介孔材料是一种具有超高比表面积、较大孔容、形貌和尺寸可控的新型无机生物材料,并且兼具了介孔材料和纳米材料的双重特性,以及非常高的化学稳定性、生物相容性、低毒性、合成方便和成本低廉等特点,在食品、化学、生物医学等领域有着广泛的应用前景。近年来介孔复合材料的研究趋势与发展方向亦较为迅速。介孔材料对整个微观材料的理论和材料设计具有重要意义。众所周知,精油分子具有较高的抗菌活性、消炎、镇疼等效果。然而,它们强烈的挥发性和刺激性气味限制了其在食品工业中的应用。将精油分子包埋入介孔材料中,不仅可以缓释控释药物的负载和释放,而且可以靶向的进行杀菌消毒。在提高食品安全和规范上有很好的应用前景。为此,本研究主要用纳米材料（MCM-41和空心球）包埋精油分子（花椒芳香精油,百里香酚和芳樟醇）,探究其合成过程,表征特点和杀菌活性。本课题主要对以下几个方面进行了研究:1、花椒芳香精油负载MCM-41及其抑菌性的研究本研究利用MCM-41包埋武都花椒精油,研制出一种能够较好的抑制大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌生长的纳米颗粒。首先,对花椒精油进行了GC-MS成分分析,并制备出粒径为576±10.75 nm的MCM-41。将花椒精油包埋后,进行了一系列形态表征,其中粒径为717±13.38 nm,Zeta电位为-43.90±0.67 m V,透射电镜观测表明纳米材料包埋的花椒精油形态规则、结构稳定。然后,采用二倍稀释法对纯精油的杀菌活性进行了测试,与相同浓度下MCM-41包埋的花椒精油进行了比较,实验表明包埋精油的纳米材料抑菌效果不仅没有降低,反而在48 h有更好的杀菌效果,展现出较好的缓释控释作用。此外,在原子力显微镜观测下,抑菌机理可能和破坏细胞膜结构有关,从而对细菌产生显著的抑制作用,直至细胞裂解死亡。因此,纳米包埋在精油的可控缓释和抗菌活性增强方面不仅可以提高食品安全和健康而且将会是一个非常有应用前景的有机输送系统。2、百里香酚负载空心球及其抑菌性的研究天然抗菌产品具有良好的抗菌活性,但也有部分产品气味难闻或挥发性强,限制了其在食品工业中的应用。解决方法之一是将它们引入无机介质中。本研究采用中空介孔二氧化硅微球（HS）包埋天然有机抗菌剂百里酚,并测试其抗菌活性。材料表征表明,百里香酚被成功地引入到中空介孔二氧化硅微球的空腔中,无机载体的载药量高达1320mg/g,并用双倍稀释法测定了其抗菌活性,HST对大肠埃希菌（E.coli）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）的最低杀菌浓度（MBC）均低于百里香酚。此外,扫描电镜观察证实HST确实通过破坏细胞膜结构对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑制作用。结果表明,中空介孔微球是一种很好的抗菌天然产物的载体。3、芳樟醇负载空心球及其抑菌性的研究为了开发一种能长期有效提高杀菌活性的新型食品保鲜技术,采用具有规则纳米结构的中空介孔二氧化硅微球（HMSS）对天然有机抗菌剂进行封装。采用旋光仪、场发射扫描电镜、透射电镜、傅立叶变换红外光谱、红外光谱等测试手段,研究了芳樟醇、HMSS和芳樟醇功能化中空介孔二氧化硅微球（L-HMSS）的化学结构、形貌和热稳定性,热重分析仪（TGA）、氮吸附解吸、zeta电位和小角X射线衍射（SXRD）。结果表明,芳樟醇已成功地导入到HMSS的空腔中,无机寄主的载药量约为1500mg/g,且在培养48h后,其对大肠杆菌（E.coli）的最低杀菌浓度（MBC）,肠炎沙门菌（S.enterica）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）、单增李斯特菌（L.monocytogenes）分别降至4（＜5）mg/m L和8（＜10）mg/m L。结果表明,芳樟醇功能化中空介孔微球能有效提高有机物的杀菌活性。此外,扫描电镜图像清楚地显示,L-HMSS确实通过破坏细胞膜的结构对革兰氏阴性菌（E.coli）和革兰氏阳性菌（S.aureus）具有极强的抑制作用。本研究对芳樟醇在纳米给药系统和食品工业中的应用具有重要意义。