CN112826002A - 一种乳酸链球菌素复合物及其在制备抗菌剂中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乳酸链球菌素复合物及其在制备抗菌剂中的应用，所述复合物是由乳酸链球菌素与单甘酯以质量比1:0.1‑5制成；所述单甘酯包括单硬脂酸甘油酯、单棕榈酸甘油酯、单油酸甘油酯。本发明将单甘酯与Nisin在水中复合，得到两种物质的复合物，可保持高食品安全性。通过复合，可明显提高抑菌效果，对试验的革兰氏阳性菌种金黄色葡萄球菌，复合物的抑菌效果较同样量的Nisin提高50％以上，对试验的革兰氏阴性菌种大肠杆菌，复合物的抑菌效果较同样量的Nisin提高30％以上。单甘酯是低成本的食品原料，复合物也提升了经济效益。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种抗菌剂，特别涉及一种乳酸链球菌素复合物及其在制备抗菌剂中的应用。
(二)背景技术
乳酸链球菌素(Nisin)作为一种高安全性的食品防腐剂已在全世界许多国家批准应用。因Nisin较其它食品防腐剂安全性高，抗菌效果较好，具有理想的应用前景。为提高Nisin的抗菌效果，国内外科技人员开展了许多探索，但均没有取得理想的提高Nisin抗菌效果的有效方法。本发明采用单甘酯与Nisin复合，复合物对革兰氏阳性菌与阴性菌的抗菌效果均比Nisin有提高。单甘酯是食品原料，与Nisin组合不影响其食品安全性，因而有良好的用途。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种乳酸链球菌素与单甘酯的复合物及其在制备抑菌剂中的应用，明显提高抑菌效果，增强了Nisin的抗菌性能，同时提高Nisin在脂类食品中的分散性，解决Nisin在脂类食品中应用易团结的问题。
本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种乳酸链球菌素复合物，所述复合物是由乳酸链球菌素与单甘酯以质量比1:0.1-5制成；所述单甘酯包括单硬脂酸甘油酯、单棕榈酸甘油酯、单油酸甘油酯。
进一步，所述乳酸链球菌素复合物是由乳酸链球菌素与单甘酯以质量比1:0.1-3制成。
本发明所述乳酸链球菌素复合物按如下方法制备：将乳酸链球菌素(Nisin)粉末，溶于去离子水中，加入单甘酯，搅拌溶解，调pH 4～8(优选用0.05mol·L-1HCl水溶液或0.05mol·L-1NaOH水溶液调)，超声分散(优选600W功率超声4～6分钟)，在15～35℃保温搅拌60～90分钟，促进Nisin与单甘酯的相互复合，然后减压浓缩去除80％水分(优选在0.1大气压真空度的旋转蒸发器中60℃蒸发掉80％的水分)，再干燥(优选在0.1大气压50℃真空干燥至含水量低于10％)，得到乳酸链球菌素复合物。
进一步，所述乳酸链球菌素与单甘酯质量比为1:0.1-5；所述去离子水体积用量以乳酸链球菌素重量计为10-100ml/g，优选15-25ml/g。
本发明还提供一种所述乳酸链球菌素复合物在制备抑菌剂中的应用，所述抑菌剂为金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)或大肠杆菌(Escherichia coli)的抑菌剂。
与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：本发明将单甘酯与Nisin在水中复合，得到两种物质的复合物，可保持高食品安全性。通过复合，可明显提高抑菌效果，对试验的革兰氏阳性菌种金黄色葡萄球菌，复合物的抑菌效果较同样量的Nisin提高50％以上，对试验的革兰氏阴性菌种大肠杆菌，复合物的抑菌效果较同样量的Nisin提高30％以上。单甘酯是低成本的食品原料，复合物也提升了经济效益。
(四)附图说明
图1为实施例1乳酸链球菌素水溶液200-250nm紫外扫描图。
图2为实施例1乳酸链球菌素复合物水溶液200-250nm紫外扫描图。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
1、乳酸链球菌素复合物
称取2.0克天津康益生物有限公司生产的Nisin(纯度90％)，加入150mL去离子水中搅拌溶解，加入8.0克单硬脂酸甘油酯(潍坊盛宝隆生物科技有限公司生产)，用0.05mol·L-1HCl水溶液调pH至5.0，置超声仪中600W功率超声5分钟，在25℃保温机械搅拌60分钟，真空度0.1大气压60℃旋转蒸发掉120mL水，然后在真空度0.1大气压50℃真空干燥，得到乳酸链球菌素复合物9.8克，含水量8.6％。
将乳酸链球菌素复合物与乳酸链球菌素分别溶解于去离子水，均配成质量浓度0.1％，以去离子水为参比，在紫外分光光度计的200-250nm波段进行吸收扫描(图1和图2)，乳酸链球菌素水溶液的扫描曲线(图1)显示在222nm有吸收峰，乳酸链球菌素复合物水溶液的扫描曲线(图2)显示在222nm、224nm、226nm有三处吸收。表明乳酸链球菌素与单甘酯产生了复合，引起了紫外光吸收的变化。
2、抑菌试验
试验菌株：分别将金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)(中国工业微生物菌种保藏中心，编号10001)，大肠杆菌(Escherichia coli)(中国工业微生物菌种保藏中心，编号10003)接种至装有营养琼脂培养基(杭州微生物试剂有限公司生产)的250mL锥形瓶，30℃、200rpm/min摇瓶培养15h，用121℃灭菌的去离子水调整培养液细胞数4.5×106CFU/mL，作为试验菌液。
复合物杀菌试验：取步骤1制备的2.0克乳酸链球菌素复合物溶于40mL去离子水中作为杀菌液。取0.2mL杀菌液与9.8mL试验菌液混合均匀，调pH为5.5，取出0.1ml涂布于营养琼脂平板(杭州微生物试剂有限公司生产)，每种杀菌液涂3个平板，倒置于恒温培养箱中恒温30℃培养24h。观察并记录各平板的菌落个数，平板菌落个数取平均值。
乳酸链球菌素对照：用Nisin 0.4克代替乳酸链球菌素复合物，其他操作同复合物杀菌试验。
单甘酯对照：称取1.6克单硬脂酸甘油酯代替乳酸链球菌素复合物，其他操作同复合物杀菌试验。
空白对照：在9.8mL试验菌液中加入0.2mL去离子水，混合后调pH为5.5，从中取0.1mL涂布于营养琼脂平板上，涂布均匀后，在培养箱中恒温30℃倒置培养24h。观察并记录各平板的菌落个数，平板的菌落个数取平均值。
根据杀菌率公式计算复合物及对照的杀菌率：
杀菌率＝(空白对照菌落数-杀菌菌落数)/空白对照菌落数*100％
试验得到的复合物杀菌率需减去单硬脂酸甘油酯的杀菌率，再与Nisin的杀菌率比较，计算方法：提高率＝(复合物杀菌率—单硬脂酸甘油酯杀菌率—Nisin杀菌率)/Nisin杀菌率*100％。
金黄色葡萄球菌杀菌率：复合物金黄色葡萄球菌杀菌率53.4％，单硬脂酸甘油酯金黄色葡萄球菌杀菌率4.1％，Nisin的金黄色葡萄球菌杀菌率30.9％，计算得到复合物金黄色葡萄球菌杀菌率提高59.4％。
大肠杆菌杀菌率：复合物大肠杆菌杀菌率28.7％，单硬脂酸甘油酯大肠杆菌杀菌率1.5％，Nisin大肠杆菌杀菌率19.8％，计算得到复合物大肠杆菌杀菌率提高37.4％。
实施例2：
1、乳酸链球菌素复合物
称取9.0克郑州诚旺化工食品添加剂有限公司生产的Nisin(纯度80％)，加入150mL去离子水中搅拌溶解，加入1.0克单硬脂酸甘油酯(潍坊盛宝隆生物科技有限公司生产)，用0.05mol·L-1HCl水溶液调pH至4.0，置超声仪中600W功率超声6分钟，在25℃保温机械搅拌90分钟，真空度0.1大气压60℃旋转蒸发掉120mL水，然后在真空度0.1大气压50℃真空干燥，得到乳酸链球菌素复合物9.6克，含水量9.1％。
2、抑菌试验
同实施例1，将复合物杀菌试验中乳酸链球菌素复合物2.0克，溶解于180mL去离子水中，乳酸链球菌素对照中乳酸链球菌素用量改为1.8克，单甘酯对照中单硬脂酸甘油酯用量改为0.2克，其它操作相同。
金黄色葡萄球菌杀菌率：试验得到的复合物金黄色葡萄球菌杀菌率88.7％，单硬脂酸甘油酯的金黄色葡萄球菌杀菌率1.6％，Nisin金黄色葡萄球菌杀菌率56.7％，计算得到复合物金黄色葡萄球菌杀菌率提高53.6％。
大肠杆菌杀菌率：复合物大肠杆菌杀菌率49.9％，单硬脂酸甘油酯的大肠杆菌杀菌率0.5％，Nisin大肠杆菌杀菌率37.2％，计算得到复合物大肠杆菌杀菌率提高32.8％。
实施例3：
1、乳酸链球菌素复合物
称取7.0克武汉鲜保生物技术有限公司生产的Nisin(纯度90％)，加入150mL去离子水中搅拌溶解，加入3.0克单硬脂酸甘油酯(潍坊盛宝隆生物科技有限公司生产)，用0.05mol·L-1HCl水溶液调pH至6.0，置超声仪中600W功率超声4分钟，在25℃保温机械搅拌70分钟，真空度0.1大气压60℃旋转蒸发掉120mL水，然后在真空度0.1大气压50℃真空干燥，得到组合物9.7克，含水量8.9％。
2、抑菌试验
同实施例1，将复合物杀菌试验中乳酸链球菌素复合物2.0克，溶解于140mL去离子水中，乳酸链球菌素对照中乳酸链球菌素用量改为1.4克，单甘酯对照中单硬脂酸甘油酯用量改为0.6克，其它操作相同。
金黄色葡萄球菌杀菌率：试验得到的复合物金黄色葡萄球菌杀菌率87.2％，单硬脂酸甘油酯的金黄色葡萄球菌杀菌率2.1％，Nisin的金黄色葡萄球菌杀菌率49.3％，计算得到复合物金黄色葡萄球菌杀菌率提高72.7％。
大肠杆菌杀菌率：复合物大肠杆菌杀菌率45.0％，单硬脂酸甘油酯的大肠杆菌杀菌率1.3％，Nisin的大肠杆菌杀菌率30.9％，计算得到复合物大肠杆菌杀菌率提高41.6％。
实施例4：
1、乳酸链球菌素复合物
称取5.0克天津康益生物有限公司生产的Nisin(纯度90％)，加入150mL去离子水中搅拌溶解，加入5.0克单硬脂酸甘油酯(潍坊盛宝隆生物科技有限公司生产)，用0.05mol·L-1NaOH水溶液调pH至7.0，置超声仪中600W功率超声5分钟，在25℃保温机械搅拌80分钟，真空度0.1大气压60℃旋转蒸发掉120mL水，然后在真空度0.1大气压50℃真空干燥，得到乳酸链球菌素复合物9.7克，含水量9.0％。
2、抑菌试验
同实施例1，将复合物杀菌试验中乳酸链球菌素复合物2.0克，溶解于100mL去离子水中，乳酸链球菌素对照中乳酸链球菌素用量改为1.0克，单甘酯对照中单硬脂酸甘油酯用量改为1.0克，其它操作相同。
金黄色葡萄球菌杀菌率：试验得到的复合物金黄色葡萄球菌杀菌率65.5％，单硬脂酸甘油酯金黄色葡萄球菌杀菌率2.6％，Nisin金黄色葡萄球菌杀菌率41.5％，计算得到复合物金黄色葡萄球菌杀菌率提高51.6％。
大肠杆菌杀菌率：复合物大肠杆菌杀菌率36.2％，单硬脂酸甘油酯大肠杆菌杀菌率1.7％，Nisin大肠杆菌杀菌率26.1％，计算得到复合物大肠杆菌杀菌率提高32.3％。
实施例5：
1、乳酸链球菌素复合物
称取3.0克武汉鲜保生物技术有限公司生产的Nisin(纯度90％)，加入150mL去离子水中搅拌溶解，加入7.0克单硬脂酸甘油酯(潍坊盛宝隆生物科技有限公司生产)，用0.05mol·L-1NaOH水溶液调pH至8.0，置超声仪中600W功率超声4分钟，在25℃保温机械搅拌90分钟，真空度0.1大气压60℃旋转蒸发掉120mL水，然后在真空度0.1大气压50℃真空干燥，得到乳酸链球菌素复合物9.6克，含水量8.8％。
2、抑菌试验
同实施例1，将复合物杀菌试验中乳酸链球菌素复合物2.0克，溶解于60mL去离子水中，乳酸链球菌素对照中乳酸链球菌素用量改为0.6克，单甘酯对照中单硬脂酸甘油酯用量改为1.4克，其它操作相同。
金黄色葡萄球菌杀菌率：试验得到的复合物金黄色葡萄球菌杀菌率58.4％，单硬脂酸甘油酯金黄色葡萄球菌杀菌率3.2％，Nisin金黄色葡萄球菌杀菌率34.8％，计算得到复合物金黄色葡萄球菌杀菌率提高58.7％。
大肠杆菌杀菌率：复合物大肠杆菌杀菌率33.1％，单硬脂酸甘油酯大肠杆菌杀菌率2.1％，Nisin大肠杆菌杀菌率22.7％，计算得到复合物大肠杆菌杀菌率提高36.2％。
实施例6：
1、乳酸链球菌素复合物
称取7.0克天津康益生物有限公司生产的Nisin(纯度90％)，加入150mL去离子水中搅拌溶解，加入3.0克单棕榈酸甘油酯(四川维克奇生物科技有限公司生产)，用0.05mol·L-1HCl水溶液调pH至4.0，置超声仪中600W功率超声5分钟，在25℃保温机械搅拌80分钟，真空度0.1大气压60℃旋转蒸发掉120mL水，然后在真空度0.1大气压50℃真空干燥，得到乳酸链球菌素复合物9.7克，含水量8.9％。
2、抑菌试验
同实施例1，将复合物杀菌试验中乳酸链球菌素复合物2.0克，溶解于140mL去离子水中，乳酸链球菌素对照中乳酸链球菌素用量改为1.4克，单甘酯对照改为单棕榈酸甘油酯0.6克，其它操作相同。
金黄色葡萄球菌杀菌率：试验得到的复合物金黄色葡萄球菌杀菌率85.8％，单棕榈酸甘油酯金黄色葡萄球菌杀菌率2.2％，Nisin金黄色葡萄球菌杀菌率49.7％，计算得到复合物金黄色葡萄球菌杀菌率提高68.3％。
大肠杆菌杀菌率：复合物大肠杆菌杀菌率44.8％，单棕榈酸甘油酯的大肠杆菌杀菌率1.2％，Nisin的大肠杆菌杀菌率31.2％，计算得到复合物大肠杆菌杀菌率提高39.7％。
实施例7：
1、乳酸链球菌素复合物
称取7.0克武汉鲜保生物技术有限公司生产的Nisin(纯度90％)，加入150mL去离子水中搅拌溶解，加入3.0克单油酸甘油酯(武汉曙尔生物科技有限公司生产)，用0.05mol·L-1HCl水溶液调pH至5.0，置超声仪中600W功率超声5分钟，在25℃保温机械搅拌70分钟，真空度0.1大气压60℃旋转蒸发掉120mL水，然后在真空度0.1大气压50℃真空干燥，得到乳酸链球菌素复合物9.7克，含水量9.0％。
2、抑菌试验
同实施例1，将复合物杀菌试验中乳酸链球菌素复合物2.0克，溶解于140mL去离子水中，乳酸链球菌素对照中乳酸链球菌素用量改为1.4克，单甘酯对照改为单油酸甘油酯0.6克，其它操作相同。
金黄色葡萄球菌杀菌率：试验得到的复合物金黄色葡萄球菌杀菌率85.3％，单油酸甘油酯金黄色葡萄球菌杀菌率2.3％，Nisin金黄色葡萄球菌杀菌率49.6％，计算得到复合物金黄色葡萄球菌杀菌率提高67.3％。
大肠杆菌杀菌率：复合物大肠杆菌杀菌率44.4％，单油酸甘油酯的大肠杆菌杀菌率1.4％，Nisin的大肠杆菌杀菌率31.0％，计算得到复合物大肠杆菌杀菌率提高38.6％。
实施例8：
1、乳酸链球菌素复合物
称取7.0克武汉鲜保生物技术有限公司生产的Nisin(纯度90％)，加入150mL去离子水中搅拌溶解，加入3.0克单月桂酸甘油酯(嘉兴市沪东日用助剂有限公司生产)，用0.05mol·L-1HCl水溶液调pH至4.0，置超声仪中600W功率超声5分钟，在25℃保温机械搅拌70分钟，真空度0.1大气压60℃旋转蒸发掉120mL水，然后在真空度0.1大气压50℃真空干燥，得到乳酸链球菌素复合物9.7克，含水量8.9％。
2、抑菌试验
同实施例1，将复合物杀菌试验中乳酸链球菌素复合物2.0克，溶解于140mL去离子水中，乳酸链球菌素对照中乳酸链球菌素用量改为1.4克，单甘酯对照改为单月桂酸甘油酯0.6克，其它操作相同。
金黄色葡萄球菌杀菌率：复合物金黄色葡萄球菌杀菌率63.8％，单月桂酸甘油酯金黄色葡萄球菌杀菌率4.7％，Nisin的金黄色葡萄球菌杀菌率49.4％，计算得到复合物金黄色葡萄球菌杀菌率提高19.6％。
大肠杆菌杀菌率：复合物大肠杆菌杀菌率35.2％，单月桂酸甘油酯大肠杆菌杀菌率0.6％，Nisin的大肠杆菌杀菌率31.1％，计算得到复合物大肠杆菌杀菌率提高11.4％。
实施例9：
1、乳酸链球菌素复合物
称取7.0克天津康益生物有限公司生产的Nisin(纯度90％)，加入150mL去离子水中搅拌溶解，加入3.0克单葵酸甘油酯(上海迈瑞尔化学技术有限公司生产)，用0.05mol·L-1HCl水溶液调pH至4.0，置超声仪中600W功率超声5分钟，在25℃保温机械搅拌80分钟，真空度0.1大气压60℃旋转蒸发掉120mL水，然后在真空度0.1大气压50℃真空干燥，得到乳酸链球菌素复合物9.7克，含水量8.8％。
2、抑菌试验
同实施例1，将复合物杀菌试验中乳酸链球菌素复合物2.0克，溶解于140mL去离子水中，乳酸链球菌素对照中乳酸链球菌素用量改为1.4克，单甘酯对照改为单葵酸甘油酯0.6克，其它操作相同。
金黄色葡萄球菌杀菌率：试验得到的复合物金黄色葡萄球菌杀菌率56.5％，单葵酸甘油酯金黄色葡萄球菌杀菌率2.2％，Nisin金黄色葡萄球菌杀菌率49.5％，计算得到复合物金黄色葡萄球菌杀菌率提高9.7％。
复合物大肠杆菌杀菌率：复合物大肠杆菌杀菌率33.7％，单葵酸甘油酯大肠杆菌杀菌率0.8％，Nisin的大肠杆菌杀菌率31.2％，计算得到复合物大肠杆菌杀菌率提高5.6％。
对比例：
1、乳酸链球菌素复合物
称取7.0克天津康益生物有限公司生产的Nisin(纯度90％)，加入150mL去离子水中搅拌溶解，加入3.0克单壬酸甘油酯(上海柯维化学技术有限公司生产)，用0.05mol·L- 1HCl水溶液调pH至4.0，置超声仪中600W功率超声5分钟，在25℃保温机械搅拌80分钟，真空度0.1大气压60℃旋转蒸发掉120mL水，然后在真空度0.1大气压50℃真空干燥，得到乳酸链球菌素复合物9.8克，含水量9.0％。
2、抑菌试验
同实施例1，将复合物杀菌试验中乳酸链球菌素复合物2.0克，溶解于140mL去离子水中，乳酸链球菌素对照中乳酸链球菌素用量改为1.4克，单甘酯对照改为单壬酸甘油酯0.6克，其它操作相同。
金黄色葡萄球菌杀菌率：试验得到的复合物金黄色葡萄球菌杀菌率51.8％，单壬酸甘油酯金黄色葡萄球菌杀菌率2.7％，Nisin金黄色葡萄球菌杀菌率49.3％，计算得到复合物金黄色葡萄球菌杀菌率没有提高。
复合物大肠杆菌杀菌率：复合物大肠杆菌杀菌率32.3％，单壬酸甘油酯大肠杆菌杀菌率1.1％，Nisin的大肠杆菌杀菌率31.3％，计算得到复合物大肠杆菌杀菌率没有提高。
Claims (9)
1.一种乳酸链球菌素复合物，其特征在于所述复合物是由乳酸链球菌素与单甘酯以质量比1:0.1-5制成；所述单甘酯包括单硬脂酸甘油酯、单棕榈酸甘油酯、单油酸甘油酯。
2.如权利要求1所述乳酸链球菌素复合物，其特征在于所述乳酸链球菌素复合物是由乳酸链球菌素与单甘酯以质量比1：0.1-3制成。
3.如权利要求1所述乳酸链球菌素复合物，其特征在于所述乳酸链球菌素复合物按如下方法制备：将乳酸链球菌素粉末，溶于去离子水中，加入单甘酯，搅拌溶解，调pH 4～8，超声分散，在15～35℃保温搅拌60～90分钟，然后减压浓缩去除80％水分，再干燥，得到乳酸链球菌素复合物。
4.如权利要求3所述乳酸链球菌素复合物，其特征在于超声分散条件为600W功率超声4～6分钟。
5.如权利要求3所述乳酸链球菌素复合物，其特征在于去除水分的条件为：在0.1大气压真空度的旋转蒸发器中60℃蒸发掉80％的水分。
6.如权利要求3所述乳酸链球菌素复合物，其特征在于干燥是在0.1大气压50℃真空干燥。
7.如权利要求3所述乳酸链球菌素复合物，其特征在于所述乳酸链球菌素与单甘酯质量比为1:0.1-5；所述去离子水体积用量以乳酸链球菌素重量计为10-100ml/g。
8.一种权利要求1所述乳酸链球菌素复合物在制备抑菌剂中的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于所述抑菌剂为金黄色葡萄球菌或大肠杆菌的抑菌剂。
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