antibacterial activity of neat chitosan powder and flakes

Antibakterielle Aktivität von reinem Chitosanpulver und -flocken

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2017
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Abstract
This study investigates the antibacterial activity of neat chitosan powder and flakes against three different bacterial species, Escherichia coli, Listeria innocua and Staphylococcus aureus, which are frequent causes of food spoilage. The effect of chitosan concentration and purity, as well as the influence of temperature, ionic strength (salt) and impact of a solid physical support in the medium are examined. Results show that the antibacterial activity of neat chitosan: (i) requires partial solubilisation; (ii) can be promoted by environmental factors such as adequate temperature range, ionic strength and the presence of a solid physical support that may facilitate the attachment of bacteria; (iii) depends on bacterial species, with a sensitivity order of E. coli > L. innocua > S. aureus; and (iv) increases with chitosan concentration, up to a critical point above which this effect decreases. The latter may be due to remaining proteins in chitosan acting as nutrients for bacteria therefore limiting its antibacterial activity. These results on the direct use of chitosan powder and flakes as potential antimicrobial agents for food protection at pH values lower than the chitosan pKa (6.2–6.7) are promising.
Diese Studie untersucht die antibakterielle Aktivität von reinem Chitosanpulver und -flocken gegen drei verschiedene Bakterienspezies, Escherichia coli, Listeria innocua und Staphylococcus aureus, die häufige Ursachen für den Verderb von Lebensmitteln darstellen. Es werden die Auswirkungen der Chitosankonzentration und -reinheit sowie der Einfluss von Temperatur, Ionenstärke (Salz) und eines festen physikalischen Trägers im Medium untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die antibakterielle Aktivität von reinem Chitosan: (i) eine partielle Solubilisierung erfordert; (ii) durch Umweltfaktoren wie einen adäquaten Temperaturbereich, die Ionenstärke und das Vorhandensein eines festen physikalischen Trägers, der die Anheftung der Bakterien begünstigen kann, gefördert werden kann; (iii) von der Bakterienspezies abhängt, mit einer Empfindlichkeitsreihenfolge von E. coli > L. innocua > S. aureus; und (iv) mit steigender Chitosankonzentration bis zu einem kritischen Punkt zunimmt, ab dem dieser Effekt wieder abnimmt. Letzteres könnte auf im Chitosan verbliebene Proteine zurückzuführen sein, die den Bakterien als Nährstoffe dienen und somit dessen antibakterielle Aktivität einschränken. Diese Ergebnisse hinsichtlich des direkten Einsatzes von Chitosanpulver und -flocken als potenzielle antimikrobielle Wirkstoffe für den Lebensmittelschutz bei pH-Werten unterhalb des pKa-Werts von Chitosan (6,2–6,7) sind vielversprechend.
Reference Key
ardila2017moleculesantibacterial Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors ;Nury Ardila;France Daigle;Marie-Claude Heuzey;Abdellah Ajji
Journal Journal of ethnopharmacology
Year 2017
DOI
10.3390/molecules22010100
URL
http://www.mdpi.com/1420-3049/22/1/100
Keywords
chitosan antibacterial activity l s e

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