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壳聚糖的研究历史和抗菌性能

   壳聚糖chitosan)甲壳素N-脱乙酰基的产物,甲壳素、壳聚糖、纤维素三者具有相近的化学结构,纤维素在C2位上是羟基,甲壳素、壳聚糖在C2位上分别被一个乙酰氨基和氨基所代替,甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质,尤其是含有游离氨基的壳聚糖,是天然多糖中**的碱性多糖。

   壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强,使得该多糖具有优异的生物学功能并能进行化学修饰反应。因此,壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料。

   壳聚糖为天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物,具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等多种生理功能,广泛应用于食品添加剂、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品、抗菌剂、医用纤维、医用敷料、人造组织材料、药物缓释材料、基因转导载体、生物医用领域、医用可吸收材料、组织工程载体材料、医疗以及药物开发等众多领域和其他日用化学工业。



研究历史

  在虾蟹等海洋节肢动物的甲壳、昆虫的甲壳、菌类和藻类细胞膜、软体动物的壳和骨骼及高等植物的细胞壁中存在大量甲壳素。甲壳素在自然界分布广泛,储量仅居于纤维素之后,是第二大天然高分子,每年甲壳素生物合成的量约有100亿吨,是一种可循环的再生资源,取之不尽、用之不竭,这些天然聚合物的主要分布在沿海地区,印度、波兰、日本、美国、挪威和澳大利亚等国家,壳聚糖已经商业化生产。

甲壳素(chitin)首先是由法国研究自然科学史的布拉克诺(H. Bracolmot)教授于1811年在蘑菇中发现,并命名为Fungine1823年,另一位法国科学家奥吉尔从甲壳类昆虫的翅鞘中分离出同样的物质,并命名为几丁质;1859年,法国科学家C. 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中;1894年,德国人Ledderhose确认Rouget制备的改性甲壳素是脱掉了部分乙酰基的甲壳素,并命名为chitosan,即壳聚糖;1939年,Haworth获得了一种无争议的合成方法,确定了甲壳素的结构;1936年,美国人Rigby获得了有关甲壳素/壳聚糖的一系列授权专利,描述了从虾壳、蟹壳中分离甲壳素的方法,制备甲壳素和甲壳素衍生物的方法,制备壳聚糖溶液、壳聚糖膜和壳聚糖纤维的方法;1963年,Budall提出甲壳素存在着三种晶形;20世纪70年代,对甲壳素的研究增多;20世纪80-90年代,对甲壳素/壳聚糖研究进入全盛时代。


抗菌性能

  壳聚糖具有较强的抗真菌性的事实已为人熟知。Alen等人对46种真菌的抑菌实验发现壳聚糖对薄状菌属、脉孢菌属、座线孢菌属等32种真菌具有抑制作用。一般地,当壳聚糖的浓度达到100μg/mL时,即可表现出抗真菌性,且抗真菌性与壳聚糖颗粒的大小成反比。壳聚糖的聚合度对其抗真菌性有较大的影响,聚合度降低,则壳聚糖所能抑制的真菌种类减少,但抑制的程度加强。Kendra等人还发现,七聚体的壳聚糖具有最强的抗真菌性。

壳聚糖对大肠杆菌、荧光假单胞菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等有良好的抑制作用,并且还能抑制鲜活食品的生理变化。壳聚糖天然无毒,适用于偏酸性及含蛋白质少的食品保鲜,遇高分子和离子性复合物可凝集。例如水果的防腐保鲜,用量为醋酸0.1%+壳聚糖0.05%-0.1%

壳聚糖的衍生物也有很好的抗菌性,甚至强于壳聚糖。

文章出处:https://baike.baidu.com/item/%E5%A3%B3%E8%81%9A%E7%B3%96/3650310?fr=aladdin



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