一．無機(jī)類抗菌劑

利用銀、銅、鋅等金屬的抗菌能力，通過物理吸附離子交換等方法，將銀、銅、鋅等金屬（或其離子）固定在氟石、硅膠等多孔材料的表面制成抗菌劑，然后將其加入到相應(yīng)的制品中即獲得具有抗菌能力的材料。水銀、鎘、鉛等金屬也具有抗菌能力，但對(duì)人體有害；銅、鎳、鉆等離子帶有顏色，將影響產(chǎn)品的美觀，鋅有一定的抗菌性，但其抗菌強(qiáng)度僅為銀離子的1/1000。因此，銀離子抗菌劑在無機(jī)抗菌劑中占有主導(dǎo)地位。銀離子類抗菌劑是常用的抗菌劑，呈白色細(xì)粉末狀，耐熱溫度可達(dá)1300℃以上。。銀離子類抗菌劑的載體有玻璃、磷酸鋯、沸石、陶瓷、活性炭等。有時(shí)為了提高協(xié)同作用，再添加一些銅離子、鋅離子。此外還有氧化鋅、氧化銅、磷酸二氫銨、碳酸鋰等無機(jī)抗菌劑。

抗菌劑作用原理
以銀離子及其化合物的抗菌機(jī)理為例：接觸反應(yīng)抗菌機(jī)理：銀離子接觸反應(yīng)，造成微生物共有成分破壞或產(chǎn)生功能障礙。當(dāng)微量的銀離子到達(dá)微生物細(xì)胞膜時(shí)，因后者帶負(fù)電荷，依靠庫侖引力，使兩者牢固吸附，銀離于穿透細(xì)胞壁進(jìn)入胞內(nèi)，并與SH基反應(yīng)，使蛋白質(zhì)凝固，破壞細(xì)胞合成酶的活性，細(xì)胞喪失分裂增殖能力而死亡。銀離子還能破壞微生物電子傳輸系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和物質(zhì)傳輸系統(tǒng)。

二．有機(jī)類抗菌劑

有機(jī)抗菌劑的主要品種有香草醛或乙基香草醛類化合物，常用于聚乙烯類食品包裝膜中，起抗菌作用。另外還有酰基苯胺類、咪唑類、噻唑類、異噻唑酮衍生物、季銨鹽類、雙呱類、酚類等。目前有機(jī)抗菌劑的安全性尚在研究中。一般來說有機(jī)抗菌劑耐熱性差些，容易水解，有效期短。

一般認(rèn)為有機(jī)抗菌劑的作用機(jī)理可歸納以下3個(gè)方面:

1、是作用于細(xì)胞壁和細(xì)胞膜系統(tǒng);

2、是作用于生化反應(yīng)酶或其他活性物質(zhì);

3、是作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結(jié)構(gòu)

拿季銨鹽類抗菌劑為例：季銨鹽類可吸附帶負(fù)電荷的細(xì)菌,引起胞壁結(jié)構(gòu)損害,使內(nèi)容物漏出。醇類殺菌機(jī)制是去除細(xì)菌胞膜中的脂類,并使菌體蛋白質(zhì)變性,其中乙醇常用,其濃度為70%～75%時(shí)殺菌力強(qiáng),濃度過高時(shí)能使菌體表面蛋白質(zhì)迅速凝固,殺菌效力反而下降。雙胍類殺菌劑常用的有氯已啶,其濃度低時(shí)破壞菌細(xì)胞膜,使胞質(zhì)內(nèi)容物漏出;濃度高時(shí)使菌體蛋白質(zhì)凝固。此外,季銨鹽也具有抑制細(xì)菌脫氫酶、氧化酶等作用。

三．天然抗菌劑

天然抗菌劑主要來自天然植物的提取，如甲殼素、芥末、蓖麻油、山葵等，使用簡便，但抗菌作用有限，耐熱性較差，殺菌率低，不能廣譜長效使用且數(shù)量很少。

植物源天然抗菌劑及其抗菌機(jī)理：

目前,植物源抗菌劑是研究多的一類天然抗菌劑。我國傳統(tǒng)的中草藥有著悠久的歷史,這一類抗菌劑資源開發(fā)潛力巨大,如穿心蓮、大蒜、金蕎麥、苦木、黃連及黃連素、魚腥草及魚腥草素等,都是常用的抗菌藥物。國外對(duì)植物抗菌劑的相關(guān)研究報(bào)道很多(見表1)。目前對(duì)植物天然抗菌劑的開發(fā)還剛剛起步,對(duì)其抗菌機(jī)理的研究有待深入。

微生物源天然抗菌劑及其抗菌機(jī)理

微生物自身也可用作抗菌劑。其抑菌機(jī)制有如下幾種:一是分泌抗菌素。Y.Ouhdouch等報(bào)道了從在摩洛哥分離出的幾種放線菌的菌株中提取的非聚烯抗生素,對(duì)酵母、霉菌和細(xì)菌有很強(qiáng)的抑制作用。G.M.Thorne等通過研究發(fā)現(xiàn)鏈霉菌roseosporus的發(fā)酵產(chǎn)物daptomycin為脂肽類抗生素,幾乎能夠抑制所有的革蘭陽性病原菌,不會(huì)產(chǎn)生交叉抗藥性[40];M.Morita等淀粉芽孢桿菌胞內(nèi)溶素的抗革蘭氏陰性菌活性與結(jié)構(gòu)關(guān)系,實(shí)驗(yàn)證實(shí)這種內(nèi)溶素分子鏈的C2端和N2端都與抗菌活性有關(guān)。H.Tsubery等研究了多菌粘素B(PMB)的脫酰氨基衍生物(PMBN)的抗菌性,雖然PMBN的抗菌性比PMB的抗菌性弱,但它可以滲透過革蘭氏陰性菌的外膜而中和脂多糖(LPS)毒性。二是參與營養(yǎng)和生存空間的競爭。通過占有生存空間、消耗氧氣等削弱以至消除同一生存環(huán)境中的某些病原物。三是誘導(dǎo)寄主產(chǎn)生抗病性。微生物可以誘導(dǎo)寄主產(chǎn)生防御反應(yīng)或?qū)Σ≡苯蛹纳种撇≡?。四是?duì)病原菌直接作用。L.L.Wilson等發(fā)現(xiàn)木霉和酵母能寄生在病原菌上,并分泌一種能破壞真菌細(xì)胞壁的酶。因此,對(duì)微生物抗菌作用的研究為開發(fā)新的天然高分子抗菌劑提供了重要的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。

動(dòng)物源天然抗菌劑及其抗菌機(jī)理

此類抗菌劑大多作用于細(xì)菌的細(xì)胞壁而達(dá)到抗菌抑菌效果。此處拿具代表性的殼聚糖類抗菌劑來做講解。殼聚糖是甲殼質(zhì)的脫乙酰產(chǎn)物,可以溶解在許多稀酸中。殼聚糖相對(duì)分子質(zhì)量越小、脫乙酰度越大,溶解度越大。殼聚糖具有較強(qiáng)的抗菌活性,其對(duì)大腸桿菌、枯草桿菌和金黃色葡萄球菌的MIC值達(dá)到(250～500)×10-6。此外,殼聚糖對(duì)植物病原菌也有抑制作用,如1%殼聚糖對(duì)尖鐮菌(F.Solani)和腐皮鐮菌(F.oxysporumcepae)有完全抑制的作用。殼聚糖的抗菌作用,認(rèn)為有以下2種機(jī)理:一種是殼聚糖分子中的-NH3+帶正電性,吸附在細(xì)胞表面,一方面可能形成一層高分子膜,阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸,另一方面使細(xì)胞壁和細(xì)胞膜上的負(fù)電荷分布不均,破壞細(xì)胞壁的合成與溶解平衡,溶解細(xì)胞壁,從而起到抑菌殺菌作用;另一種是通過滲透進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),吸附細(xì)胞體內(nèi)帶有陰離子的物質(zhì),擾亂細(xì)胞正常的生理活動(dòng),從而殺滅細(xì)菌。對(duì)于細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)不同的革蘭氏陽性與革蘭氏陰性細(xì)菌,殼聚糖的作用機(jī)理不同。革蘭氏陽性細(xì)菌,有較厚的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),殼聚糖主要作用于其細(xì)胞表面,因此前一種機(jī)理是殺滅此類細(xì)菌的主導(dǎo)作用;革蘭氏陰性細(xì)菌,細(xì)胞壁較薄,小分子的殼聚糖可以進(jìn)入其細(xì)胞內(nèi)作用,因此后一種機(jī)理起主導(dǎo)作用。研究結(jié)果表明,隨著脫乙酰度和濃度的提高,殼聚糖的抗菌活性增強(qiáng)。而對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量的影響,目前還未有一致的結(jié)論,其原因一方面是對(duì)殼聚糖相對(duì)分子質(zhì)量在生產(chǎn)過程中不能很好控制,另一方面是因?yàn)椴煌鄬?duì)分子質(zhì)量的殼聚糖對(duì)于不同的菌種有不同的作用效果。一般認(rèn)為,隨著殼聚糖相對(duì)分子質(zhì)量的降低,對(duì)大腸桿菌抑制性增強(qiáng),而對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制性減弱。此外,一些生物堿也可用作抗菌劑,如Y.R.Torres等發(fā)現(xiàn)從一種海綿無脊椎動(dòng)物提取的生物堿對(duì)革蘭氏陰性和革蘭氏陽性菌都有很強(qiáng)的抗菌效果。

作為一種理想的抗菌劑,應(yīng)該具有即效、廣譜、長效、穩(wěn)定及安全的抗菌效果。然而,現(xiàn)有的抗菌劑,無論是無機(jī)的、有機(jī)的,還是天然生物的,都沒有達(dá)到理想的要求?，F(xiàn)有的各類抗菌劑,都具有特有的抗菌機(jī)理,只有在抗菌機(jī)理上作出全面、深層次的研究,綜合各類抗菌劑的特點(diǎn),才能進(jìn)一步改善抗菌劑的有效性。

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