CN109771418B - 含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂及制备方法，将灵菌红素的甲醇溶液在压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜加入到羟基乙酸水溶液中，使得灵菌红素以超细颗粒的形式均匀分散形成悬浮液，然后与分散于水性体系中的预胶化淀粉混合球磨，借助预胶化淀粉的粘合作用进一步促进灵菌红素在水性环境中稳定存在，最后引入聚乙烯醇空心微球，高压匀质处理后冷冻升温干燥，形成丰富的孔洞结构，吸引包括细菌在内的微生物集聚，有利于灵菌红素充分发挥杀菌作用。本发明所得杀菌剂可以在水产养殖体系中发挥优异的杀菌作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗菌剂，具体涉及含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂及制备方法,属于药物技术领域。
背景技术
近年来我国水产养殖区域污染问题日益严重，水产品食用安全问题日显突出。随着城市污水排放的增加，养殖水体受到来源于生活污水的微生物污染情况不断加重，据调查，有些水产养殖区域养殖的鱼虾蟹类，其大肠杆菌超标率竟然高达90％以上，这样的水产品经人体长期摄入必然会影响人体健康。
灵菌红素是粘质沙雷氏菌的红色代谢产物，是一类具有多吡咯环的天然红色素的总称，其分子结构通常都有3个吡咯环组成的甲氧基吡咯骨架结构。不同的灵菌红素的化合物具有不同的生物学活性。根据烷基侧链的结构特点可以分为PG、UP、CPrG和MP等，一般情况下，PG属于脂溶性色素，易溶于甲醇和丙酮，不溶于水，在极性较强的酸性和碱性水溶液中微溶，灵菌红素具有抗肿瘤、免疫抑制、抗菌性、抗疟疾性等生物学活性。体外抑菌试验表明，灵菌红素对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、福氏志贺菌等具有良好的抑菌作用。
但是灵菌红素难溶于水，将其直接投放至水中，基本上会团聚成堆，无法在体系中充分分散，影响抗菌效果，因此，如何在水产养殖体系中发挥抗菌作用已经成为制约其应用于水产养殖领域的一大问题。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂及制备方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂的制备方法，具体步骤如下：将灵菌红素的甲醇溶液在压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜加入到羟基乙酸水溶液中，制成悬浮液，向悬浮液中加入分散于水性体系中的预胶化淀粉，球磨，接着加入聚乙烯醇空心微球，高压匀质处理，冷冻后升温干燥即可；其中，水性体系是将硅酸钠和1,2-丙二醇加入水中混合而得，灵菌红素的甲醇溶液、羟基乙酸水溶液、预胶化淀粉、水性体系、聚乙烯醇空心微球的含量比为1mL：2～3mL：0.8～1mL：0.02～0.04g：0.2～0.4g，所述灵菌红素的甲醇溶液的质量浓度为20～30％，羟基乙酸水溶液的质量浓度为10～15％。
优选的，所述压力作用条件为5～7kPa。
优选的，所述聚四氟乙烯中空纤维膜上均匀分布有微孔，其孔径为50～100nm。
优选的，所述预胶化淀粉采用蒸汽爆破技术进行预处理，具体工艺条件为：将预胶化淀粉装入蒸汽爆破设备的爆破腔中，在1～2.5MPa条件下保持1～2分钟后迅速释放压力即可。
优选的，所述水性体系中硅酸钠、1,2-丙二醇和水的含量比为0.1～0.2g：0.05～0.08g：10mL。
优选的，所述球磨时间为30～40分钟。
优选的，所述高压匀质处理条件为：300～400MPa匀质处理20～30分钟。
优选的，所述冷冻后升温干燥的具体方法是：以20～25℃/min的降温速率冷冻至-50～-60℃，使水分结晶，然后在保持高真空的条件下，以1～2℃/min的升温速率升温至室温(25℃)，实现彻底干燥。
利用上述制备方法得到的一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂。
本发明的有益效果：
本发明将灵菌红素的甲醇溶液在压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜加入到羟基乙酸水溶液中，使得灵菌红素以超细颗粒的形式均匀分散形成悬浮液，然后与分散于水性体系中的预胶化淀粉混合球磨，借助预胶化淀粉的粘合作用进一步促进灵菌红素在水性环境中稳定存在，最后引入聚乙烯醇空心微球，高压匀质处理后冷冻升温干燥，形成丰富的孔洞结构，吸引包括细菌在内的微生物集聚，有利于灵菌红素充分发挥杀菌作用。本发明所得杀菌剂可以在水产养殖体系中发挥优异的杀菌作用。
用于分散预胶化淀粉的水性体系是由硅酸钠、1,2-丙二醇和水混合制成，硅酸钠、1,2-丙二醇与预胶化淀粉相互作用，体系粘稠均匀，对灵菌红素起到固定性作用，避免灵菌红素大量团聚进而降低抗菌效果。
聚乙烯醇空心微球本身就具有空腔结构，冷冻后升温干燥，会在微球表面形成均匀分布的微孔，孔洞结构丰富，有利于吸引周边的微生物集聚过来，进而由灵菌红素迅速杀灭。
预胶化淀粉可以先采用蒸汽爆破技术进行预处理，使其粉质更加细腻，有助于粘稠体系的构建，进一步促进灵菌红素发挥抗菌作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
本发明涉及的灵菌红素，购自深圳健竹生物科技有限公司；聚乙烯醇空心微球根据文献“聚乙烯醇空心微球的制备及其对尿素的缓释作用”(邵兵等，安徽农业科学，2008，36(33)，14383-14385，14395)中的方法制备得到。
实施例1：
含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂的制备方法，具体步骤如下：将灵菌红素的甲醇溶液在5kPa压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜(均匀分布有微孔，其孔径为50nm)加入到羟基乙酸水溶液中，制成悬浮液，向悬浮液中加入分散于水性体系中的预胶化淀粉，球磨30分钟，接着加入聚乙烯醇空心微球，300MPa匀质处理20分钟，冷冻后升温干燥即可；其中，水性体系是将硅酸钠和1,2-丙二醇加入水中混合而得，灵菌红素的甲醇溶液、羟基乙酸水溶液、预胶化淀粉、水性体系、聚乙烯醇空心微球的含量比为1mL：2mL：0.8mL：0.02g：0.2g，所述灵菌红素的甲醇溶液的质量浓度为20％，羟基乙酸水溶液的质量浓度为10％。
水性体系中硅酸钠、1,2-丙二醇和水的含量比为0.1g：0.05g：10mL。
冷冻后升温干燥的具体方法是：以20℃/min的降温速率冷冻至-50℃，使水分结晶，然后在保持高真空的条件下，以1℃/min的升温速率升温至室温(25℃)，实现彻底干燥。
利用上述制备方法得到的一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂。
实施例2：
含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂的制备方法，具体步骤如下：将灵菌红素的甲醇溶液在7kPa压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜(均匀分布有微孔，其孔径为100nm)加入到羟基乙酸水溶液中，制成悬浮液，向悬浮液中加入分散于水性体系中的预胶化淀粉，球磨40分钟，接着加入聚乙烯醇空心微球，400MPa匀质处理30分钟，冷冻后升温干燥即可；其中，水性体系是将硅酸钠和1,2-丙二醇加入水中混合而得，灵菌红素的甲醇溶液、羟基乙酸水溶液、预胶化淀粉、水性体系、聚乙烯醇空心微球的含量比为1mL：3mL：1mL：0.04g：0.4g，所述灵菌红素的甲醇溶液的质量浓度为30％，羟基乙酸水溶液的质量浓度为15％。
水性体系中硅酸钠、1,2-丙二醇和水的含量比为0.2g：0.08g：10mL。
冷冻后升温干燥的具体方法是：以25℃/min的降温速率冷冻至-60℃，使水分结晶，然后在保持高真空的条件下，以2℃/min的升温速率升温至室温(25℃)，实现彻底干燥。
利用上述制备方法得到的一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂。
实施例3：
含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂的制备方法，具体步骤如下：将灵菌红素的甲醇溶液在5kPa压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜(均匀分布有微孔，其孔径为100nm)加入到羟基乙酸水溶液中，制成悬浮液，向悬浮液中加入分散于水性体系中的预胶化淀粉，球磨30分钟，接着加入聚乙烯醇空心微球，400MPa匀质处理20分钟，冷冻后升温干燥即可；其中，水性体系是将硅酸钠和1,2-丙二醇加入水中混合而得，灵菌红素的甲醇溶液、羟基乙酸水溶液、预胶化淀粉、水性体系、聚乙烯醇空心微球的含量比为1mL：3mL：0.8mL：0.04g：0.2g，所述灵菌红素的甲醇溶液的质量浓度为30％，羟基乙酸水溶液的质量浓度为10％。
预胶化淀粉采用蒸汽爆破技术进行预处理，具体工艺条件为：将预胶化淀粉装入蒸汽爆破设备的爆破腔中，在2.5MPa条件下保持1分钟后迅速释放压力即可。
水性体系中硅酸钠、1,2-丙二醇和水的含量比为0.2g：0.05g：10mL。
冷冻后升温干燥的具体方法是：以25℃/min的降温速率冷冻至-50℃，使水分结晶，然后在保持高真空的条件下，以2℃/min的升温速率升温至室温(25℃)，实现彻底干燥。
利用上述制备方法得到的一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂。
实施例4：
含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂的制备方法，具体步骤如下：将灵菌红素的甲醇溶液在7kPa压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜(均匀分布有微孔，其孔径为50nm)加入到羟基乙酸水溶液中，制成悬浮液，向悬浮液中加入分散于水性体系中的预胶化淀粉，球磨40分钟，接着加入聚乙烯醇空心微球，300MPa匀质处理30分钟，冷冻后升温干燥即可；其中，水性体系是将硅酸钠和1,2-丙二醇加入水中混合而得，灵菌红素的甲醇溶液、羟基乙酸水溶液、预胶化淀粉、水性体系、聚乙烯醇空心微球的含量比为1mL：2mL：1mL：0.02g：0.4g，所述灵菌红素的甲醇溶液的质量浓度为20％，羟基乙酸水溶液的质量浓度为15％。
预胶化淀粉采用蒸汽爆破技术进行预处理，具体工艺条件为：将预胶化淀粉装入蒸汽爆破设备的爆破腔中，在1MPa条件下保持2分钟后迅速释放压力即可。
水性体系中硅酸钠、1,2-丙二醇和水的含量比为0.1g：0.08g：10mL。
冷冻后升温干燥的具体方法是：以20℃/min的降温速率冷冻至-60℃，使水分结晶，然后在保持高真空的条件下，以1℃/min的升温速率升温至室温(25℃)，实现彻底干燥。
利用上述制备方法得到的一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂。
实施例5：
含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂的制备方法，具体步骤如下：将灵菌红素的甲醇溶液在6kPa压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜(均匀分布有微孔，其孔径为80nm)加入到羟基乙酸水溶液中，制成悬浮液，向悬浮液中加入分散于水性体系中的预胶化淀粉，球磨35分钟，接着加入聚乙烯醇空心微球，350MPa匀质处理25分钟，冷冻后升温干燥即可；其中，水性体系是将硅酸钠和1,2-丙二醇加入水中混合而得，灵菌红素的甲醇溶液、羟基乙酸水溶液、预胶化淀粉、水性体系、聚乙烯醇空心微球的含量比为1mL：2.5mL：0.9mL：0.03g：0.3g，所述灵菌红素的甲醇溶液的质量浓度为25％，羟基乙酸水溶液的质量浓度为12％。
预胶化淀粉采用蒸汽爆破技术进行预处理，具体工艺条件为：将预胶化淀粉装入蒸汽爆破设备的爆破腔中，在2MPa条件下保持1分钟后迅速释放压力即可。
水性体系中硅酸钠、1,2-丙二醇和水的含量比为0.15g：0.06g：10mL。
冷冻后升温干燥的具体方法是：以22℃/min的降温速率冷冻至-55℃，使水分结晶，然后在保持高真空的条件下，以1.5℃/min的升温速率升温至室温(25℃)，实现彻底干燥。
利用上述制备方法得到的一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂。
对比例1
含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂的制备方法，具体步骤如下：将灵菌红素的甲醇溶液在5kPa压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜(均匀分布有微孔，其孔径为50nm)加入到水中，制成悬浮液，向悬浮液中加入分散于水性体系中的预胶化淀粉，球磨30分钟，接着加入聚乙烯醇空心微球，300MPa匀质处理20分钟，冷冻后升温干燥即可；其中，水性体系是将硅酸钠和1,2-丙二醇加入水中混合而得，灵菌红素的甲醇溶液、水、预胶化淀粉、水性体系、聚乙烯醇空心微球的含量比为1mL：2mL：0.8mL：0.02g：0.2g，所述灵菌红素的甲醇溶液的质量浓度为20％。
水性体系中硅酸钠、1,2-丙二醇和水的含量比为0.1g：0.05g：10mL。
冷冻后升温干燥的具体方法是：以20℃/min的降温速率冷冻至-50℃，使水分结晶，然后在保持高真空的条件下，以1℃/min的升温速率升温至室温(25℃)，实现彻底干燥。
利用上述制备方法得到的一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂。
对比例2
含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂的制备方法，具体步骤如下：将灵菌红素的甲醇溶液在5kPa压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜(均匀分布有微孔，其孔径为50nm)加入到羟基乙酸水溶液中，制成悬浮液，向悬浮液中加入分散于水中的预胶化淀粉，球磨30分钟，接着加入聚乙烯醇空心微球，300MPa匀质处理20分钟，冷冻后升温干燥即可；其中，灵菌红素的甲醇溶液、羟基乙酸水溶液、预胶化淀粉、水、聚乙烯醇空心微球的含量比为1mL：2mL：0.8mL：0.02g：0.2g，所述灵菌红素的甲醇溶液的质量浓度为20％，羟基乙酸水溶液的质量浓度为10％。
冷冻后升温干燥的具体方法是：以20℃/min的降温速率冷冻至-50℃，使水分结晶，然后在保持高真空的条件下，以1℃/min的升温速率升温至室温(25℃)，实现彻底干燥。
利用上述制备方法得到的一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂。
对比例3
含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂的制备方法，具体步骤如下：将灵菌红素的甲醇溶液在5kPa压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜(均匀分布有微孔，其孔径为50nm)加入到羟基乙酸水溶液中，制成悬浮液，向悬浮液中加入分散于水性体系中的预胶化淀粉，球磨30分钟，300MPa匀质处理20分钟，冷冻后升温干燥即可；其中，水性体系是将硅酸钠和1,2-丙二醇加入水中混合而得，灵菌红素的甲醇溶液、羟基乙酸水溶液、预胶化淀粉、水性体系的含量比为1mL：2mL：0.8mL：0.02g，所述灵菌红素的甲醇溶液的质量浓度为20％，羟基乙酸水溶液的质量浓度为10％。
水性体系中硅酸钠、1,2-丙二醇和水的含量比为0.1g：0.05g：10mL。
冷冻后升温干燥的具体方法是：以20℃/min的降温速率冷冻至-50℃，使水分结晶，然后在保持高真空的条件下，以1℃/min的升温速率升温至室温(25℃)，实现彻底干燥。
利用上述制备方法得到的一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂。
试验例
随机选取一块扣蟹养殖池塘(水深1.5m，淤泥深80cm)，划分为相互隔离的9个小区块，其中一个为对照组，直接撒入灵菌红素，剩余的8个小区块作为试验组，分别撒入实施例1～5或对比例1～3的抗菌剂，针对每立方米水体，对照组所用灵菌红素、试验组所用抗菌剂所含灵菌红素的质量均为5g，在对照组和试验组每个小区块内继续养殖扣蟹，投苗密度相同，基础饲料喂食，采用相同的饲养管理，直至成熟捕捞，取小区块淤泥表面水样进行抗菌性能测试，抑菌率＝(测试前细菌量-测试后细菌量)/测试前细菌量，统计有无水肿病、细菌性肠炎、颤抖病发病情况，结果见表1。
表1.抗菌效果比较
由表1可知，与对照组相比，采用实施例1～5的抗菌剂进行水质处理后，大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和嗜水气单胞菌的抑菌率均有明显提高，并且，在养殖期间未出现水肿病、细菌性肠炎和颤抖病等情况，说明具有良好的抗菌效果；对比例1用水替换羟基乙酸水溶液，对比例2将预胶化淀粉分散于水中，对比例3未加入聚乙烯醇空心微球，抗菌效果明显变差。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将灵菌红素的甲醇溶液在压力作用下通过聚四氟乙烯中空纤维膜加入到羟基乙酸水溶液中，制成悬浮液，向悬浮液中加入分散于水性体系中的预胶化淀粉，球磨，接着加入聚乙烯醇空心微球，高压匀质处理，冷冻后升温干燥即可；其中，水性体系是将硅酸钠和1,2-丙二醇加入水中混合而得，灵菌红素的甲醇溶液、羟基乙酸水溶液、预胶化淀粉、水性体系、聚乙烯醇空心微球的含量比为1mL：2～3mL：0.8～1mL：0.02～0.04g：0.2～0.4g，所述灵菌红素的甲醇溶液的质量浓度为20～30%，羟基乙酸水溶液的质量浓度为10～15%；
所述高压匀质处理条件为：300～400MPa匀质处理20～30分钟。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述压力作用条件为5～7kPa。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯中空纤维膜上均匀分布有微孔，其孔径为50～100nm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预胶化淀粉采用蒸汽爆破技术进行预处理，具体工艺条件为：将预胶化淀粉装入蒸汽爆破设备的爆破腔中，在1～2.5MPa条件下保持1～2分钟后迅速释放压力即可。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水性体系中硅酸钠、1,2-丙二醇和水的含量比为0.1～0.2g：0.05～0.08g：10mL。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨时间为30～40分钟。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷冻后升温干燥的具体方法是：以20～25℃/min的降温速率冷冻至-50～-60℃，使水分结晶，然后在保持高真空的条件下，以1～2℃/min的升温速率升温至室温，实现彻底干燥。
8.利用权利要求1～7中任一项所述制备方法得到的一种含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂。
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| CN201910236710.7A CN109771418B (zh) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | 含有粘质沙雷氏菌代谢产物灵菌红素的抗菌剂及制备方法 |
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