壳聚糖及其表面性剂复合物的抗菌性与抗菌机理的研究.pdf

摘 要 壳聚糖是由2-乙酰氨基一2．脱氧一D一吡喃葡萄糖和2．氨基．2．脱氧．D．吡哺 葡萄糖通过13一(1—4)糖苷键连接的二元线性聚合物。由于它具有抗菌、抗肿 瘤、增强免疫力等功能，以及其无毒、可降解和可再生等特性而倍受关注。作为 抗菌剂，壳聚糖及其衍生物可以抑制多种细菌、真菌的生长。目前，对壳聚糖及 其衍生物的抗菌活性、影响因素及与结构之间的关系研究还不够完整系统，而对 抗菌机理也只有一些推论性的报道。本文综述了近年来国内外在壳聚糖及其衍生 物的抗菌性、抗菌机理以及壳聚糖与表面活性剂在诸多方面研究应用的进展，并 较系统地考察了壳聚糖及其衍生物的结构参数对抗菌活性的影响与抗菌机理。同 时，还研究了壳聚糖．表面活性剂复合物的抗菌性与其表面活性，以及壳聚糖与 表面活性剂分子间的相容性，探讨分子间非共价健相互作用的本质和规律，从而 确立相容性一结构一抗菌性的关系，以及总结出表面活性荆对壳聚糖增强抗菌性 的机理与基本规律。 主要研究内容与结论如下： 104． 104～44．7x 1_壳聚糖的超声波降解：对4个壳聚糖原料(Mw：154X X104～9．1 DD：9t．6~61．9％)通过超声波降解，得到28个不同分子量(Mw：98．3 X 等方法测定了Mw、DD与结晶性，分析了壳聚糖原料Mw与DD对超声波降解 速率、降解产物Mw、DD、结晶性的影响。结果表明：Mw大，DD低的壳聚糖 降解较快：超声波降解使壳聚糖产物的Mw分布变窄，结晶度提高，且Mw愈 大的原料降解后Mw分布愈窄；超声波降解会降低壳聚糖产物的DD，尤其是 到了55．1％。 2．壳聚糖及其衍生物的抗菌性：采用固体平板与液体培养方法研究了壳聚 糖及其衍生物对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、革兰氏阴性菌大 肠杆菌、绿脓杆菌、真菌白色念珠菌等的最低抑菌浓度(MIC)、抑菌时间(IT)、 抑菌率、短期杀菌效果(180min内)，并考察了分子量、脱乙酰度、降解方法、 有机酸对壳聚糖抗菌性的影响，实验表明：①o．5％壳聚糖溶液在5分钟内就杀 死了1．2log CFU／ml的大肠杆菌，120分钟内杀死全部的大肠杆菌与部分的金黄 色葡萄球菌；它对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌均有抑 制活性，MIC值为O．025～0．05％，但对白色念珠菌无抑制效果；②酶解壳聚糖 产物的抗菌性随分子量的降低而有减弱的趋势，尤其是分子量小于10000的壳低 聚糖MIC值下降1倍：③超声波降解壳聚糖的产物在分子量小且脱乙酰度高时 的抗菌性最强，且脱乙酰度相近的壳聚糖随分子量的降低其抗菌性增强，但分子 量相近的壳聚糖的抗菌性并不一定随脱乙酰度的增加而增强，这可能与样品本身 的分子结构有关；④通过分析壳聚糖衍生物如羧甲基壳聚糖、壳聚糖季胺盐、 壳寡糖、壳聚糖亚硒酸盐、钠米壳聚糖与壳聚糖的季胺盐等的抗菌性认为，壳聚 糖的氨基对其抗菌性是至关重要的，能增强壳聚糖分子的电荷密度，促进其与带 负电荷的细菌表面的相互作用有利于抗菌性的增强，反之亦然。⑤有机羧酸如苯 甲酸、水杨酸、抗坏血酸、柠檬酸与壳聚糖醋酸溶液混合后对细菌的抑菌时间增 长， O．05％壳聚糖醋酸溶液+O．01％水杨酸溶液具有最强的抗菌性，pH5．8时混 合液对细菌有较强的抑制作用。 3．壳聚糖与表面活性剂分子间的相互作用：制备了壳聚糖与两性甜菜碱型 等方法表征了其结构，并用粘度法、GPC法测定了复合溶液的GPC谱图与特性 粘数(㈨)，分析了壳聚糖与表面活性剂的相互作用。结果表明，壳聚糖在pH6 的酸性溶液中，C一2位上的氨基以氨基正离子的形式存在，因而它可以与带有负 电荷的表面活性剂如阴离子型与两性甜菜碱型的表面活性剂以静电作用生成复 合物；由于壳聚糖分子中含有大量的羟基、氨基功能团，其可以与含有羟基的表 面活性剂如烷基多苷形成．OH…OH．或—oH…NH一形式的分子间氢键，从而形 成复合物。复合物的结晶性发生了变化，且易于热分解，这可能是由于复合物中 壳聚糖的高级结构如聚集态、分子链构象等发生了变化。在溶液中，壳聚糖上的 羟