CN106889114A - 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，复合抗菌剂各组分的重量份数为：水111份，大豆提取液0.5‑11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，麦角甾醇0.01‑0.1份、山嵛酸0.1‑1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

抗菌剂，是能够在一定时间内，使某些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。抗菌剂是一类具有抑菌和杀菌性能的新型助剂。抗菌剂一般分为无机类和有机类两大类。前者以银、锌、铜等为主原料，以无机填料为载体，制成无机抗菌剂，耐高温性能好。后者以酯类、醇类、酚类为主要原料，耐高温性较低，一般在200℃以下，个别为250℃，杀菌时间短，偶有析出等现象。无机抗菌剂是利用银、铜、锌等金属的抗菌能力，通过物理吸附离子交换等方法，将银、铜、锌等金属（或其离子）固定在氟石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加入到相应的制品中即获得具有抗菌能力的材料。水银、镉、铅等金属也具有抗菌能力，但对人体有害；铜、镍、钻等离子带有颜色，将影响产品的美观，锌有一定的抗菌性，但其抗菌强度仅为银离子的1/1110。因此，银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。有机抗菌剂主要是指香草醛或乙基香草醛类化合物，常用于聚乙烯类食品包装膜中，起抗菌作用。另外还有酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等。目前有机抗菌剂的安全性尚在研究中。一般来说有机抗菌剂耐热性差些，容易水解，有效期短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种杀菌效果明显，有效期长，耐热性，广谱高效抗菌消毒、绿色环保、不引起病毒变异的一种复合抗菌剂及其制备方法。

本发明的复合抗菌剂含有以下组分：大豆提取液、甘氨酸、麦角甾醇、ε-多聚赖氨酸、山嵛酸、苯扎氯铵和二癸基二甲基氯化铵。复合抗菌剂各组分的重量份数为：水111份，大豆提取液0.5-11份，甘氨酸0.5-2.5份，麦角甾醇0.01-0.1份，山嵛酸0.1-1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111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111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，麦角甾醇、ε-多聚赖氨酸和山嵛酸或因协作用产生延长药效的作用，以上实验数据呈非线性，所产生的优异效果其结果有待验证。其中制备过程如下：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。第4步：按上述重量组分加入甘氨酸、ε-多聚赖氨酸、麦角甾醇、苯扎氯铵、山嵛酸和二癸基二甲基氯化铵均匀混合即得符合抗菌剂。

其中壳聚糖的平均分子量为7.3×115Da，脱乙酰度87%。

上述采用的大豆，学名为Glycinemax，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。

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11%。

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11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11-70℃，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7.3×115Da，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、0.01%麦角甾醇、0.1%山嵛酸，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11%）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1110mg/L壳聚糖（平均分子量7.3×115Da，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ATCC11231（第5—7代）；中和剂为吐温-803%、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1110倍和111倍稀释液，第1、2组抗菌作用时间为2min，中和剂作用时间11min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1110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4.14×114cfu/ml、4.02×114cfu/ml和4.17×114cfu/ml，其组间误差率小于5%。

表2复合抗菌剂的111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3.72×112cfu/ml，第3、4、5组平均生长细菌菌落数分别为5.29×117cfu/ml、5.68×117cfu/ml和5.74×117cfu/ml，其组间误差率小于5%。

以上说明，含吐温-803%、卵磷脂0.3%、组氨酸0.5%的中和剂及其与1110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1110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ATCC11231（第5—7代）；中和剂为吐温-803%、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1110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1110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111%，具有明显的杀菌作用。

表4本发明的复合抗菌剂的111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111倍稀释液对白色念珠菌分别作用2min、5min、11min，平均杀灭对数值均大于5.00。

以上说明，1110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111%；111倍稀释的复合抗菌剂对白色念珠菌作用2min、5min11min，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

样品	残留菌数个/g
		未处理品
普通清洁剂洗净后
		漂白剂使用30分钟后
本发明的复合抗菌剂稀释111倍使用30秒后	<111

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：H788-2364、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ATCC11231、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11%）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、麦角甾醇、苯扎氯铵、山嵛酸和二癸基二甲基氯化铵。

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111份，大豆提取液1-3份，麦角甾醇0.01-0.1份、山嵛酸0.1-1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。

3.一种复合抗菌剂的制备方法，其特征包括以下步骤：

1）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；

2）将上述泥浆状物质用60-160目滤布进行过滤，获得白色乳液；

3）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；

4）按上述重量组分加入甘氨酸、ε-多聚赖氨酸、麦角甾醇、苯扎氯铵、山嵛酸和二癸基二甲基氯化铵均匀混合即得符合抗菌剂。

4.根据权利要求4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7.3×115Da，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6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11%。

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

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