水溶性壳聚糖对几种常见菌的抑制作用及其机理初探
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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%。
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(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。
壳聚糖生物抗菌痔疮敷料(凝胶)关于壳聚糖壳聚糖是一种天然高分子聚合物,属于氨基多糖,学名为[(1.4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖] 。
是至今为止发现的唯一带阳离子电荷的碱性多糖,壳聚糖在自然界中广泛存在于低等生物菌类,藻类的细胞,节支动物虾、蟹、昆虫等的外壳中。
生物相容性好、毒性低、可生物降解,广泛应用于食品、医药、保健、生物工程等领域。
1. 抗菌作用壳聚糖对多种细菌的生长具有抑制作用,表现出类似抗生素的特征。
研究表明,壳聚糖对表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希杆菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌等实验菌株均具有抑制作用,甚至对一般抗生素难以抑制的白色念珠菌也有抑制作用。
壳聚糖的抑菌抗菌机制,一般认为大分子壳聚糖通过自身的所带的正电荷与微生物细胞膜所携带的负电荷的相互作用,破坏细菌细胞壁原有结构,造成细胞成分的泄漏而起到抗菌作用。
而小分子的壳聚糖,通过渗透进入细胞内与带有阴离子的生物大分子发生类似“絮凝”作用,扰乱细胞的正常生理功能,阻断DNA的生物合成,从而抑制细菌的繁殖和生长。
2. 促进皮肤组织愈合和修复壳聚糖可促进上皮细胞的再生,通过介导细胞增殖而促进伤口愈合,通过温和的急性炎性反应吸引大量的多形核细胞和巨噬细胞以清除组织碎片和血凝块。
壳聚糖可促进纤维细胞的迁移,对基质细胞有趋化、迁移、激活作用,并加速细胞增殖和组织重塑过程,促进皮肤组织修复。
壳聚糖的降解产物N-乙酰葡萄糖胺(NAG)对组织的疤痕修复非常重要。
3、止血作用壳聚糖本身具有止血作用。
同时,壳聚糖通过其与红细胞膜之间的相互作用,主要是对红细胞的凝集作用而实现止血。
其止血机理是:带正电荷的壳聚糖与细胞表面带负电荷的神经氨酸残基的受体发生相互作用,促进血小板的聚集,激活凝血系统,交联红细胞形成血块。
而且壳聚糖具有明显的膜形成作用,可以加速伤口愈合和防止大出血。
4. 成膜性壳聚糖以其氢键相互交联成网状结构,是一种理想的成膜物。
壳寡糖的抑菌作用原理
壳寡糖(chitosan oligosaccharides,COS)的抑菌作用原理包括以下几个方面:
1. 细胞壁破坏:壳寡糖能够与细菌细胞壁上的负电荷结合,导致细菌细胞壁结构破坏,增加细菌对外界环境的敏感性,从而抑制细菌的生长和繁殖。
2. 酶抑制:壳寡糖能够抑制一些细菌产生的酶活性,如β-内酰胺酶和凝固酶等,影响细菌的代谢和生理功能,进而抑制细菌的生长。
3. DNA损伤:壳寡糖能够与细菌的DNA结合,造成DNA链的断裂和损伤,干扰细菌的遗传物质的复制和修复过程,从而抑制细菌的繁殖。
4. 细菌膜透性增加:壳寡糖能够改变细菌细胞膜的结构和功能,增加细菌对外界物质的透过性,导致细菌细胞内部环境紊乱,进而抑制细菌的生长。
5. 免疫调节作用:壳寡糖还可通过调节机体免疫系统功能,增强机体的免疫能力,使机体能够更好地对抗细菌感染。
总之,壳寡糖的抑菌作用原理主要包括细胞壁破坏、酶抑制、DNA损伤、细菌膜透性增加和免疫调节作用等。