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壳聚糖及其衍生物抑菌特性的报道最早见于1979年，Allan等[1]发现壳聚糖有广谱抑性。1984年，Kendra 等报道了壳寡糖的抗菌性能。1989年Hirano等发现壳寡糖的抗菌性能要好于壳聚糖，此后对壳寡糖或壳聚糖的抗菌性能进行了广泛的研究。
到目前为止，壳寡糖的抗菌活性已被不同国家的研究人员广泛的报道，由于小分子量的壳寡糖水溶性好，更易吸收，所以研究更多的是聚合度2-7的壳寡糖；如刘碧源等采用双氧水改良法氧化降解壳聚糖得到的壳寡糖（Chitooligosaccharides）聚合度 为3～7，具有良好的水溶性和优越的生物学活性并有实验证明该种壳寡糖拥有良好的抗菌活性［2］。
然而在整理了大量的文献和研究结果后发现，不同的结果中壳寡糖的抑菌活性有着很大的差异，甚至有完全相反的结论；不同文献对高分子量壳聚糖和低分子量壳寡糖的抗菌活性得出的结论也大不相同，如夏文水等［3］发现随分子量上升抑菌效果逐渐下降；而 Jeon 等［4］报道高分子量壳聚糖抗菌活性最好，随分子量增加抗菌能力增强。
造成这些差异的原因主要是影响壳寡糖抑菌活性的因素众多，已报道的有壳寡糖的分子量、脱乙酰度、pH值、菌的种类、酶切方式等，出现不同的结论甚至相反的结论可能是对影响因素的考察不全面造成的。
分子量对壳寡糖抗菌作用的影响
杨典洱等认为在脱乙酰度相同的情况下，分子量越小，壳多糖抑制细菌生长的M IC值越低，抑制细菌生长的能力越强。
Jae等[5]研究表明对革兰氏阳性菌而言，抗菌性能随壳寡（聚）糖分子量增大而增强，他的解释是壳寡糖分子量越大，在细胞表面形成的外膜越致密，与细胞的磷脂双分子层结合，从而阻滞了营养成分进入细胞。
Juan等[6]的研究发现壳寡糖分子量的影响在革兰氏阴性菌中的表现正好相反，他的解释是革兰氏阴性菌细胞壁结构较为疏松，壳寡糖分子主要通过渗入细胞内部与DNA、RNA结合而产生抑菌作用。
还有一些研究认为，壳寡糖的抑菌效果优于壳聚糖，随分子量上升效果逐渐下降。特别是对大肠杆菌，壳聚糖分子量越小，抑菌作用愈明显。宋献周等[7]就几种不同分子量(Mw=1.56x104、3.3x104、9.5x104和7.2x105)的α-壳聚糖对几种常见菌（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、产气荚膜杆菌）的抑制研究表明，低分子量的α-壳聚糖的抑菌效果优于高分子量的壳聚糖。
但是，也有一些研究利用不同的试验菌得出结论认为壳聚糖分子量较大时，其抑菌能力更强。
例如YOUSOOK等[8]报导分子量为4万的壳聚糖在浓度为0.5%时，对S. aureus和E. coli的杀灭率为90%；分子量为18万的壳聚糖在浓度为500x10-6时，对S.aureus和E.coli的杀灭率为100%；分子量在30万以下时，壳聚糖对S. aureus和E. coli的抑制作用随分子量减小而逐渐减弱。
Hong Kyoon No等人[9]研究了六种不同分子量的壳聚糖(Mw=1671、1106、746、470、224和28kD)和六种不同分子量的壳寡糖(Mw=22、10、7、4、2和1kD)分别对革兰氏阴性菌(大肠杆菌、荧光假单胞菌、鼠伤寒沙门菌、副溶血弧菌)和革兰氏阳性菌(单核细胞增多性李斯特菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽胞杆菌、金黄色葡萄球菌、嗜热链球菌等)的抑菌作用。结果表明，壳聚糖比壳寡糖具有更好的抑菌活性。
脱乙酰度对壳寡糖抗菌作用的影响
夏文水、王鸿、杨典洱、Gabriela等[10-13]关于脱乙酰度对壳寡糖抗菌活性的影响研究结果是趋于一致的，脱乙酰度越高，抗菌性越活跃。
Gabriela等[13]分析了不同的脱乙酰度（55%、73%、78%、85%）的壳寡糖对大肠杆菌和bifidobacterium bifidum(双歧杆菌)的抗菌性能，结论是随着脱乙酰度的增加抗菌性能逐渐增强，他的解释是脱乙酰程度越高，壳寡糖氨基暴露出来的比例越大，从而增强了寡糖的水溶性和电荷量，这种能力在与细胞膜表面集团互相吸引结合时更有优势。
pH值对壳寡糖抗菌作用的影响
溶解壳寡糖的液体介质环境中的pH值决定了壳寡糖的质子化程度，而壳寡糖的溶解性好于壳聚糖，就是因为脱去乙酰基团后分子间氢键作用变强，所以介质中的值也影响着与氢键相关的溶解性，因而对壳寡糖的抗菌性能有非常重要的影响[14]。
一般认为，壳寡糖的抗菌性能是随着值的升高而减弱的，实际研究也呈现类似的结果。
菌的种类对壳寡糖抗菌作用的影响
Shin等用分子量为1814、脱乙酰度为84%的壳寡糖处理非编织布料，发现0.01%的浓度对普通变形杆菌的抑菌率就达到90%，而对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌需0.05%，对肺炎克雷伯杆菌和铜绿假单胞菌即使浓度达1.0%。抑菌率也只有30%。
Lian-ying Zheng等人[15]考察了不同分子量壳聚糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌抑菌性能，分子量在30万以下时，壳聚糖对金黄色葡萄球菌作用随分子量减小而逐渐减弱，对大肠杆菌分子量则相反，分子量越小，抗菌作用越明显。
酶切方式对壳寡糖抗菌作用的影响
马俊东在研究酶切方式对壳寡糖抑制大肠杆菌的影响试验中，以C1、C2、C3为材料，采用液体稀释法测量酶切方式对壳寡糖抑制大肠杆菌生长的影响，结果如下图所示：
不同酶切方式壳寡糖
对大肠杆菌生长的影响
在8h之内，三种壳寡糖对大肠杆菌均有明显的抑菌效果。培养8h之后，C1和C2的抑菌效果逐渐减弱。培养16h之后C1培养基中大肠杆菌的数量超过空白。
原因是C1由壳聚糖外切酶降解制备，含有大量的单糖，能被大肠杆菌作为碳源利用，促进其生长；C2由混合酶降解制备，含有部分单糖影响抑菌效果。而C3采用内切酶降解制得几乎不含单糖，在整个过程中均保持强抑菌能力，添加C3的培养基在培养8h之后吸光度一直保持在较低的稳定范围，表明C3基本上完全抑制了大肠杆菌的生长[16]。
壳寡糖的抗菌活性已得到广泛认可，然而对于哪一类壳寡糖抗菌活性更强，是单一聚合度使用好还是多聚合度配合使用更好，是选择大分子量好还是小分子量好，酶切方式内切好还是外切好，脱乙酰度高好还是低好，依旧没有确切的结论，壳寡糖抗菌浓度也是说法各异，在此方面还需要进一步详细深入的研究。
壳寡糖活性主要由聚合度（或分子量）、脱乙酰度、乙酰化分布决定，目前对于壳寡糖的研究主要是在聚合度上，其次是脱乙酰度，对于乙酰化分布的研究极少；而壳寡糖相关公司由于技术的限制大都停留在对聚合度的研究，且以聚合度2-7为主，缺乏对高聚合度壳寡糖的研究，更缺乏不同脱乙酰度和乙酰化分布的壳寡糖的研究。
中科荣信以杜昱光院士及糖生物工程课题组强大的科研力量作依托，采用酶反应与膜分离耦合技术和结合特定底物的组合酶可控降解技术，实现可控聚合度、脱乙酰度及乙酰化位点的不同结构壳寡糖制备，扩大了不同结构壳寡糖的研究范围，从而筛选出抗菌活性强的壳寡糖，更好地发挥壳寡糖抗菌功能。
随着中科荣信可控酶解制备工艺的成熟，第二代聚合度可控，脱乙酰度范围更接近自然状况的壳寡糖类产品即将面世。而随着定点脱乙酰化技术的不断成熟及制备、检测技术的完善，未来也将出现三大结构特征明确可控（即聚合度、脱乙酰度、乙酰化位点）的第三代壳寡糖类产品。这些寡糖产品对制备技术提出了更高更科学的要求，但也将具有更广阔的应用前景。
参考文献：
[1] Allan C，AdnigerLA.Exp Mycop，1979:3285
[2] 刘碧源高仕瑛李邦良等．壳寡糖抗菌活性的实验研究［J］．中国生化药物杂志2003 24（2）：73－75．
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[14] 孙慎霞，王海凤，齐珊珊.壳聚糖及其单体体外抑菌作用研究.大连大学学报，2004，25（2）：97-100.
[15] Lian-ying Zheng，Jiang-Feng Zhu，Study on antimicrobial activity of chitosan with different molecular weights[J].Carbohydrate Polymers 54(4)2003 527-530.
马俊东.酶法制备壳寡糖抑菌性能的研究[D].浙江大学，2007.
END
