Ag/ZnOマイクロスフィアで修飾したキトサンコーティングの調製,特性及び抗菌機構

Preparation, characterization and antibacterial mechanism of the chitosan coatings modified by Ag/ZnO microspheres.

• Xuqing Wei
• Qiuying Li
• Chaoling Wu
• Tong Sun
• Xuepeng Li

抄録

背景:

キトサンコーティングの物理化学的及び抗菌性を向上させるために、ZnO及びAg/ZnO微小球を改質剤として用いた鋳造法により、それぞれCSコーティングを調製した。ZnO, Ag/ZnO/ZnO微小球及びCSコーティングの化学構造及びミクロモルフォロジーをX線回折,フーリエ変換赤外分光法,走査型電子顕微鏡,透過型電子顕微鏡及びエネルギー分散型X線分光法により評価した。さらに、水産物の主要な腐敗菌であるShewanella putrefaciensとPseudomonas aeruginosaを対象とし、CSコーティングの抗菌活性とそのメカニズムを検討した。

BACKGROUND: To improve the physicochemical and antibacterial properties of the coatings, the CS coatings were respectively prepared by casting method with ZnO and Ag/ZnO microspheres as modifiers. The chemical structures and micromorphology of ZnO, Ag/ZnO microspheres and CS coatings were characterized by X-ray diffraction, Fourier Transform infrared spectroscopy, scanning electron microscope, transmission electron microscope and Energy dispersive X-ray spectroscopy. Furthermore, using the dominant spoilage bacteria of aquatic products, Shewanella putrefaciens and Pseudomonas aeruginosa, as objects, the antibacterial activities and mechanism of the CS coatings were investigated.

結果:

その結果、ZnOとAg/ZnOの微小球がCS皮膜中に均一に分散していることがわかった。また、ZnOとAg/ZnOで改質した後のCSコーティングは、機械的特性と抗菌性が向上し、0.5%Ag/ZnO-CSコーティングが最適であることがわかった。純粋なCSコーティングでは、CSのNHと細菌表面の負電荷との間の静電相互作用により、細菌の細胞膜がわずかに損傷するが、0.5%Ag/ZnO-CSで処理した場合には、CSのNHと細菌表面の負電荷との間の静電相互作用により、細菌の細胞膜がわずかに損傷する。ZnO-CS複合コーティングで処理した場合は、上記のイオン相互作用により細菌細胞膜が破壊され、高分子量全タンパク質の合成を阻害します。

RESULTS: The results show that ZnO and Ag/ZnO microspheres are dispersed homogeneously in the CS coatings. After modified by ZnO and Ag/ZnO microspheres, the mechanical properties and antibacterial abilities of the CS coatings are improved, and that of 0.5% Ag/ZnO-CS coating is the optimal. For pure CS coating, the bacterial cell membrane is damaged slightly because of the electrostatic interaction between NH of CS and the negative charge on bacterial surface. After treated by ZnO-CS composite coating, the bacterial cell membrane is destroyed badly on account of the above-mentioned ion interaction and disturbing the synthesis of high molecular weight total protein.

結論:

Ag/ZnO-CS複合コーティングでは、細菌の細胞膜の破壊が激しく、イオン相互作用により細胞内容物が完全に放出され、高分子量の総タンパク質と低分子量の膜タンパク質の合成を阻害する。このように、Ag/ZnO-CS複合コーティングは、抗菌性材料、食品保存性材料として大きな可能性を秘めている。この記事は著作権で保護されています。すべての権利を保有しています。

CONCLUSION: With regard to Ag/ZnO-CS composite coating, the bacterial cell membrane is damaged seriously and cell contents are completely released due to ion interaction, disturbing the synthesis of high molecular weight total protein and low molecular weight membrane protein. Hence, Ag/ZnO-CS composite coatings are antimicrobial materials and food preservative materials with great potential application. This article is protected by copyright. All rights reserved.

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