蔗糖酯一纳米氧化锌的最新用途

     作者：张毅                                                                                           

    纳米氧化锌具有广谱抑菌性能，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌都具有抑制作用，是长效、安全、价格低廉的广谱抗菌剂。氧化锌的抗菌性随着浓度的增大、粒径的减小和比表面积的增大而增大 。因此，纳米级的氧化锌具有更强的抗菌性能。

    蔗糖脂肪酸酯属于非离子表面活性剂，是一种医药辅剂，又是食品、日用化学品的一种添加剂，具有优良的生物相容性和可生物降解性。目前，蔗糖酯在纳米材料上的应用主要是作为表面活性剂用于纳米材料的制备，能够起到很好的分散作用，降低纳米粒子的团聚。

    试验在用蔗糖酯合成纳米氧化锌的基础上，以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为代表菌，考察了所制得纳米氧化锌的抗菌性能。

    1  材料与方法

    111  试验原料与设备

    氢氧化钠（片状）：国药集团试剂有限公司；无水乙醇( AR)：廉江市爱廉化试剂有限公司；六水合硝酸锌( AR)：国药集团化学试剂有限公司；蔗糖酯SE-11(1170)：日本三菱化学食品公司；蛋白胨，北京奥博星生物技术有限责任公司；牛肉膏，北京奥博星生物技术有限责任公司；琼脂粉，纯化生化试剂BR，国药集团化学试剂有限公司；菌种：大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，均由学院生化实验室提供。

    L550型低速自动平衡离心机，长沙湘仪离心机仪器有限公司；JY92-ⅡN型超声波细胞粉碎机，宁波新芝生物科技股份有限公司；KQ-500DE型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；D40-2F型电动搅拌机，杭州仪表电机厂；SW-CJ-2F型分析天平，上海精密科学仪器有限公司；SW-CJ-2F型超净工作台，苏州净化设备有限公司；YX-280S型手提式高压蒸气灭菌锅，江阴滨江医疗设备有限公司；XW-80A型旋涡混合器，上海医科大学仪器厂；PYX-250H-C型恒温恒湿生化培养箱，科力仪器。

    1.2试验方法

    1.2.1蔗糖酯一纳米氧化锌的制备

    配置0.4 mol/L的Zn(N03)溶液，将蔗糖酯分散于硝酸锌溶液中，蔗糖酯添加量分别为0，0.05，0.1，0.15和0.2 g/L，配制成蔗糖酯一硝酸锌溶液，该溶液逐滴加到NaOH溶液中，氢氧化钠与硝酸锌的浓度比为2.0。70℃下采用超声清洗(500 W)和电动搅拌进行预处理70 min，溶液有白色浑浊生成。将白色浑浊液转移到细胞破碎机中进行超声反应( 400 W) 15 min。反应结束后将混合液离心分离，依次用蒸馏水和无水乙醇多次洗涤，将产物置于60 ℃真空干燥箱中干燥12 h，得到添加不同蔗糖酯量的纳米氧化锌粉末。

    1.2.2蔗糖酯一纳米氧化锌抑菌性试验

    采用琼脂稀释最低抑菌浓度法p1考察所合成纳米氧化锌的抗菌性能，此法适于粉末抗菌剂抗菌性能测试。将不同浓度的抗菌液与等体积的营养琼脂培养基进行混合、冷却，将稀释好的菌种均匀涂抹在培养基表面，恒温培养24 h后观察细菌的生长状况，不长细菌的最低浓度即为最低抑菌浓度( MIC)。

    1.2.2.1培养基和生理盐水的配置

    将33.0 g牛肉膏蛋白胨培养基溶解于1 000 mL蒸馏水，加热煮沸。称取8.5 g NaCI，溶于1 000 mL蒸馏水中，搅拌至完全溶解调节pH至7.2~7.4。

    1.2.2.2灭菌

    将试验所需的各种玻璃仪器用报纸包好置于1 60℃—180℃的烘箱进行灭菌2h，培养基、蒸馏水及生理盐水分别用锥形瓶和试管分装好，用棉花塞封口，再用牛皮纸包扎好，置于121℃高压灭菌锅中灭菌20min。

    1.2.2.3菌悬液的配置

    用接种环取2环菌种，加入到装有生理盐水的锥形瓶中，置于旋涡混合器中混合均匀。移取1 mL混合均匀的菌悬液放入装有9 mL生理盐水的试管中进行十倍稀释，直至菌悬液的浓度在1×107 CFU/mL左右。

    1.2.2.4抗菌剂的配置

    称取0.06 g纳米氧化锌粉体，加入4 mL无水乙醇，并用无菌水定容，经超声分散均匀后取10 mL，进行二倍稀释，得到一系列的纳米氧化锌稀释液。同时配置含4 mL无水乙醇的50 mL无菌水溶液进行溶剂对照试验。

    1.2.2.5抑菌试验

    取10 mL不同稀释浓度的氧化锌悬浮液置于培养皿中，加入10 mL培养基进行混合。待凝固后，用移液枪移取0.1 mL稀释好的菌悬液置于培养基上，用涂布棒均匀涂抹。以不含纳米氧化锌的培养基和只含乙醇不含抗菌成分的对照溶剂培养基作为阳性对照。放置5～10 min后进行倒平板，置于37℃恒温培养箱中进行培养24 h后观察。

    2结果与分析

    2.1蔗糖酯添加量为0 g/L的纳米氧化锌的抑菌性能

    称取0.06 g蔗糖酯添加量为O g/L所制得纳米氧化锌（简称0 g/L蔗糖酯一纳米氧化锌）配成一系列浓度的受试液(即1.2，0.6，0.3，0.15，0.075，0.038和0.019 g/L)进行试验，结果如表1所示。0 g/L蔗糖酯一纳米氧化锌对大肠杆菌的最低抑菌质量浓度为0.6 g／L，而对金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度为0.3 g/L。

    2.2蔗糖酯添加量为0.05 g/L的纳米氧化锌的抑菌性能

    由表2可知，0.05 g/L蔗糖酯一纳米氧化锌对大肠杆菌的最低抑菌质量浓度为0.3 g/L，而对金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度为0.3 g/L。

    2.3蔗糖酯添加量为0.1 g/L的纳米氧化锌的抑菌性能

    由表3可知，0.1 g/L蔗糖酯一纳米氧化锌对大肠杆菌的最低抑菌质量浓度为0.15 g/L，而对金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度为0.3 g/L。

    2.4  蔗糖酯添加量为0.15 g/L的纳米氧化锌的抑菌性能

    由表4可知，0.15 g/L蔗糖酯一纳米氧化锌对大肠杆菌的最低抑菌质量浓度为0.3 g/L，而对金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度为0.15 g/L。

    2.5蔗糖酯添加量为0.2 g/L的纳米氧化锌的抑菌性能

    由表5可知，0.2 g/L蔗糖酯一纳米氧化锌对大肠杆菌的最低抑菌质量浓度为0.3 g/L，而对金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度为0.15 g/L。

    2.6蔗糖酯添加量为0.25 g/L的纳米氧化锌的抑菌性能

    由表6可知，0.25 g/L蔗糖酯一纳米氧化锌对大肠杆菌的最低抑菌质量浓度为0.6 g/L，而对金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度为0.3 g/L。

    2.7蔗糖酯的抑菌性能

    表7是蔗糖酯对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性结果。从表中可以看出蔗糖酯的最低抑菌质量浓度大于4.0 g/L。试验所合成的纳米氧化锌，蔗糖酯的最大用量只有0.25 g/L，因此，上述所合成的蔗糖酯一纳米氧化锌的抑菌性能是依靠纳米氧化锌，而蔗糖酯没有表现出抑菌性。

    2.8普通氧化锌的抑菌性能

    表8是普通氧化锌对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌结果。普通氧化锌对大肠杆菌的最低抑菌质量浓度为1.2 g/L，而对金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度为2.4 g/L。

    综上可知，蔗糖酯添加量为0.05 g/L和0.10 g/L时所合成纳米氧化锌对两种菌种的抑菌效果相当，最低抑菌质量浓度都为0.3 g/L;其余产物对金黄色葡萄球菌的抑菌效果优于大肠杆菌，这与Reddy[5]等副的研究结果相吻合，即金黄色葡萄球菌比大肠杆菌对氧化锌更敏感。Sonohara等陌1报道，金黄色葡萄球菌的细胞膜与大肠杆菌相比具有较小的负电荷，允许较高水平的负电荷自由基如超氧阴离子自由基和过氧化氢粒子渗透通过，因此对金黄色葡萄球菌细胞的损害和灭亡所需的浓度比大肠杆菌的要低。

    3结论

    试验研究了不同蔗糖酯添加量所合成纳米氧化锌的抑菌性能。研究结果表明，所有合成纳米氧化锌对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有明显抑制作用，且对金黄色葡萄球菌的抑菌效果略优于大肠杆菌。在对比普通氧化锌的抑菌性能时发现，所合成的纳米氧化锌的抑菌性能强于普通氧化锌。通过对蔗糖酯最小抑菌浓度的测定，其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度均大于4.0 g/L，由此可以推断在以上试验中，蔗糖酯没有表现出抑菌性。

    4摘要

    在利用蔗糖酯合成纳米氧化锌的基础上，为考察纳米氧化锌的抑菌性能，以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为模型菌株，采用琼脂稀释法测定不同蔗糖酯含量制得纳米氧化锌的最低抑菌浓度(MIC)。结果表明不同蔗糖酯添加量合成的纳米氧化锌对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有明显抑制作用，且效果优于普通氧化锌。