壳聚糖复合材料的抗菌性 1 壳聚糖抗菌机理 壳聚糖的抗菌机理大致可根据其对细胞外成分、细胞膜、细胞内成分的影响 分为3类： （1)大分子量的壳聚糖通常无法穿透细胞壁和细胞膜，其潜在的抗菌机理是通过对细胞必需金属进行螯合作用，从而抑制细菌的生长，以及可能在细胞外形成阻碍层，防止氧气与营养物质进入细胞内； （2)壳聚糖质子化氨基的正电荷与细菌细胞表面的负电荷基团相互作用，会导致细胞膜通透性增强和溶解，进而使得细胞质成分泄漏导致细胞死亡； （3)部分小分子量壳聚糖被认为可以穿 过细胞膜进入细胞内部，从而影响DNA/RNA、蛋白质合成和线粒体功能进而起 到杀死细胞的作用。 2壳聚糖纳米材料的抗菌性研究进展 2.1.売聚糖／二氧化钛纳米粒子复合材料 壳聚糖／纳米二氧化钛复合薄膜材料具有更好的抗菌性能，提高了食品的保 质期，是目前食品包装领域的研究热点之一。Diaz课题组制备了壳聚糖／纳米二氧化钛复合薄膜材料，研究发现复合薄膜材料对大肠杆菌和革兰氏阴性菌生长有明显抑制作用。此外，在壳聚糖中添加二氧化钛纳米粒子还能阻止壳聚糖薄膜的降解。Wang等在壳聚糖中掺入纳米二氧化钛粉末，制备了壳聚糖／纳米二氧化钛复合薄膜材料。结果表明：复合薄膜材料对食源性病原微生物（如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和黑曲霉等）表现出很强的抗菌活性； 复合薄膜材料还能够引起细胞物质通过受损膜的流出使细菌失活，二氧化钛纳米粒子的加入提高了复合薄膜材料的力学和机械性能。 2.2.壳聚糖／氧化锌纳米粒子复合材料 氧化锌纳米粒子具有低成本、低毒性和防紫外线的特性，将其掺杂到各种膜材料中或者涂覆在膜材料表面，可以制备具有抗菌性能的纳米复合薄膜材料，因 而被广泛用作抗微生物材料。 通常采用机械化学处理合成氧化锌纳米粒子，也可以通过溶胶一凝胶法和喷雾热解法制备。在光催化作用下，氧化锌纳米粒子可以产生活性氧（主要是 H2O2)，从而具有抗菌活性。除此之外，它还释放损害细菌细胞的离子（锌离子），并且抗菌活性不需要通过紫外线暴露触发。壳聚糖／氧化锌复合薄膜材料对肉制品和水果有很好的保鲜效果，延长了食品的货架期，未来应用前景广阔。 3 壳聚糖基薄膜在食品保鲜中的应用 在生物聚合物中，CS可以被认为是一种备受关注的生物聚合物，成为了一种有前途的候选材料，结合其抗菌活性，使它成为食品包装材料的良好候选者，适用于开发活性或智能可生物降解的食品包装。 CS涂层和薄膜通常作为固体基质包裹在食品表面，在这种情况下，它应该是无味、无色的，并且不应干扰食品 的感官特性。 因此，应更加注意确定制备CS涂料和薄膜的适当方法。对于食品包装应用，制备涂料和薄膜的四种基本方法，包括直接涂层、溶液浇铸法、挤出和静电纺丝。在这些方法中，溶液浇铸法变得更加流行，因为它非常方便且具有成本效益，是制备生物聚合物薄膜最简单的方法。溶液流延膜作为食品包装材料显示出巨大的潜力，它们已被应用于各种食品。据观察，它们通过保持质量和延长保质期来确保食品安全。 溶剂浇铸法是一种相对可行和经济的方法，其分子间静电和氢键在聚合物结构的形成以及天然聚合物与活性物质的相互作用中起着重要作用。 综上所述，壳聚糖虽具有广谱抗菌性，但其抗菌性能易受多种因素影响，从 而限制其实际应用。因此，常将壳聚糖与金属氧化物相结合制备复合抗菌材料，该类材料不仅拥有优异的抗菌性能、生物相容性以及生物安全性，同时还具有光催化降解性能、抑制癌细胞活性、促进伤口愈合以及良好的力学性能和力学强度等优点，在食品包装、生物医疗塑料等领域具有巨大优势以及广阔的应用前景。 壳聚糖作为一种天然高分子材料，在食品包装领域具有广阔的应用前景。随 着研究的深入和技术的进步，壳聚糖在食品包装中的应用将越来越广泛。未来，改性壳聚糖的制备、壳聚糖基复合材料的开发以及壳聚糖在活性包装中的应用将成为研究的热点。 同时，随着环保意识的提高，可降解包装材料的需求将不断增加，壳聚糖作为一种可降解高分子材料，在食品包装领域将发挥更大的作用。
