納米銀植物源復(fù)合抗菌劑的制備及其抑菌性能的研究

關(guān)曉慧

天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測技術(shù)研究院紡織纖維檢驗(yàn)中心 天津 300100

隨著社會的高速發(fā)展和人類生活水平的提高，人們越來越重視自身的健康及周圍環(huán)境問題，消毒、抗抑菌產(chǎn)品也成為了人們的一個(gè)關(guān)注熱點(diǎn)。目前，研究開發(fā)環(huán)境友好型、持久長效型、廣譜高效型的新型抗菌劑得到社會各界的一致認(rèn)可，也成為了行業(yè)內(nèi)的一個(gè)熱門研究方向。這一需求也促進(jìn)著國內(nèi)外抗菌技術(shù)和抗菌材料的不斷發(fā)展。目前，研究學(xué)者對抗菌劑的研究主要在有機(jī)、無機(jī)和天然抗菌劑三個(gè)方面。有機(jī)抗菌劑相比于無機(jī)抗菌劑，具有更長久的研究歷史及高效殺菌、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，但相對的也存在著一些不可避免的如毒性強(qiáng)，耐熱性差，易引起微生物耐藥性等缺點(diǎn)。天然抗菌劑一般來源于自然界中的動物或植物體內(nèi)的提取物，來源廣泛，資源豐富，安全無刺激，但大部分提取物抑菌效果較弱或僅對部分菌種抗菌效果好，不能達(dá)到廣譜抗菌，且穩(wěn)定性較差，提取工藝要求較高，這也大大限制了其研究和發(fā)展。無機(jī)抗菌劑雖然比有機(jī)抗菌劑的抗菌效果略差，但因其低毒（無毒）性、穩(wěn)定性好、不易產(chǎn)生抗藥性等特點(diǎn)，也受到了眾多行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用。無機(jī)抗菌劑中占據(jù)主導(dǎo)地位的仍是金屬離子抗菌劑，而銀系抗菌劑因其優(yōu)異的抗菌能力在無機(jī)抗菌劑中應(yīng)用最為廣泛。本文以紅景天、無患子兩種植物提取液復(fù)配納米銀溶液制備出復(fù)合抗菌劑，對紅景天、無患子兩種植物提取液及復(fù)合抗菌劑進(jìn)行了MIC檢測，并將復(fù)合抗菌劑添加到濕巾液產(chǎn)品中，通過檢測其儲存前，常溫儲存六個(gè)月及高溫儲存一個(gè)月的抑菌性能，對納米銀/植物源復(fù)合抗菌劑的抗菌性能做了初步的研究，為進(jìn)一步開發(fā)銀系抗菌劑及植物抗菌劑提供了科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 儀器和試劑

儀器：分析天平、電動攪拌器、恒溫水浴箱等。

試劑：硝酸銀，丙酮酸鈉，水溶性淀粉，氨水，聚乙烯吡咯烷酮（PVP），試劑為分析純，紅景天提取物（實(shí)驗(yàn)室制），無患子提取物（實(shí)驗(yàn)室制），去離子水，自制濕巾溶液、面膜溶液、乳膏。

菌株：綠膿桿菌ATCC9027（綠膿桿菌）；大腸桿菌8099（大腸桿菌）；金黃色葡萄球菌ATCC6538（金黃色葡萄球菌）；枯草芽孢桿菌ATCC9372；肺炎克雷伯菌ATCC10031；洋蔥伯克霍爾德菌ATCC25416；黑曲霉ATCC16404（黑曲霉）；全球毛霉菌AS.3.3601（全球毛霉）；桔青霉CGMCC.3.6675（桔青霉）；綠色木霉AS.3.2941（綠色木霉）；白色念珠菌ATCC10231（白色念珠菌）；蠟葉芽枝霉GIM.3.57（蠟葉芽枝霉）。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

參照文獻(xiàn)方法合成納米銀膠體[1]，稱取0.034g硝酸銀溶于20mL去離子水中，形成硝酸銀水溶液備用；然后將67mL去離子水加熱至80℃，并向其中加入2.0g淀粉，在攪拌下溶解，形成淀粉水溶液；完全溶解后，將溫度降至45℃；將硝酸銀水溶液緩慢滴加到淀粉溶液中，滴加完成后繼續(xù)攪拌15min。然后加入10mL含0.050g丙酮酸鈉的水溶液，并將混合物連續(xù)攪拌30min。然后向溶液中緩慢滴加2mL氨水，直至溶液呈淡黃色。繼續(xù)攪拌1h～1.5h，得到納米銀凝膠，室溫下避光保存于深色瓶中。

稱取25克制得的納米銀膠體，加入34.97mL水中，然后加入0.03gPVP，攪拌20min，直至混合均勻，再分別加入紅景天提取物、無患子提取物20g，攪拌均勻，即得納米銀/植物源復(fù)合抗菌劑。

1.3 最小抑制濃度（mic）的試驗(yàn)方法

采用二倍稀釋法來測定納米銀、紅景天提取液、無患子提取液、納米銀植物源復(fù)合抗菌劑的最低抑菌濃度（mic），以紅景天提取液為例，取滅菌試管8支，第一管加肉湯1.5mL，其他各管均加1mL。于第一管內(nèi)加入已知濃度的紅景天提取液0.5mL，采用液體稀釋法至第7管混勻后，取出1mL棄去，第8管作對照實(shí)驗(yàn)。各管均勻加入108CFU/mL菌懸液0.05mL，搖勻，設(shè)3次重復(fù)。放置在適宜溫度培養(yǎng)，觀察結(jié)果。其他mic檢測方法與上述相同。

1.4 抗菌性能測試

按照《一次性使用衛(wèi)生用品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB15979-2002檢測濕巾液中復(fù)合抗菌劑的抗菌效果。通過改變儲存時(shí)間（剛制備及儲存6個(gè)月）和儲存溫度（高溫55℃，儲存1個(gè)月），綜合分析復(fù)合抗菌劑的抗菌性能和穩(wěn)定性。

1.5 防腐性能測試

本文參考國際化妝品、香料和洗滌協(xié)會（CTFA）方法：稱取供試品50克，分2份，分別加入混合菌懸液或真菌懸液，細(xì)菌加入量約為6×106CFU/G，真菌加入量為104CFU/G～105CFU/G，攪拌均勻，然后置于30℃下，于接種后第0、3、7、14、21、28天，取樣分析，檢測菌落總數(shù)。

2 結(jié)果和討論

2.1 紅景天提取物和無患子提取物的mic測定

采用1.3的檢測方法測定紅景天提取物和無患子提取物對幾種常見細(xì)菌和真菌的mic值。結(jié)果見表1。

從表1可以看出，紅景天提取物僅對黑曲霉、金球毛霉和桔青霉有較好的抑制作用，mic分別為1.24、1.12、0.98mg/mL；無患子提取物僅對綠色木霉、白色念珠菌和蠟葉芽枝霉有較強(qiáng)的抑制作用，mic分別為0.86、1.00、1.20mg/mL。說明紅景天、無患子提取物在較低濃度下對某些真菌有較強(qiáng)的抑制作用，但對細(xì)菌的抑制作用較差。

表1 植物抗菌劑對試驗(yàn)菌株的最低抑菌濃度值（mg/mL）

2.2 納米銀抗菌劑的mic測定

將制得的納米銀溶液采用1.3的檢測方法對常見細(xì)菌和真菌進(jìn)行mic檢測。

納米銀對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌等常見細(xì)菌的最低抑菌濃度基本在1mg/mL左右，對霉菌的抑菌作用相對較弱。結(jié)果見表2。

從表2可以看出，納米銀在較低濃度下對常見細(xì)菌表現(xiàn)出良好的抗菌活性，與文獻(xiàn)[2-3]報(bào)道的納米銀具有高效抗菌作用的結(jié)論相一致。

表2 納米銀抗菌劑對試驗(yàn)菌株的最低抑菌濃度值（mg/mL）

2.3 納米銀植物源復(fù)合抗菌劑的mic測定

為了彌補(bǔ)紅景天、無患子提取物對細(xì)菌部分抑制作用的不足，將二者與納米銀溶液復(fù)配，通過協(xié)同作用提高其抗菌效率。復(fù)合抗菌劑的mic采用1.3的檢測方法檢測。結(jié)果見表3。

從表3可以看出，納米銀與植物提取液復(fù)配的復(fù)合抗菌劑對細(xì)菌和真菌的mic值較低，表明納米銀在復(fù)合抗菌劑中仍具有良好的抗菌活性；復(fù)合植物源抗菌劑后復(fù)合抗菌劑的抗菌性能進(jìn)一步增強(qiáng)。

表3 納米銀/植物抗菌劑對試驗(yàn)菌株的最低抑菌濃度值（mg/mL）

2.4 納米銀植物源復(fù)合抗菌劑的抗菌性能及其在日化產(chǎn)品中的穩(wěn)定性測定

本文選擇自制的濕巾液作為復(fù)合抗菌劑抗菌性能的測試樣本。在自制濕巾液中加入0.5%納米銀植物源復(fù)合抗菌劑后，對供試品進(jìn)行不同處理。儲存前和儲存后的供試品（供試品常溫儲存6個(gè)月，55℃高溫儲存1個(gè)月），分別進(jìn)行抗菌試驗(yàn)。結(jié)果見圖1。

圖1 納米銀/植物復(fù)合抑菌劑的抑菌效果

從圖1可以看出，添加0.5%納米銀植物源復(fù)合抗菌劑的濕巾液對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌率可達(dá)99%，常溫儲存6個(gè)月后，抑菌性能沒有明顯降低，仍在95%左右，而在55℃高溫儲存1個(gè)月的濕巾液抑菌率略有降低，但也在90%左右。結(jié)果表明，該復(fù)合抗菌劑具有良好的穩(wěn)定性。

此外，我們還選取了自制的面膜液和面霜產(chǎn)品作為穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)樣本。在面膜液和面霜中加入1.0%納米銀植物源復(fù)合抗菌劑，觀察試樣在常溫、低溫（0℃）和高溫（55℃）下的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，該復(fù)合抗菌劑在不同的溫度條件下也具有良好的穩(wěn)定性。結(jié)果見表4。

表4 納米銀/植物復(fù)合抑菌劑的抑菌穩(wěn)定性

2.5 納米銀/植物源復(fù)合抗菌劑防腐性能的測定

在自制面膜液中加入3%納米銀/植物源復(fù)合抗菌劑進(jìn)行防腐試驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

圖2 納米銀/植物復(fù)合抗菌劑在面膜溶液中的防腐實(shí)驗(yàn)圖

從圖2可以看出，最初添加細(xì)菌后，從第3、7、14、21、28天的觀察結(jié)果表明，菌落總數(shù)始終相同<10CFU/G。測試結(jié)果表明，納米銀/植物源復(fù)合抗菌劑具有良好的防腐性能，能夠抵抗面膜液中的微生物入侵。

3 結(jié)語

植物抗菌劑和納米銀抗菌劑的研究一直是熱點(diǎn)領(lǐng)域，但在目前的研究中，植物抗菌劑的抗菌效果要么較差要么僅對某些細(xì)菌或真菌有效，而銀離子對細(xì)菌有較好的抑菌效果，但對少量真菌的抑制效果較差。因此，本研究以丙酮酸鈉為還原劑，淀粉為保護(hù)劑，在氨水提供的堿性環(huán)境中催化還原得到納米銀溶液，然后將納米銀溶液與紅景天和無患子的提取物復(fù)合，以PVP為穩(wěn)定的分散劑得到納米銀溶液對于納米銀植物源復(fù)合抗菌劑。結(jié)果表明，植物源抗菌劑僅對部分真菌有效，對細(xì)菌無抑制作用；納米銀對常見細(xì)菌有效，對霉菌作用相對較弱；而與納米銀及兩種植物提取物相比，納米銀植物源復(fù)合抗菌劑對細(xì)菌和真菌都具有更高的抗菌性能，且抗菌性能非常穩(wěn)定，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為納米銀植物源抗菌劑在日化產(chǎn)品中的研究與應(yīng)用提供了新的研究方向。