496104417727 2010年第3期 宋玉民等:壳聚糖的改性及抑菌性研究 2010 No13Modification of chitosan and itsantibacteriala 壳聚糖胍盐衍生物;b 壳聚糖图1 壳聚糖胍盐衍生物与壳聚糖的红外对比图Fig1The infrared image of guanidineof chitosan derivatives and chitosan212 最小抑菌浓度(MIC)测定等量的壳聚糖胍盐衍生物与壳聚糖在相同时间内对4种菌种的最小抑菌浓度测试结果见表2.与壳聚糖比较,壳聚糖胍盐衍生物对4种菌种的M IC值均减小.对白色念珠菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的M IC值为0139mg・mL-1,枯草芽孢杆菌的M IC值为3113mg・mL-1.从表2也可看出对白色念珠菌的抑菌效果最好,对金黄色葡萄球菌的抑制效果次之,对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的抑制效果差.表2 壳聚糖胍盐衍生物与壳聚糖对真菌、革兰氏阴性菌和阳性菌的最小抑菌浓度Tab2The minimal inhibitory concentration of guanidine of chitosan derivatives and chitosan for f ungus,gram2negative bacteria and gram2positive bacteria最小抑菌浓度/mg・mL-1白色念珠菌金黄色葡萄球菌枯草芽胞杆菌大肠杆菌壳聚糖胍盐衍生物0139013931130139壳聚糖25100115661250178213 抑菌圈直径测定表3为壳聚糖胍盐衍生物与壳聚糖对真菌、革兰氏阳性菌和阴性菌的抑菌圈直径数据.由表3知,壳聚糖对白色念珠菌的抑菌圈直径为6mm,壳聚糖胍盐衍生物对其的抑菌圈直径为21mm,两者相差15mm.同样得到壳聚糖胍盐衍生物与壳聚糖对枯草杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别相差11mm和6mm,而对大肠杆菌只相差5 mm.由此可见,壳聚糖胍盐衍生物对白色念珠菌的抑菌效果最好,对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌效果依次减弱.表3 壳聚糖胍盐衍生物与壳聚糖对真菌、革兰氏阳性菌和阴性菌的抑菌圈直径Tab3The inhibition zone of guanidine of chitosanderivatives and chitosan for fungus,gram2positivebacteria and gram2negative bacteria抑菌圈直径/mm白色念珠菌金黄色葡萄球菌枯草芽胞杆菌大肠杆菌壳聚糖胍盐衍生物21142213壳聚糖68118 214 温度对抗菌性能的影响图2(第74页)为壳聚糖胍盐衍生物在不同温度下对4种菌种生长影响的曲线.由图2可见,30℃时,对照组的细菌与真菌菌落数均增加,而加受试药液测试组的菌落数减少,说明30℃时抑制了菌种的生长.当温度达到或超过40℃时,对照组与测试组的菌落数均减少.对照组菌落数减少的原因可能是温度过高,破坏了细菌与真菌生存的生理功能. 215 作用时间对抗菌性能的影响图3(第74页)为壳聚糖胍盐衍生物在不同时间对4种菌种生长影响的曲线.由图3可见,加入受试药液后,菌种生长均受到抑制.尤其在150 min时,白色念珠菌相对其他菌种,其浊度比空白对照组小很多,证明该材料抑制了大量真菌的生长.在给定条件下,该材料对菌种的有效抑制时间在200min内.200min后,随着时间地延长,菌种数量开始增加.原因可能为随着时间的延长,受试药液浓度降低,菌种开始回长.3 结论制备出的壳聚糖胍盐衍生物克服了壳聚糖难溶于水、在体内难以发挥作用的特点,并且对真菌、革兰氏阳性菌与阴性菌的抑制作用均优于壳聚糖,因此有望在临床治疗消炎、止痛、止痒、消肿化瘀、吸收和排除坏死组织渗出液等方面广泛应用.参考文献:[1] MU ZZARELL I RAA.Chitin[M].New Y ork:Pergamon 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