第二章 文獻探討
4.3 益生菌的包埋
4.3.4 幾丁聚醣
幾丁質(chitin)【(1→4)-2-acetamido-2-deoxy-β-D-glucan】為類似纖 維素化學結構的多醣類,由乙醯葡萄糖胺聚合而成,廣泛存在於甲殼類 動物(如:蝦、蟹)之外殼與微生物、植物之細胞壁中。經由熱鹼水解或
酵素脫去多醣結構上之乙醯即可得到由葡萄糖胺聚合而成之多醣類,即 為幾丁聚醣(蘇,2001)。幾丁聚醣【(1→4)-2-amino-β-D-glucan】具有一 級胺基,是天然多醣中唯一的鹼性多醣,同時具易於化學改質(Chemical modification)的特性,有其特殊的物理化學性質及生理功能,其結構如
圖2.11 所示。
幾丁質與幾丁聚醣的區分尚不明確,Muzzarelli 和 Rocchetti (1985) 認為總氮量達7%以上者即可稱為幾丁聚醣;Rinaudo 等(1993)則認為可 溶於弱酸溶液者則稱為幾丁聚醣。幾丁聚醣常與其他高分子聚合物如褐 藻酸鈉、果膠等混用以增加其應用性。其所製成的天然高分子物質與生 物體細胞有良好的組織互容性(histocompatibility),不會造成排斥現象,
幾乎無毒性,又可被生物分解(biodegradable),具有生物活性(biological function),且分子結構的可塑性大,包括聚合長度、聚合的鍵結方式等,
且具有抗菌性(阮等,1997)、消炎、止血、保濕以及加速傷口癒合等特 性,因此食品加工、農業、醫藥、化妝品均為其應用範圍(陳和金,1995)。
幾丁聚醣與褐藻酸鈉之離子鍵水合膠-即所謂的聚電解質複合 物,此乃藉由兩種分別帶有相反電荷之聚合物以靜電吸引作用所形成的 結構,此類聚離子水合膠可經由改變組成聚合物之化學結構(如:分子
圖2.11、纖維素、幾丁質、幾丁聚醣之化學結構
Fig.2.11 Chemical structure of cellulose, chitin and chitosan
離子強度、濃度、溫度等)來製備多樣性的聚電解質複合物(Dumitriu and Chornet, 1998)。過去的文獻中幾丁聚醣與褐藻酸鈉之複合物多以膠球 (bead or capsule)或薄膜的形式來製備與應用,由於其具有較高的經濟價 值,因此在藥物成分的控制釋放方面之應用,更是受到重視。幾丁聚醣 之所以能作為不同種類的藥物形式,如:口服藥品、注射針劑、基因療 法、或經鼻、眼投藥之載體(Dodane and Vilivalam, 1998; Illum et al., 1994),主要是因為它不只能延緩釋放速率,還有促進吸收等效果。Lee 等(2004)則使用包含褐藻酸鈣與幾丁聚醣兩種材質的兩階段(two-stage) 複合雙層包埋(double coated)方法,來固定化 Lactobacillus bulgaricus,
以達到保護菌體的效果。
第5節 乳酸菌胃腸道耐受性研究
大部分微生物在由口腔移動至胃部時即失活,因為在消化道中,胃 液是抵抗外來微生物的主要防禦因子之一(林,2001)。胃酸的作用可減 少進入小腸的微生物數量,約有99.9%的微生物,包括Escherichia coli、
Salmonella paratyphi及 Serratia marcescens,在pH 2.0、3.0的人工胃液中 作用15或30分鐘即死亡(Giannella et al., 1972),因此極低pH值的胃酸環
鹽對微生物亦是一種抑制因子,膽鹽在阻止微生物進入腸道後段上極具 重要性,有研究發現L. acidophilus和Bifidobacterium spp
.
在酸和膽鹽的環 境下存活率極低(Krasaekoopt et al., 2003)。除此之外,腸道的蠕動亦具有抑菌作用,此種作用使得許多微生物無法於小腸或結腸中順利定殖 (林,2001)。