CN101940225B - 一种复合抗菌剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合抗菌剂及其制备方法，所述复合抗菌剂含有以下组分：大豆提取液、甘氨酸、ε-多聚赖氨酸、苯扎氯铵和二癸基二甲基氯化铵；所述复合抗菌剂各组分的重量份数为：水100份，大豆提取液0.5-10份，甘氨酸0.5-2.5份，ε-多聚赖氨酸0.005-3.0份，苯扎氯铵0.1-5.0份，二癸基二甲基氯化铵0.1-6.0份。将上述大豆提取液加水稀释后，按比例加入甘氨酸、ε-多聚赖氨酸、苯扎氯铵和二癸基二甲基氯化铵，即得到本发明的复合抗菌剂。本发明的复合抗菌剂是一种对人畜无害，具有高杀菌能力的新型抗菌剂，可用于各种杀菌消毒场所，具有成本低、应用范围广、杀菌效果好等优点。

Description

一种复合抗菌剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合抗菌剂及其制备方法。

背景技术

不同抗菌剂的协同使用往往能够发挥这些抗菌剂的所长，从而达到既提高抗菌能力、又降低抗菌剂使用剂量的目的。所以，抗菌剂的协同使用一直是人们关注的热点和方向。

季铵盐消毒剂从发现至今已有近百年历史，如今品种已达上千种。按照季铵盐开发的历程，目前已可分成7代产品，其中双长链季铵盐和烷基二甲基苄铵氯化物单链季铵盐的混合型季铵盐抗菌剂吸取了单、双链季铵盐的协同作用原理，杀菌效果均优于单一成分，且抗干扰强，毒性小，价格较低，属第5代季铵盐类抗菌剂；而将季铵盐抗菌剂作为主体，再与其他化学类抗菌物质组合还可能进一步发挥各种抗菌剂的特点，形成第7代季铵盐消毒剂。

在各种各样的抗菌剂中，生物抗菌剂由于其独特的安全性和抗菌效果而备受关注。目前使用的生物抗菌剂大多是采用多种中草药提取物混合成抗菌剂，在我国流通的约有20-30多种，主要用于空气消毒、皮肤黏膜消毒，少数也用于环境物品的消毒。一些植物提取物，如大豆提取液，由于含有抗菌活性的异黄酮等物质，显示出了一定的抗菌活性，如福建省疾控中心徐海滨（徐海滨,郭维植,林震宇,董新平. 大豆提取液对20种常见致病菌的体外抗菌活性研究. 中国卫生检验杂志，2006，16(2):167-168）进行了大豆提取液对20种常见致病菌的体外抗菌活性研究，发现其对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、鼠伤寒沙门菌、福氏志贺菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌等20种常见致病菌的最低抑菌浓度（MIC）范围在1600-204800 μg/ml；MBC范围在1600-102400 μg/ml，说明大豆提取液具有较强的抗菌活性和较广的抗菌谱。该作者还采用0.5 μg/ml大豆提取液对糠秕孢子菌分别作用2、5、10、20 min，以及0.33 μg/ml作用5、10、20 min，杀灭率均在90%以上，说明该大豆提取液对糠秕孢子菌也具有杀灭作用（徐海滨，陈路瑶，郭维植，林立旺. 两种抗菌药对糠秕孢子菌杀菌效果实验观察. 海峡预防医学杂志2007，3(6):59-60）。

ε-多聚赖氨酸也是一种生物抗菌剂，其抑菌谱广，在酸性和微酸性环境中对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌均有一定的抑菌效果，ε-多聚赖氨酸对其他天然防腐剂不易抑制的革兰氏阴性的大肠杆菌、沙门氏菌抑菌效果非常好，而且其对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用，但对酵母菌、霉菌的抑菌浓度要求高（黄国昌 ,边水根. ε- 聚赖氨酸研究进展. 江西科学, 2006,24(6):538-544）。

ε-多聚赖氨酸抑菌机理主要表现在破坏微生物的细胞膜结构，引起细胞的物质、能量和信息传递中断，最终导致细胞死亡。因为细胞膜是微生物进行能量转化、物质代谢的主要场所之一，所以ε-多聚赖氨酸吸附到细胞膜上，可破坏膜结构完整性，使细胞丧失对物质的选择性，并可导致胞内溶酶体膜破裂而诱导微生物产生自溶作用，最终导致细胞死亡。

到目前为止，尚未见到生物抗菌剂（大豆提取液和ε-多聚赖氨酸）与有机抗菌剂（单链和双链季铵盐）的复合并具有协同作用的报道。鉴于生物抗菌剂的高度安全性和广谱抗菌性等优点，本发明结合生物抗菌剂（大豆提取液和ε-多聚赖氨酸）与有机抗菌剂（单链和双链季铵盐）本身的特点进行复配，发现它们具有协同作用，可获得高度安全的，且具有强抗菌能力和广谱抗菌的复合抗菌剂，其抗菌效果不仅高于各独立组分，也高于单链和双链季铵盐的直接复配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集生物抗菌剂和化学抗菌剂各自长处的复合抗菌剂及其制备方法，使其具有低成本、高安全性的优势，且杀菌效果不仅优于各独立组分，也高于单链和双链季铵盐的直接复配。

本发明的复合抗菌剂含有以下组分：大豆提取液、甘氨酸、ε-多聚赖氨酸、苯扎氯铵和二癸基二甲基氯化铵。所述复合抗菌剂各组分的重量份数为：水100份，大豆提取液0.5-10份，甘氨酸0.5-2.5份，ε-多聚赖氨酸0.005-3.0份，苯扎氯铵0.1-5.0份，二癸基二甲基氯化铵0.1-6.0份。

优选的复合抗菌剂各组分的重量份数为：水100份，大豆提取液1-3份，甘氨酸0.5-2.5份，ε-多聚赖氨酸0.05-2份，苯扎氯铵0.4-4.0份，二癸基二甲基氯化铵0.6-6.0份。更优选的各组分的重量份数为：水100份，大豆提取液2份，甘氨酸1份，ε-多聚赖氨酸0.05份，苯扎氯铵0.4份，二癸基二甲基氯化铵0.6份。

其中所述大豆提取液的制备过程如下：

第1步：将大豆洗净，加入2-3倍重量的水于30-60℃下浸渍12-48小时后去皮，之后用粉碎装置破碎成泥浆状；

第2步：将上述泥浆状物质用60-160目滤布进行过滤，获得白色乳液；

第3步：在白色乳液中加入4-6倍体积的纯净水，然后添加800-1500mg/L壳聚糖进行絮凝，过滤分离后，获得透明液体即为大豆提取液。其中所述壳聚糖的平均分子量为7.3×10⁵ Da，脱乙酰度87%。

上述采用的大豆，学名为Glycine max，中国古称菽，是一种其种子含有丰富的蛋白质的豆科植物。大豆呈椭圆形、球形，颜色有黄色、淡绿色、黑色等，故又有黄豆、青豆、黑豆之称。本发明的大豆提取液也可以用其它谷物提取液代替，如麦、米、玉米等谷物的提取液。

所述苯扎氯铵烷基侧链分别为C12、C14和C16，三者的比例为任意比例，优选的摩尔比例为：侧链为C14为50%，C12为40%，C16为10%。

所述ε-多聚赖氨酸的分子量为2000-4000Da，优选的分子量为3000Da。

上述复合抗菌剂的制备方法为：将大豆提取液加水稀释后，按比例加入甘氨酸、ε-多聚赖氨酸、苯扎氯铵和二癸基二甲基氯化铵，得到复合抗菌剂。

本发明提供的复合抗菌剂对各种微生物均具有良好的杀灭效果，且杀灭效果优于各独立组分，也高于单链和双链季铵盐的直接复配。

本发明的复合抗菌剂对福建省疾控中心徐海滨所述的20种常见致病菌的体外抗菌活性优于该大豆提取液。

作为本发明的复合抗菌剂作用对象的微生物是指一般细菌、丝状菌、病毒、霉菌孢子和细菌芽孢等。

本发明的复合抗菌剂的杀菌范围广泛，不仅对细菌(霉菌)而且对病毒和孢子都有高度的效果，因此它可用于广阔领域的杀菌。

例如，它可用于对医院、疗养设施、食品加工厂、洗衣店和厨房等的墙壁、床、窗等或在这些地方使用的器皿、设备和制品用(例如饮料用)容器等进行杀菌。    

本发明复合抗菌剂的水溶液的接触方法没有特别的限制，有喷洒、喷雾、浸渍、填充等方法，也可用水溶液浸渍的适当载体擦拭杀菌作用对象。水溶液的接触时间没有限制，但根据微生物，即使接触时间为30秒以内、特别是10秒以内的短时间，也能获得充分的效果。接触时水溶液的温度也没有特别的限制，但优选为10-70℃，特别优选为20-60℃。

本发明的复合抗菌剂也适用于洗涤餐具等的自动洗涤机。这里，自动洗涤机是指能连续或间歇洗涤杯子等餐具和塑料容器等装运托盘等硬质表面的所有装置，其大小和和方法等没有特别的限制。在去污后用它进行杀菌更有效，例如在将其用于传送带式自动餐具洗涤机时，在洗涤后、最终洗净前喷射本发明抗菌剂的方法是最合适的。

本发明复合抗菌剂可填充在玻璃、金属、塑料、纸等材料的包装容器中，可以直接使用，也可在稀释后使用。

由于其高度的安全性和抗菌效果，本发明的抗菌剂可广泛应用于抗菌、防霉、消毒等诸多领域，是妇科洗液、湿巾、卫生巾、口腔用品、洗手液、瓜果保鲜与消毒、环境消毒等理想的抗菌剂。

本发明的复合抗菌剂最显著的特征在于将生物抗菌剂（大豆提取液和ε-多聚赖氨酸）与有机抗菌剂（单链和双链季铵盐）的协同使用。经试验检测，本产品具备广谱高效抗菌消毒、绿色环保、安全、有效期长、不引起病毒变异等优点。

具体实施方式

实施例1

本发明复合抗菌剂的制备：

第1步：将大豆洗净，加入3倍重量的纯净水于40℃下浸渍24小时后去皮，之后用粉碎装置破碎成泥浆状；

第2步：将上述泥浆状物质用80目滤布进行过滤，获得白色乳液；

第3步：在白色乳液中加入4倍体积的纯净水，然后添加800mg/L壳聚糖（平均分子量7.3×10⁵ Da，脱乙酰度87%）进行絮凝，过滤分离后，获得透明液体；

第4步：将上述透明液体（即大豆提取液）稀释50倍后，分别加入占稀释水重量的1%甘氨酸、0.05%ε-多聚赖氨酸（分子量为3000Da）、0.4%苯扎氯铵（其中侧链为C14的摩尔比例为50%，C12的摩尔比例为40%，C16的摩尔比例为10%）和0.6%二癸基二甲基氯化铵，余量为水，即获得本发明的复合抗菌剂。

实施例2

本发明复合抗菌剂的制备：

第1步：将大豆洗净，加入2倍重量的纯净水于30℃下浸渍48小时后去皮，之后用粉碎装置破碎成泥浆状；

第2步：将上述泥浆状物质用60目滤布进行过滤，获得白色乳液；

第3步：在白色乳液中加入5倍体积的纯净水，然后添加1500mg/L壳聚糖进行絮凝，过滤分离后，获得透明液体；

第4步：将上述透明液体（即大豆提取液）稀释40倍后，分别加入占稀释水重量的2.5%甘氨酸、2%ε-多聚赖氨酸（分子量为3000Da）、0.1%苯扎氯铵（其中侧链为C14的摩尔比例为30%，C12的摩尔比例为20%，C16的摩尔比例为50%）和0.15%二癸基二甲基氯化铵，即获得本发明的复合抗菌剂。

实施例3

本发明复合抗菌剂的制备：

第1步：将大豆洗净，加入3倍重量的纯净水于60℃下浸渍12小时后去皮，之后用粉碎装置破碎成泥浆状；

第2步：将上述泥浆状物质用160目滤布进行过滤，获得白色乳液；

第3步：在白色乳液中加入6倍体积的纯净水，然后添加1000mg/L壳聚糖（平均分子量7.3×10⁵ Da，脱乙酰度87%）进行絮凝，过滤分离后，获得透明液体；

第4步：将上述透明液体（即大豆提取液）稀释50倍后，分别加入占稀释水重量的0.5%甘氨酸、0.5%ε-多聚赖氨酸（分子量为3000Da）、4%苯扎氯铵（其中侧链为C14的摩尔比例为20%，C12的摩尔比例为50%，C16的摩尔比例为30%）和6%二癸基二甲基氯化铵，即获得本发明的复合抗菌剂。

实施例4

根据卫生部颁发的《消毒技术规范》（2002年版）2.3.1部分，选择大鼠对本发明制备的复合抗菌剂进行急性经口毒性试验，试验结果[LD₅₀值]为6000mg/kg以上，通过安全性OECD基准测试，证实具有高度安全性。

[参考数值：盐4500mg/kg；咖啡因1950mg/kg（2000mg/kg为安全基准值）。]

根据上述《消毒技术规范》2.3.3部分，选择家兔对本发明的复合抗菌剂进行皮肤一次刺激试验，试验结果为阴性。

参照OECD基准，以无纺布纸巾对家兔皮肤做24小时贴试结果，确认对发明的复合抗菌剂对皮肤无刺激性。

根据上述《消毒技术规范》2.3.8部分，选择小鼠对本发明的复合抗菌剂进行变异原性试验，试验结果显阴性。

根据上述《消毒技术规范》2.3.6部分，选择豚鼠对本发明的复合抗菌剂进行皮肤过敏反应性试验，试验结果显示本发明的复合抗菌剂对皮肤没有过敏性反应。

以上试验证明，本发明的复合抗菌剂具有高度安全性。

实施例3

取实施例1的复合抗菌剂进行中和剂鉴定试验：

按照《消毒技术规范》（2002年版）2.1.1.5进行试验。

选用试验菌株为白色念珠菌ATCC10231（第5—7代）；中和剂为吐温-80 3%、卵磷脂0.3%、组氨酸0.5%；培养基为沙氏琼脂培养基；有机干扰物为3%小牛血清白蛋白。

试验程序：（1）本发明的复合抗菌剂浓度为1000倍和100倍稀释液，第1、2组抗菌作用时间为2min，中和剂作用时间10min以上；试验温度为19-21℃，试验重复三次。

试验结果如表1和表2所示。

表1的复合抗菌剂的1000倍稀释液中和剂鉴定试验结果

注：1-消毒剂+菌悬液；2-（消毒剂+菌悬液）+中和剂；3-中和剂+菌悬液；4-（消毒剂+中和剂）+菌液；5-稀释液+菌悬液；6-稀释液+中和剂+培养基（即阴性对照）。

表1中，第1、2组平均生长细菌菌落数均为0cfu/ml，第3、4、5组平均生长细菌菌落数分别为4.14×10⁴ cfu/ml、4.02×10⁴ cfu/ml和4.17×10⁴ cfu/ml，其组间误差率小于5%。

表2 复合抗菌剂的100倍稀释液中和剂鉴定试验结果

注：1-6试验组同表1。

表2中，第1、2组平均生长细菌菌落数分别为0cfu/ml和3.72×10²cfu/ml，第3、4、5组平均生长细菌菌落数分别为5.29×10⁷ cfu/ml、5.68×10⁷ cfu/ml和5.74×10⁷ cfu/ml，其组间误差率小于5%。

以上说明，含吐温-80 3%、卵磷脂0.3%、组氨酸0.5%的中和剂及其与1000倍稀释的复合抗菌剂的中和产物对受试菌生长及培养基无影响；该中和剂可有效中和1000倍稀释的复合抗菌剂对白色念珠球菌的抑制试验。

实施例4

取实施例1的复合抗菌剂进行悬液定量杀菌试验：

按照《消毒技术规范》（2002年版）2.1.1.2～2.1.1.7项进行试验。

选用试验菌株为金黄色葡萄球菌ATCC6538，大肠杆菌8099，白色念珠菌ATCC10231（第5—7代）；中和剂为吐温-80 3%、卵磷脂0.3%、组氨酸0.5%；培养基为沙氏琼脂培养基；有机干扰物为3%小牛血清白蛋白。试验温度为19-21℃，试验重复三次。

结果如表3和表4所示。

表3 本发明的复合抗菌剂的1000倍稀释液对细菌繁殖体的杀灭率

表3中，本发明的复合抗菌剂的1000倍稀释液，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌分别作用2min，平均杀灭率均为100%，具有明显的杀菌作用。

表4 本发明的复合抗菌剂的100倍稀释液对细菌繁殖体的杀灭效果

表4中，本发明的复合抗菌剂的100倍稀释液对白色念珠菌分别作用2min、5 min、10 min，平均杀灭对数值均大于5.00。

以上说明， 1000倍稀释的本发明的复合抗菌剂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌分别作用2min，杀灭率均为100%；100倍稀释的复合抗菌剂对白色念珠菌作用2 min 、5 min 10 min，平均杀灭对数值均大于5.00，具有明显的杀菌作用。

实施例5

与其他抗菌剂比较，本发明的复合抗菌剂具有非常高的抗菌效果，如厕所清洗后的抹布中的菌数，试验结果见表5所示：

表5. 本发明的复合抗菌剂对厕所清洗后的抹布中微生物的杀灭效果

从表5可以看出，本发明的复合抗菌剂对厕所清洗后的抹布中微生物的杀灭效果非常明显。              

实施例6

最小抑（杀）菌浓度试验：

按照《消毒技术规范》（2002年版）2.1.7.3项进行试验。

选用试验菌株为大肠杆菌ATCC25922、大肠杆菌O157：H7 88-2364、奇异变形杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、致病性大肠杆菌、肠毒性大肠杆菌83015、绿脓杆菌ATCC27853、福氏志贺氏菌F1b、金黄色葡萄球菌、腐生葡萄球菌、白色葡萄球菌、藤黄微球菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌ATCC10231、李斯特菌、肺炎克雷伯氏菌、O1群霍乱弧菌、O139群霍乱弧菌和副溶血弧菌。其中以ε-多聚赖氨酸和复合季铵盐的部分试验作为对照。

本发明的复合抗菌剂对大肠杆菌等20种菌的最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）试验结果见表6所示：

表6. 本发明的复合抗菌剂对各种微生物的抑菌和杀菌效果

注：*:分子量为3000Da；**:复合季铵盐含苯扎氯铵（其中侧链为C14的摩尔比例为50%，C12的摩尔比例为40%，C16的摩尔比例为10%）的质量百分比为40%，含二癸基二甲基氯化铵的质量百分比为60%；***：浓度高于204800μg/mL。

表6说明本发明的复合抗菌剂对大肠杆菌等20种菌的抑菌和杀菌效果明显，且均优于ε-多聚赖氨酸和复合季铵盐，也优于徐海滨所述的大豆提取液，说明本发明的复合抗菌剂中的各组分具有协同抗菌作用。                

Claims (8)

1.一种复合抗菌剂，其特征在于：所述复合抗菌剂含有以下组分：大豆提取液、甘氨酸、ε-多聚赖氨酸、苯扎氯铵和二癸基二甲基氯化铵；所述复合抗菌剂各组分的重量份数为：水100份，大豆提取液0.5-10份，甘氨酸0.5-2.5份，ε-多聚赖氨酸0.005-3.0份，苯扎氯铵0.1-5.0份，二癸基二甲基氯化铵0.1-6.0份；所述大豆提取液的制备过程如下：第1步：将大豆洗净，加入2-3倍重量的水于30-60℃下浸渍12-48小时后去皮，之后用粉碎装置破碎成泥浆状；

第2步：将上述泥浆状物质用60-160目滤布进行过滤，获得白色乳液；

第3步：在白色乳液中加入4-6倍体积的纯净水，然后添加800-1500mg/L壳聚糖进行絮凝，过滤分离后，获得透明液体即为大豆提取液。

2.根据权利要求1所述的复合抗菌剂，其特征在于：所述复合抗菌剂各组分的重量份数为：水100份，大豆提取液1-3份，甘氨酸0.5-2.5份，ε-多聚赖氨酸0.05-2份，苯扎氯铵0.4-4.0份，二癸基二甲基氯化铵0.6-6.0份。

3.根据权利要求2所述的复合抗菌剂，其特征在于：所述复合抗菌剂各组分的重量百分比优选为：水100份，大豆提取液2份，甘氨酸1份，ε-多聚赖氨酸0.05份，苯扎氯铵0.4份，二癸基二甲基氯化铵0.6份。

4.根据权利要求1所述的复合抗菌剂，其特征在于：所述壳聚糖的平均分子量为7.3×10⁵ Da，脱乙酰度87%。

5.根据权利要求1、2或3所述的复合抗菌剂，其特征在于：苯扎氯铵的烷基侧链分别为C12、C14和C16，且三者的比例为任意比例。

6.根据权利要求5所述的复合抗菌剂，其特征在于：苯扎氯铵的烷基侧链分别为C12、C14和C16，且三者的摩尔比例优选为：侧链C14为50%，C12为40%，C16为10%。

7.根据权利要求1、2或3所述的复合抗菌剂，其特征在于：ε-多聚赖氨酸的分子量为2000-4000Da。

8.根据权利要求7所述的复合抗菌剂，其特征在于：ε-多聚赖氨酸的分子量优选为3000Da。