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新型乳酸链球菌素抗菌体系的构建与性能研究

张子杰  
【摘要】:乳酸链球菌素(Nisin)是由乳酸菌(Lactoccocus lactis subsp. Lactis)产生的一种由34个氨基酸残基组成的多肽类天然抗菌物质,拥有高效的抗菌活性,尤其是对革兰氏阳性腐败菌有强烈的抑制作用,是目前应用最广泛的天然抗菌剂之一,也是唯一一个被FDA批准在食品上可以用作防腐剂的细菌素。然而,乳酸链球菌素本身存在一定局限性,其抗菌谱不够宽泛,对于革兰氏阴性细菌和真菌类微生物基本没有抗菌效果;此外,乳酸链球菌素应用到食品当中时,由于能与食物中的一些组分相互作用,其抗菌活性会大大降低。然而,乳酸链球菌素本身可以和许多活性物质联合作用,发挥协同效应,克服抗菌谱窄的不足。此外通过合适包载体系的包埋,可以有效阻止乳酸链球菌素在分散介质中被其他物质影响与消耗,并且延长释放时间,达到缓释的效果。本课题在系统的研究了乳酸链球菌素与天然精油成分D-柠檬烯的抗菌活性与协同效应、抗菌作用机制以及稳定性能之后,制备了以纳米乳为传递体系的复合抗菌体系,不仅提高了乳酸链球菌素和D-柠檬烯的各自的抗菌效果,扩展了抗菌谱,还减少了抗菌剂的添加量;通过制备以油凝胶为载体的乳酸链球菌素微胶囊,有效提高了乳酸链球菌素的抗菌时效,提高了利用率,取得了以下主要成果:1.通过梯度稀释法分别测定了乳酸链球菌素和D-柠檬烯对于四种供试菌种的最小抑菌浓度(MIC),对比考察了两种抗菌剂的活性和作用范围;通过棋盘稀释法测定和组分抑菌浓度指数FICI的评估,确定了乳酸链球菌素和D-柠檬烯的协同效应。2.利用低能相转变法制备了含有乳酸链球菌素和D-柠檬烯的复合纳米乳体系,对制备工艺进行了优化,在表面活性剂添加量为8%(w/w)条件下,可获得粒径为20nm左右的稳定复合纳米乳剂;对纳米乳的抗菌性能研究中证明,复合纳米乳体系的抗菌能力得到明显提高,抗菌剂的添加量显著下降。3.通过测定四种供试菌种的生长曲线,考察了复合纳米乳体系对于微生物菌体的生长情况的影响;通过扫面电镜对四种供试菌体形态变化的观察和细胞内容物释放量的测定,证明了复合纳米乳剂的高效抗菌作用和抗菌作用机制,证明抗菌剂对于菌体细胞膜的破坏作用。4.以硬脂酸为凝胶剂制备了包载乳酸链球菌素的油凝胶体系,并对其内部分子结构观察与分析,通过热重分析的测定,考察了油凝胶体系的热力学稳定性,证明乳酸链球菌素的加入不会引起油凝胶体系的结构与性能的变化,且在温度变化范围内没有物质损失。5.利用SPG膜乳化法制备了包载乳酸链球菌素的油凝胶微胶囊,通过粒径的测定考察不同乳化剂的添加对微胶囊的影响;通过释放率的测定确定乳酸链球菌素缓释效果的制备组成。6.通过对油凝胶微胶囊的抗菌性能的研究证明,相对于普通乳酸链球菌素的添加,油凝胶体系可以达到缓慢释放的效果,有效延长了抗菌的时间。


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