CN1280773A - 天然抗菌组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然抗菌组合物,其包括乳酸菌产生的细菌素和一种或多种从选自下组植物提取的挥发油,包括:广藿香、丁香、佩兰、日豆蔻、牛至、黑胡椒、鱼腥草、辣根、肉桂、麝香草、香薷、紫苏或香莲。本发明的抗菌组合物优选包括乳链菌素和牛至中提取的挥发油。它可用于:一、各类食品、水果、饮料、饲料的防腐保鲜,二、防治各种外伤引起的感染、口腔溃疡、褥疮和阴道感染,三、防治水果、蔬菜和花卉等植物病害。
Description
本发明涉及一种天然抗菌组合物，以及该组合物在制备消毒剂、防腐剂、抗感染药物方面的应用。
乳酸菌产生的细菌素是一种小肽(含羊毛硫氨基酸的小肽)类抗菌物质，这类物质无毒副作用，有的已用于食品防腐，它在酸性条件下(pH4以下)才能溶解稳定、有活性。它只对革兰氏阳性菌有拮抗作用(还连栋：乳链菌肽的性质及应用。天然产物研究与开发，1995．7(1)．55)。
乳酸菌细菌素的作用机理：以乳链菌素加以说明，乳链菌素是一个带正电荷的分子，当细胞缺乏阴离子膜磷脂时，乳链菌素起阴离子选择载体的作用；当细胞有阴离子膜磷脂时，乳链菌素在细胞、蛋白质脂质体、脂质体和黑脂膜中形成非选择的、短暂的、多态的孔洞。对其形成孔洞的机理有两种解释：1、“桶板模型”，即“插入模型”，该模型认为，溶液中乳链菌素分子最初结合于阴离子膜表面，使脂质动力学紊乱，当跨膜电位(△ψ)达到一个阈值时，乳链菌素分子翻转跨膜方向，结果乳链菌素分子像桶一样成园形排列在中心孔周围，所以称“桶一板模型”。2、“楔形模型”，当乳链菌肽分子粘附于膜表面时，引起磷脂分子极性基团局部紊乱，当达到一个高的跨膜电位(△ψ)时，改变乳链菌素分子对膜平面的方向，致使乳链菌素与磷脂共插入到膜中，使脂质表面弯曲，形成一个类似楔形的孔洞，所以称为“楔形模型”。总之，加入乳链菌肽改变了跨膜电位(△ψ)和pH梯度(△pH)，使乳链菌素分子插入细胞膜中，并形成小孔，增加了细胞和酯质体对离子和分子化合物的通透性，最后导致细胞失活和死亡。
乳酸菌产生的细菌素无毒副作用，安全可靠，能抑制或杀死革兰氏阳性菌，但其只能杀死革兰氏阳性细菌，如芽孢杆菌、乳酸菌、葡萄球菌、链球菌、微球菌、梭状芽孢杆菌等，对革兰氏阴性细菌、酵母和真菌无活性，并且只在酸性条件下有活性，在中性或碱性条件下无活性。
由广藿香、丁香、日豆蔻、牛至、黑胡椒、鱼腥草、麝香草、香薷、香莲、佩兰等提取的杀菌物质主要是挥发性的芳香油状物质。化学结构和性质比较复杂，可能含醇、脂、酚、酮、醛、烃、酸、萜等基团。对这些物质的作用机理也知之甚少，但不少数据表明酚结构上的羟基对于抗菌活性有重要的作用。大量实验证明，挥发性油状物质不仅是食品添加剂的调味品，而且具有强的抗氧化作用，还可进行防腐和防治致病菌。由紫草提取的物质可用作食品色素和抗菌剂。啤酒花的提取物是发酵啤酒的重要原料，不仅品味好，而且有抗菌作用(梅全喜：现代中药药理手册，中国中医药出版社，1998)。
植物提取的抗菌物质优缺点如下：
优点：1、天然抗菌剂
2、这些抗菌物质都可抑制或杀死某些微生物，有的对病毒也有一
定作用，但都有一定的局限性，混合使用抗菌谱较广。
3、不会引起菌株耐药。
缺点：1、抗菌活力较低
2、有效成分含量低，提取物成本高。
目前还没有乳酸菌产生的细菌素与植物提取的抗菌物质组合应用的报道。
本发明的目的是提供一种包括乳酸菌产生的细菌素和植物提取的抗菌物质的抗菌组合物。
本发明的另一个目的是提供该组合物在制备消毒剂、防腐剂、抗感染药物方面的应用。
本发明的抗菌组合物，包括乳酸菌产生的细菌素和一种或更多的选自下组植物提取的挥发油，包括：广藿香、丁香(丁子香)、佩兰、日豆蔻、牛至、黑胡椒、鱼腥草、辣根、肉桂、麝香草(百里草)、香薷、紫苏或香莲。
在本文中，植物提取的“挥发油”是指按照常规方法从植物中提取的挥发油成分，例如，将植物切成小片，加适量水，在多功能罐中加压，然后夹层加冷水降温，用油水分离器分离，取油相组分。
本发明的乳酸菌产生的细菌素包括片球菌素、乳链菌素、嗜酸乳杆菌素、植物乳杆菌素、短乳杆菌素、干酪乳杆菌素、卷曲乳杆菌素、肠球菌素、链球菌素和明串珠菌素。其中优选包括片球菌素、乳链菌素和植物乳杆菌素。
本发明的植物提取的抗菌物质优选包括丁香、牛至和麝香草提取的挥发油。
在本发明中，乳酸菌产生的细菌素与所述植物提取的挥发油比例在1∶10至10∶1之间，优选在1∶2至2∶1之间。
本发明的抗菌组合物更优选包括乳链菌素和牛至中提取的挥发油。本发明的抗菌组合物最优选为由50％乳链菌素和50％牛至中提取的挥发油组成。
本发明的抗菌组合物还可以包括一种或更多的选自下组的物质，包括紫草中提取的紫草素、啤酒花浸膏、溶菌酶、乳酸、柠檬酸、软酯酸、甘油、甘氨酸、双乙酸钠、草甘膦、吐温80，蜂蜡，月桂醇硫酸钠、EDTA等。
本发明的抗菌组合物可以加入各种药学可接受的辅料，制成各种剂型，包括油剂、乳剂、油膏剂、乳膏剂、涂膜剂、挥发剂、粉剂、水剂、喷雾剂、栓剂、胶囊。
本发明的抗菌组合物可以用于制备消毒剂、防腐剂、抗感染药物等。
本发明的抗菌组合物主要可以用于以下方面：
1．食品(含各种粮食及其加工食品，畜禽奶蛋水产及其加工食品，蔬菜水果、蘑姑及其加工食品和饮料)及饲料的防腐保鲜。
2．防治人和动物烧伤、创伤、擦伤、烫伤所引起的感染。
3．防治人和动物褥疮、湿疹、痔疮。
4．防治口腔溃疡、咽炎、鼻腔粘膜溃疡。
5．防治人和动物阴道感染。
6．防治发酵行业污染杂菌。
7．防治水果、蔬菜和花卉的疾病。
8．化妆品防腐。
9．空气消毒。
本发明的抗菌组合物抗菌范围包括：引起人和动植物疾病的致病菌、引起食物中毒和食物腐败的各种菌，其中包括细菌、真菌和酵母。
本发明的抗菌组合物具有如下的优越性：
1、天然防腐剂：乳酸菌产生的细菌素和植物提取的抗菌物质都来自生物，无化学合成物。
2、无毒副作用：乳酸菌是国际公认的安全性食品微生物，广泛为人们所利用。这里所用的植物提取物的剂量也是文献所报道的无毒副作用的范围。
3、杀菌活力强：我们的实验已证明二者大大超过各自作用之和，如下文实施例中所描述。
4、杀菌谱广：单细菌素只对革兰氏阳性菌有一定作用，单植物提取物一方面活力低，另一方面对某些菌不起作用，我们的实验证明二者互补，具有广泛的杀菌作用，对某些真菌也有效果。
5、应用范围广：不仅用于食品饮料、化妆品和饲料的防腐，还可用于感染性疾病防治以及环境消毒。
6、不产生耐药菌株：由于作用机理独特，所以不引起药物抗性。
实验例1：乳链菌素和牛至提取的挥发油组合物的抑菌效果
牛至挥发油提取方法：将牛至切成1cm以下小片，加10倍水，在多功能罐中加压0．1mpa半小时，夹层加冷水降温，用油水分离器分离，取油相组分。
乳链菌素从Aplin and Barrett Ltd Troubridge UK购买，使用时可用醋酸缓冲液和95％的乙醇稀释。
共检测了27个属的菌，其中革兰氏阳性菌10株。革兰氏阴性菌17株，它们有的是人和动植物的致病菌，有的是食品毒素产生菌和食品腐败菌。将各种菌种(绝大部分为自己保存，少数来自中国科学院微生物所菌种保存中心)先在LB或MRS、或麦芽汁斜面活化，然后接种于相应的液体培养基过夜培养。将菌种分别转接于下列预先配制好的10ml相应的培养液(a：含牛至挥发油50μl，b：乳链菌素50μg，c：含牛至挥发油50μl乳链菌素50μg，和d：含牛至挥发油20μl乳链菌素20μg)，使该菌种的最终浓度约为2×107细菌数／ml，摇匀，在25℃保温30分钟，然后稀释并涂布于相应的固体培养基中，30℃培养过夜，计数。对照按同样方法进行，只是不加试药，只加相应量的溶液。结果见下表：
表1、乳链菌素，牛至提取物单独使用和混合使用的抗菌效果
| 试验菌株 | 对照细菌数／ml | 只加乳链菌素(5μg／ml)细菌数／ml | 只加牛至提取物(5μl／ml)细菌数／ml | 乳链菌素+牛至提取物 | ||
| 乳链菌素(5μg／ml)牛至提取物(5μl／ml)细菌数／ml | 乳链菌肽2μg／ml牛至提取物2μl／ml细胞数／ml | |||||
| 1、枯草杆菌(Bacillus subtilis) | 2×107 | 3×104 | 6×105 | 5×101 | 8×101 | |
| 2、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) | 1×107 | 5×104 | 6×105 | 8×101 | 3×101 | |
| 3、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarun) | 3×107 | 6×104 | 7×101 | 7×101 | 9×101 | |
| 4、单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogens) | 9×106 | 6×104 | 6×105 | 7×101 | 8×101 | |
| 5、乳脂明串珠菌(Leuconostoc cremoris) | 1×107 | 5×104 | 7×105 | 4×102 | 5×102 | |
| 6、腾黄色微球菌(Micrococcos luteus) | 2×107 | 8×103 | 8×104 | 1×101 | 2×101 | |
| 7、粪肠球菌(Enterococcus faecalis) | 5×107 | 5×104 | 5×105 | 4×102 | 3×102 | |
| 8、生孢梭菌(Clostridium sporogenes) | 3×107 | 6×104 | 1×105 | 3×101 | 4×101 | |
| 9、乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoacetica) | 4×107 | 4×106 | 5×105 | 2×103 | 3×103 | |
| 10、嗜水气单孢菌(Aeromonas hydrophila) | 2×107 | 3×106 | 2×105 | 1×103 | 1×103 | |
| 11、费氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii) | 4×107 | 2×106 | 3×106 | 9×102 | 1×103 | |
| 12、热杀索丝菌(Brocothrix thermosphacta) | 2×107 | 3×106 | 2×105 | 8×102 | 9×102 | |
| 13、粪产碱菌(Alcaligenes faecalis) | 1×107 | 4×106 | 3×105 | 7×102 | 8×102 | |
| 14、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes) | 2×107 | 3×106 | 2×105 | 6×102 | 2×102 | |
| 15、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae) | 4×107 | 5×106 | 2×105 | 9×102 | 9×102 | |
| 16、小肠结肠耶尔森氏菌(Yersinia cnterocolitica) | 2×107 | 4×106 | 3×105 | 7×102 | 8×102 | |
| 17、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens) | 1×107 | 2×104 | 5×105 | 4×102 | 5×102 |
| 18、普通产形杆菌(Proteus vulgaris) | 2×107 | 1×106 | 4×105 | 3×102 | 5×102 |
| 19、大肠杆菌(Escherichia coli) | 3×107 | 3×106 | 2×105 | 2×102 | 3×102 |
| 20、鼠伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium) | 2×107 | 5×106 | 3×105 | 3×102 | 4×102 |
| 21、胡萝卜软腐欧文氏杆菌(Erwinia carotovora) | 1×107 | 3×106 | 4×105 | 3×102 | 2×102 |
| 22、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa | 2×107 | 2×106 | 2×105 | 2×102 | 3×102 |
| 23、志贺氏菌(Shigella sp) | 3×107 | 1×106 | 2×105 | 2×102 | 4×102 |
| 24、孤菌(Vibrid sp．) | 5×107 | 3×106 | 1×105 | 3×102 | 2×102 |
| 25、甜味黄色杆菌(Flavobacterium sraveolens) | 6×107 | 3×104 | 4×104 | 1×102 | 2×102 |
| 26、莫拉氏菌(Moraxella sp．) | 4×107 | 8×105 | 6×105 | 2×102 | 3×102 |
| 27、链球菌(Streptococcus sp) | 1×107 | 3×104 | 2×105 | 5×101 | 9×101 |
实验证明乳酸菌细菌素和牛至挥发油组合使用，明显优于单独使用。实施例1-6：食品防腐剂
在100g食品中加入如下处方的防腐剂，如表2所示：
其中双乙酸钠由华北制药华盈有限公司提供，啤酒花浸膏由燕京啤酒厂提供。
| 实施例 | 100g食品中防腐剂处方 |
| 实施例1 | 乳链菌素0．2mg+牛至挥发油0．2ml |
| 实施例2 | 乳链菌素0．2mg+牛至挥发油0．2ml+啤酒花浸膏1mg |
| 实施例3 | 乳链菌素0．2mg+牛至挥发油0．2ml+双乙酸钠0．1g |
| 实施例4 | 乳链菌素0．2mg+牛至挥发油0．2ml+柠檬酸钠1g |
| 实施例5 | 乳链菌素0．1mg+牛至挥发油0．4ml |
| 实施例6 | 乳链菌素0．4mg+牛至挥发油0．1ml |
根据食品性质，使用不同处方的防腐剂。实施例7-9：化妆品防腐剂
在100g化妆品中加入如下处方的防腐剂，如表3所示：
其中紫草浸膏为采用常规方法提取的紫草素。
| 实施例 | 100g化妆品中防腐剂处方 |
| 实施例7 | 乳链菌素0．2mg+牛至挥发油0．2ml |
| 实施例8 | 乳链菌素0．2mg+牛至挥发油0．2ml+0．1g紫草浸膏 |
| 实施例9 | 乳链菌素0．2mg+牛至挥发油0．2ml+软脂酸80mg |
根据化妆品性质，使用不同处方的防腐剂。
实施例10：饲料防腐剂处方：每100饲料中加乳链菌素0．2mg，牛至挥发油0．2ml，再加双乙酸钠0．2g和／或草甘膦0．05g。实施例11：食品防腐保鲜剂
15g可溶性淀粉加入500ml蒸馏水中，加热溶解，冷却后加入乳链菌素2mg，牛至挥发油2ml，双乙酸钠1g，充分搅拌均匀，制成抗菌涂膜液。
将新鲜水果放入上述涂膜液中浸泡1-2分钟，取出凉于放低温保存。将活鱼掏出肠肚，放入上述涂膜液中浸泡2分钟，取出凉干，放入冰箱备用。实施例12：防治皮肤感染的药膏处方1：按100g计
硬脂酸 20g
单硬脂酸甘油酯 6g
蜂蜡 6g
甘油 10g
十二烷基硫醇钠 2g
吐温-80 2g
紫草素 0．4g
牛至挥发油 1．0ml
乳链菌素 1mg
加蒸馏水 100ml处方2：按100g计
麻油 83g
蜂蜡 16g
紫草素 0．4g
牛至挥发油 1．0ml
乳链菌素 1mg按如上处方，采用常规方法制备防治皮肤感染的药膏。
Claims (9)
1．一种抗菌组合物，包括乳酸菌产生的细菌素和一种或多种从选自下组植物提取的挥发油，包括：广藿香、丁香、佩兰、日豆蔻、牛至、黑胡椒、鱼腥草、辣根、肉桂、麝香草、香薷、紫苏或香莲。
2．根据权利要求1的抗菌组合物，其中所述乳酸菌产生的细菌素与所述植物提取的挥发油重量比在1∶10至10∶1之间。
3．根据权利要求2的抗菌组合物，其中所述乳酸菌产生的细菌素与所述植物提取的挥发油重量比在1∶2至2∶1之间。
4．根据权利要求1的抗菌组合物，其中所述乳酸菌产生的细菌素包括片球菌素、乳链菌素、嗜酸乳杆菌素、植物乳杆菌素、短乳杆菌素、干酪乳杆菌素、卷曲乳杆菌素、肠球菌素、链球菌素或明串珠菌素。
5．根据权利要求4的抗菌组合物，其中所述乳酸菌产生的细菌素包括片球菌素、乳链菌素或植物乳杆菌素。
6．根据权利要求1的抗菌组合物，其中所述的植物包括丁香、牛至或麝香草。
7．根据权利要求1的抗菌组合物，其中包括乳链菌素和牛至中提取的挥发油。
8．根据权利要求1-7中任意一个的抗菌组合物，其中还可以包括一种或更多的选自下组的物质，包括紫草中提取的紫草素、啤酒花浸膏、溶菌酶、乳酸、柠檬酸、软酯酸、甘油、甘氨酸、双乙酸钠、草甘膦、吐温80，蜂蜡，月桂醇硫酸钠或EDTA。
9．权利要求1的抗菌组合物在制备消毒剂、防腐剂、抗感染药物方面的应用。
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