【摘 要】
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天然防腐剂香芹酚具有广谱抗菌活性、抗氧化性以及抗癌作用,但是在光和热条件下不稳定,直接使用易降低抗菌效果。通过与其他抗菌成分联合使用以及采用递送载体包埋策略可以一定程度消除以上香芹酚的应用缺陷。香芹酚和其他防腐剂的组合使用可降低其使用浓度,同时保持抗菌效率。脂质体、环糊精等递送系统具有无毒无害,生物相容性等特点。可以将香芹酚包埋在递送载体内,保护香芹酚的抑菌活性以及掩盖其特殊气味。据此,本文研究了
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天然防腐剂香芹酚具有广谱抗菌活性、抗氧化性以及抗癌作用,但是在光和热条件下不稳定,直接使用易降低抗菌效果。通过与其他抗菌成分联合使用以及采用递送载体包埋策略可以一定程度消除以上香芹酚的应用缺陷。香芹酚和其他防腐剂的组合使用可降低其使用浓度,同时保持抗菌效率。脂质体、环糊精等递送系统具有无毒无害,生物相容性等特点。可以将香芹酚包埋在递送载体内,保护香芹酚的抑菌活性以及掩盖其特殊气味。据此,本文研究了香芹酚和ε-聚赖氨酸的协同抑菌活性及作用模式,制备了两种不同电荷的ε-聚赖氨酸/S-层蛋白修饰的香芹酚脂质体,并对两种脂质体进行表征,考察其稳定性、释放性能以及抗菌性能,旨在提高香芹酚的抗菌效果及应用性能。主要结果如下:研究了香芹酚与ε-聚赖氨酸的协同抗菌效应及作用机制。香芹酚对E.coli和S.aureus的最小抑菌浓度(MIC)均为320 μg/mL,相应的最小杀菌浓度(MBC)均为1280 μg/mL;ε-聚赖氨酸对E.coli和S.aureus的MIC分别为25μg/mL和12.5 μg/mL,相应的MBC分别为100 μg/mL和50 μg/mL。分级抑菌指数(FICI)显示香芹酚和ε-聚赖氨酸对S.aureus(FICI=0.5),E.coli(FICI=0.375)具有显著的协同抑菌效应,进一步通过生长动力学和生物被膜清除实验证实香芹酚与ε-聚赖氨酸在低浓度条件下具有显著的协同抑制E.coli和S.aureus生长及生物被膜形成作用。通过UV-Vis、FCM、SEM等手段揭示香芹酚和ε-聚赖氨酸抗菌作用机制主要为:破坏细菌细胞膜,抑制细菌呼吸活力,以及损坏细胞膜通透性导致胞内物质流出,致使细菌死亡。制备了ε-聚赖氨酸包被的β-CD-香芹酚脂质体(ε-pL-β-CD-Car-LP),并研究了其抗菌性能。β-环糊精-香芹酚(β-CD-Car)包合物适宜制备条件为:β-CD-Car的质量比为1:9,包合温度为55℃,磁力搅拌时间为2h,该条件下制得的β-CD-Car的平均包合率为65.45± 2.51%,包埋率为 82.33±1.69%。β-CD-Car 为 10 mg/mL,ε-pL-β-CD-Car-LP 的粒径大小适中为 377.2±1.96 nm,PDI最小为0.223± 0.019,精油的包封率最大为74.28± 2.17%,ε-pL吸附率为79.59±1.23%。该脂质体在4℃下储存稳定性最好,变化最小,体外释放率降低。实验结果显示脂质体中香芹酚对E.coli和S.aureus的MIC分别为0.025 mg/mL,0.05 mg/mL,能够显著降低香芹酚使用量并达到抑菌效果。制备了 S-层蛋白包被的β-CD-Car-LP,并研究了其抗菌性能。应用方法提取L.buchneri 20023表层蛋白,使用SDS-PAGE鉴定条带大小在45～66.7 kDa之间,进一步将a、b两条带割胶利用MALDI-TOF-MS进行质谱鉴定为S-层蛋白,分子量分别为55 kDa和64 kDa;适宜的蛋白修饰脂质体制备条件为:当S-层蛋白浓度为30 μg/mL时,该脂质体取得最佳平均粒径为229.1±.81 nm、PDI值为0.139、Zeta电位为27.9 mV;它通过检测Triton X100处理前后脂质体内香芹酚释放率实验证实,S-层蛋白包被显著增强了脂质体膜的稳定性,S-层蛋白包被的β-CD-Car-LP的体外释放率比β-环糊精-香芹酚低4.1%,表明S-层蛋白包被后降低了脂质体的突释效应。最小抑菌浓度实验进一步证实β-环糊精/脂质体系统双层包埋可以提高香芹酚的利用率,香芹酚的MIC值由320 μg/mL降低到40μg/mL。上述研究表明,S-层蛋白包被的β-CD-Car-LP具有长效释放抗菌效果。
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