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抗菌剂的种类及其抑菌机理

目前国内外抗菌包装材料中所用的抗菌剂主要分为:无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂和其他抗菌剂。

(一)无机抗菌剂

无机抗菌剂分为两大类,一类是抗菌性金属离子,如银、锌、铜离子等,其中银离子的抗菌性最强,此类抗菌剂通常需要与载体结合,根据载体不同可分为:沸石型抗菌剂、蒙脱石抗菌剂、磷酸盐型抗菌剂、硅胶抗菌剂、膨润土抗菌剂,其中沸石型抗菌剂抗菌效果最好,因此大多以沸石作为载体。另一类是如氧化锌、二氧化钛等无机金属氧化物,它们具有光催化活性,与水或OH-反应能够生成一种强氧化性羟基杀死病菌微生物,它们耐热性比一般抗菌剂高,只有在紫外线、水或氧气存在时才起杀菌作用。

(二)有机抗菌剂

有机抗菌剂可分为低分子有机抗菌剂、高分子有机抗菌剂和天然有机抗菌剂。低分子有机抗菌剂主要有季鏻盐、酚类、醇类、双胍类、有机金属、咪唑类、季铵盐类等。其抗菌机理主要是联合微生物细胞膜外表的阴离子,或与巯基发生反应,毁坏细胞膜和蛋白质的合成系统,从而抑制其生长。高分子有机抗菌剂的抗菌性能是通过抗菌官能团单体以均聚、共聚或接枝的形式引入而取得的,相比于低分子有机抗菌剂,具有易加工、易贮存、不挥发、性能稳定、使用寿命长等优点。天然有机抗菌剂主要是指壳聚糖,它主要是从蟹和虾的壳中提炼出的,具有广谱抗菌性,对人体无害。

(三)天然抗菌剂

天然抗菌剂大部分是从天然物质中提取的,根据所提取的物质不同,大致可以分为天然植物抗菌剂、天然动物抗菌剂和天然矿物抗菌剂三大类。目前,天然植物抗菌剂是天然抗菌剂中研究最多的一类,它是从植物中具有抗菌作用的部位提取的有效成分,主要是指植物精油,具有高效、无毒或低毒、不易产生耐药性等优点。具有抗菌作用的植物很多,包括植物香辛料(如芥菜籽、芫荽、大蒜、生姜等)和抗菌中草药(如金银花、连翘、黄连、黄芪、穿心莲、五味子等)。

动物源抗菌剂大致分为高分子糖类、天然肽类和氨基酸类。高分子糖类抗菌剂主要是指壳聚糖,它是最常用的天然抗菌剂之一,是由甲壳素脱乙酰基形成,研究结果表明,壳聚糖的抑菌活性随脱乙酰度和浓度的提高而增强[1]。其作用机理有以下两点:一是壳聚糖分子中的氨基阳离子吸附在病菌微生物细胞外表,形成高分子膜阻止其吸收营养物质,并且使电荷分布不均匀从而破坏细胞壁,发挥抗菌作用;二是渗透进入病菌微生物细胞内吸附阴离子物质,使其生理活动失常,起到抑菌作用。天然肽类抗菌剂以溶酶菌为代表。溶酶菌是一种蛋白质,对人体安全无害,其作用机制是破坏细菌的细胞膜,使其中的糖蛋白质类物质遇水分解,引起溶菌现象。有研究显示半胱氨酸对金黄色葡萄球菌具有抑菌活性,这可能跟其本身具有极强的抗氧化性有关[2]。

(四)天然矿物抗菌剂

从矿物质中提取的抗菌剂即天然矿物抗菌剂,如雄黄、胆矾等,雄黄对肠道致病菌和多种皮肤真菌有较强的抑制作用,胆矾对痢疾杆菌、沙门氏菌、和化脓性球菌的抗菌性很强[3]。

(五)其他抗菌剂

复合抗菌剂,即将无机抗菌剂与有机抗菌剂以有机-有机、无机-有机、无机-无机等多种方式组合;气态型抗菌剂,主要为乙醇、二氧化氯、二氧化硫等。

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