Đặc tính kháng khuẩn của chitosan bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: khối lượng phân tử, DD, nồng độ sử dụng, giá trị pH của dung dịch, nhiệt độ sử dụng [76]. Cần biết được ảnh hưởng của các yếu tố này để sử dụng chitosan như chất diệt khuẩn đạt hiệu quả. Một số yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng kháng khuẩn của chitosan cụ thể như sau:
a) Ảnh hưởng của khối lượng phân tử đến khả năng kháng khuẩn
Y.Shin, D.I. Yoo, J. Jang [113, 120] cho rằng khối lượng phân tử ảnh hưởng tới khả năng kháng khuẩn của chitosan, chitosan với khối lượng phân tử cao đã có khả năng kháng khuẩn tốt hơn chitosan có khối lượng phân tử thấp.
Khả năng diệt khuẩn của chitosan với từng loại vi sinh vật là khác nhau. Mối quan hệ giữa MW của chitosan và khả năng diệt khuẩn bị ảnh hưởng bởi vi sinh vật nghiên cứu.
Đã có báo cáo cho rằng khối lượng phân tử tối ưu của chitosan cho khả năng kháng khuẩn là 1,5 kDa (Jeon & Kim, 2000). Trái ngược với báo cáo này, Ueno, Yamaguchi, Sakairi, Nishi, và Tokura (1997) báo cáo rằng chitosan với khối lượng phân tử thấp hơn 2,2 kDa có ít ảnh hưởng tới sự phát triển của vi khuẩn. Các báo cáo khác cho rằng khối lượng phân tử thấp của chitosan giữa 5 và 10 kDa có khả năng kháng khuẩn và kháng nấm mạnh [57].
13
Simona Strnad và các cộng sự [99] đã sử dụng hai loại chitosan có khối lượng phân tử là 150kDa và 400kDa để xử lý kháng khuẩn cho vải bông. Kết quả cho thấy rằng khi xử lý vải bông bằng chitosan có khối lượng phân tử thấp thì vải có khả năng hút ẩm cao hơn khi xử lý vải bông bằng chitosan có khối lượng phân tử cao.
Các nghiên cứu trên cho thấy rất khó có thể tìm được sự ảnh hưởng rõ ràng giữa khối lượng phân tử của chitosan và khả năng kháng khuẩn của chúng. Sự mẫu thuẫn giữa kết quả của các nghiên cứu trên có thể còn do yếu tố DD và mức độ phân bố khối lượng phân tử của chitosan. Như vậy để xem xét ảnh hưởng của MW tới khả năng kháng khuẩn của chitosan cần có các mẫu chitosan có MW khác nhau nhưng DD giống nhau và cùng mức độ phân bố khối lượng phân tử. Điều này rất khó đạt được vì chitosan là một polyme thiên nhiên. Mặc dù còn nhiều bất cập như đã trình bày ở trên, nhưng nhìn chung nhiều tài liệu liên quan đến chitosan cho rằng, khả năng kháng khuẩn tăng khi khối lượng phân tử của chitosan tăng, tuy nhiên, khi khối lượng phân tử cao hơn giới hạn nào đó khả năng kháng khuẩn của chúng có thể giảm.
b) Ảnh hưởng của mức độ deacetyl hóa (DD)
Zitao zhang và các cộng sự [120] cho rằng số nhóm của amin bậc 4 trong chitosan có DD cao sẽ lớn hơn số nhóm của amin bậc 4 của chitosan trong DD nhỏ, nhóm amin bậc 4 gặp sinh chất của vi khuẩn, kết quả khả năng kháng khuẩn tăng.
c) Ảnh hưởng của giá trị pH
Ảnh hưởng của pH tới khả năng kháng khuẩn của chitosan đã được nghiên cứu trong [68]. Nghiên cứu đã xem xét khả năng kháng khuẩn của chitosan có mức độ deacetyl hóa bằng 98% tại các giá trị pH khác nhau như: 5,0; 6,0; 7,0; 8,0 và 9,0 với vi khuẩn E.coli. Kết quả cho thấy tại pH = 5.0 thì có hoạt tính kháng khuẩn tốt nhất, kể từ giá trị này, khả năng kháng khuẩn giảm khi tăng giá trị pH và tại giá trị pH=9,0 thì chitosan không có khả năng kháng khuẩn. Tuy nhiên, một số nghiên cứu khác lại công bố rằng ở vị trí pH=7,0 thì chitosan không có tính kháng khuẩn vì trong nước tại pH=7,0 thì nhóm amin có độ hòa tan kém [77, 108].
d) Ảnh hưởng của nhiệt độ
Tsai và Su [96] đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên tính kháng khuẩn của chitosan với E.coli. Nhóm tác giả đã nghiên cứu cho tế bào phân tán lơ lửng trong dung dịch đệm phosphat (pH= 6.0) chứa 150 ppm chitosan được lưu giữ ở các nhiệt độ 4, 15, 25 và 27oC trong các khoảng thời gian khác nhau và các tế bào còn lại được đếm. Kết quả cho thấy tính kháng khuẩn tỷ lệ thuận với nhiệt độ: Ở nhiệt độ 25o
C và 37oC, vi khuẩn E. coli lần lượt bị tiêu diệt hoàn toàn trong 5h và 1h tiếp xúc. Tuy nhiên, ở nhiệt độ thấp hơn (4o
C và 15oC), số lượng khuẩn E.coli giảm trong 5h đầu và sau đó ổn định. Các nhà nghiên cứu kết luận rằng khả năng kháng khuẩn giảm do giảm tốc độ tương tác giữa chitosan và các tế bào tại nhiệt độ thấp hơn.
