一种天然抑菌防霉剂及高分子活性抑菌防霉缓释包装膜

技术领域

本发明涉及抑菌防霉剂及抑菌包装膜技术领域，具体涉及一种天然抑菌防霉剂及高分子活性抑菌防霉缓释包装膜。

背景技术

芥末精油是黄芥末籽经水蒸气蒸馏后得到的精油，其具有抑菌作用。大蒜素(Allicin)是从葱科葱属植物大蒜的鳞茎(大蒜头)中提取的一种有机硫化合物，也存在于洋葱和其他葱科植物中，学名为二烯丙基硫代亚磺酸酯；其对多种革兰氏阳性球菌和革兰氏阴性杆菌、霉菌、病毒、原虫、蛲虫等有抑制作用。在抑菌防霉包装膜的制备过程中，芥末精油和大蒜素通常被作为抑菌防霉剂加入到包装膜材料中，使得制备得到的包装膜具有抑菌防霉作用。

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是临床上常见的毒性较强的细菌，目前已成为医院内和社区感染的重要病原菌之一。然而研究表明，以芥末精油和大蒜素作为抑菌防霉剂虽然能够取得较好的抑菌防霉效果；但是其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制作用并不明显。若在医院内使用的薄膜或包装膜仅仅以芥末精油和大蒜素作为抑菌防霉剂，其并不能抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。因此，如何提高芥末精油和大蒜素组成的抑菌防霉剂对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制作用，是本发明亟待解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明首先提供了一种天然抑菌防霉剂；所述的天然抑菌防霉剂除了可以发挥芥末精油和大蒜素的抑菌防霉作用，通过在芥末精油和大蒜素中添加桉树叶提取物后，其还对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)具有抑制作用。

本发明所要解决的上述技术问题通过如下技术方案予以解决：

一种天然抑菌防霉剂，其包含芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物。

优选地，芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物的重量比为10:1～3:1～3。

最优选地，芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物的重量比为10:1:2。

优选地，所述的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：

取桉树叶，然后加入有机溶剂提取，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物，即所述的桉树叶提取物。

优选地，所述的有机溶剂为石油醚和丙酮组成的混合有机溶剂；其中，石油醚和丙酮的体积比为3～5:1。

发明人在研究中意外的发现：在芥末精油和大蒜素组成的抑菌防霉剂中加入以石油醚和丙酮组成的混合有机溶剂提取得到的桉树叶有机溶剂提取物后，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑制作用远远高于加入采用其它有机溶剂提取得到的桉树叶有机溶剂提取物。

本发明中所述的芥末精油是以黄芥末籽为原料，采用常规水蒸气蒸馏法制备得到的芥末精油。

优选地，所述的提取为加热回流提取，提取时间是0.5～2h。

优选地，所述的提取为加热回流提取，提取时间是1～2h。

优选地，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:6～12mL。

最优选地，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:8mL。

优选地，进一步将桉树叶有机溶剂提取物上硅胶柱，先用3～6倍柱体积的体积分数为97～99:3～1的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱除杂；然后再用5～8倍柱体积的体积分数为93～95:7～5的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱，收集体积分数为93～95:7～5的氯仿和甲醇组成的有机溶剂洗脱下来的洗脱液，浓缩干燥后得桉树叶提取物。

最优选地，进一步将桉树叶有机溶剂提取物上硅胶柱，先用5倍柱体积的体积分数为98:2的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱除杂；然后再用6倍柱体积的体积分数为94:6的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱，收集体积分数为94:6的氯仿和甲醇组成的有机溶剂洗脱下来的洗脱液，浓缩干燥后得桉树叶提取物。

为了进一步提高由芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物组成的天然抑菌防霉剂对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑制作用；发明人经大量的实验发现：在芥末精油和大蒜素中加入经上述硅胶柱洗脱条件制备得到的桉树叶提取物组成的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑制作用得到了大幅地提高。

发明人在研究中还发现，并不是将在随意的硅胶柱洗脱条件下制备得到的桉树叶提取物加入到芥末精油和大蒜素中组成的天然抑菌防霉剂，都能够提高其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑制作用。将不同硅胶柱洗脱条件下制备得到的桉树叶提取物加入到芥末精油和大蒜素中组成的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑制作用差别是巨大的；研究表明，与在芥末精油和大蒜素中加入桉树叶有机溶剂提取物相比，只有将在本发明所述硅胶柱洗脱条件下制备得到的桉树叶提取物加入到芥末精油和大蒜素中组成的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌才具有更加优异的抑制作用。将在其它硅胶柱洗脱条件下制备得到的桉树叶提取物加入到芥末精油和大蒜素中组成的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑制作用不但不能大幅提高，甚至会降低。

本发明还提供了一种上述天然抑菌防霉剂在制备具有抑菌防霉作用的薄膜中的应用。

将本发明将上述天然抑菌防霉剂用于包装膜中，可以使得制备得到的包装膜不仅对常规的霉菌和细菌具有抑菌作用；同时对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌也具有抑制作用。

本发明还提供了一种高分子活性抑菌防霉缓释包装膜，所述的高分子活性抑菌防霉缓释包装膜中的抑菌防霉剂选用上述天然抑菌防霉剂。

优选地，所述的高分子活性抑菌防霉缓释包装膜的制备方法，其包含如下步骤：

(1)将上述天然抑菌防霉剂吸附在碳纳米管中制成碳纳米管复合微胶囊；

(2)然后将碳纳米管复合微胶囊与纸浆制成复合活性抑菌防霉缓释纸；

(3)将复合活性抑菌防霉缓释纸与高分子膜(PE PP PET等)通过热压复合方法制成高分子活性抑菌防霉缓释包装膜。

发明人进一步研究发现，将天然抑菌防霉剂采用上述方法制备得到活性抑菌防霉缓释包装膜，可以使得天然抑菌防霉剂持续释放，产生持续的抑菌防霉作用。

有益效果：(1)本发明首先提供了一种全新的天然抑菌防霉剂；所述的天然抑菌防霉剂除了可以发挥芥末精油和大蒜素的抑菌防霉作用，同时还对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌具有抑制作用。(2)将本发明将上述天然抑菌防霉剂用于包装膜中，可以使得制备得到的包装膜不仅对常规的霉菌和细菌具有抑菌作用；同时对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌也具有抑制作用；尤其是当薄膜或包装膜在医院内使用时，可以有效的抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，以减少耐甲氧西林金黄色葡萄球菌在医院内的传播。(3)将上述天然抑菌防霉剂采用本发明所述的方法制备得到活性抑菌防霉缓释包装膜，可以使得天然抑菌防霉剂持续释放，产生持续的抑菌防霉作用。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。

实施例1天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物按重量比10:1:2混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

其中的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：取桉树叶，然后加入有机溶剂进行加热回流提取1h，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物，即所述的桉树叶提取物；

其中，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:8mL；所述的有机溶剂由体积比为4:1的石油醚和丙酮组成。

实施例2天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物按重量比10:3:1混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

其中的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：取桉树叶，然后加入有机溶剂进行加热回流提取1h，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物，即所述的桉树叶提取物；

其中，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:12mL；所述的有机溶剂由体积比为3:1的石油醚和丙酮组成。

实施例3天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物按重量比10:1:3混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

其中的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：取桉树叶，然后加入有机溶剂进行加热回流提取1h，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物，即所述的桉树叶提取物；

其中，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:6mL；所述的有机溶剂由体积比为5:1的石油醚和丙酮组成。

实施例4天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物按重量比10:1:2混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

其中的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：

(1)取桉树叶，然后加入有机溶剂进行加热回流提取1h，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物；其中，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:8mL；所述的有机溶剂由体积比为4:1的石油醚和丙酮组成；

(2)将桉树叶有机溶剂提取物上硅胶柱(采用200-300目的硅胶，硅胶重量为桉树叶有机溶剂提取物重量的25倍)，先用5倍柱体积的体积分数为98:2的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱除杂；然后再用6倍柱体积的体积分数为94:6的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱，收集体积分数为94:6的氯仿和甲醇组成的有机溶剂洗脱下来的洗脱液，浓缩干燥后得桉树叶提取物。

对比例1天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素按重量比10:1混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

对比例1与实施例1的区别在于，对比例1所述的天然抑菌防霉剂仅仅以芥末精油和大蒜素组合得到。而实施例1所述的天然抑菌防霉剂是以芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物组合得到。

对比例2天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物按重量比10:1:2混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

其中的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：取桉树叶，然后加入有机溶剂进行加热回流提取1h，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物，即所述的桉树叶提取物；

其中，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:8mL；所述的有机溶剂为石油醚。

对比例2与实施例1的区别在于，对比例2所述的桉树叶提取物仅仅采用石油醚提取得到；而实施例1中所述的桉树叶提取物则是采用石油醚和丙酮组成的混合溶剂制备得到。

对比例3天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物按重量比10:1:2混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

其中的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：取桉树叶，然后加入有机溶剂进行加热回流提取1h，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物，即所述的桉树叶提取物；

其中，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:8mL；所述的有机溶剂为丙酮。

对比例3与实施例1的区别在于，对比例3所述的桉树叶提取物仅仅采用丙酮提取得到；而实施例1中所述的桉树叶提取物则是采用石油醚和丙酮组成的混合溶剂制备得到。

对比例4天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物按重量比10:1:2混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

其中的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：取桉树叶，然后加入有机溶剂进行加热回流提取1h，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物，即所述的桉树叶提取物；

其中，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:8mL；所述的有机溶剂为甲醇。

对比例4与实施例1的区别在于，对比例4所述的桉树叶提取物采用的是甲醇提取得到；而实施例1中所述的桉树叶提取物则是采用石油醚和丙酮组成的混合溶剂制备得到。

对比例5天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物按重量比10:1:2混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

其中的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：取桉树叶，然后加入有机溶剂进行加热回流提取1h，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物，即所述的桉树叶提取物；

其中，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:8mL；所述的有机溶剂为体积分数为95％的乙醇。

对比例5与实施例1的区别在于，对比例5所述的桉树叶提取物采用的是体积分数为95％的乙醇提取得到；而实施例1中所述的桉树叶提取物则是采用石油醚和丙酮组成的混合溶剂制备得到。

对比例6天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物按重量比10:1:2混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

其中的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：

(1)取桉树叶，然后加入有机溶剂进行加热回流提取1h，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物；其中，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:8mL；所述的有机溶剂由体积比为4:1的石油醚和丙酮组成；

(2)将桉树叶有机溶剂提取物上硅胶柱(采用200-300目的硅胶，硅胶重量为桉树叶有机溶剂提取物重量的25倍)，先用5倍柱体积的体积分数为95:5的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱除杂；然后再用6倍柱体积的体积分数为85:15的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱，收集体积分数为85:15的氯仿和甲醇组成的有机溶剂洗脱下来的洗脱液，浓缩干燥后得桉树叶提取物。

对比例6与实施例4的区别在于，桉树叶提取物制备过程中的硅胶柱洗脱条件不同。对比例6的硅胶柱洗脱条件为：先用体积分数为95:5的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱除杂；然后再用体积分数为85:15的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱；而实施例4的硅胶柱洗脱条件为：先用体积分数为98:2的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱除杂；然后再用体积分数为94:6的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱。

对比例7天然抑菌防霉剂的制备

将芥末精油和大蒜素以及桉树叶提取物按重量比10:1:2混合均匀即得所述的天然抑菌防霉剂；

其中的桉树叶提取物通过如下方法制备得到：

(1)取桉树叶，然后加入有机溶剂进行加热回流提取1h，提取结束后将提取物液浓缩干燥得桉树叶有机溶剂提取物；其中，桉树叶和有机溶剂的用量比为1g:8mL；所述的有机溶剂由体积比为4:1的石油醚和丙酮组成；

(2)将桉树叶有机溶剂提取物上硅胶柱(采用200-300目的硅胶，硅胶重量为桉树叶有机溶剂提取物重量的25倍)，先用5倍柱体积的体积分数为90:10的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱除杂；然后再用6倍柱体积的体积分数为80:20的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱，收集体积分数为80:20的氯仿和甲醇组成的有机溶剂洗脱下来的洗脱液，浓缩干燥后得桉树叶提取物。

对比例7与实施例4的区别在于，桉树叶提取物制备过程中的硅胶柱洗脱条件不同。对比例7的硅胶柱洗脱条件为：先用体积分数为90:10的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱除杂；然后再用体积分数为80:20的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱；而实施例4的硅胶柱洗脱条件为：先用体积分数为98:2的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱除杂；然后再用体积分数为94:6的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱。

实验例1耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)抑菌试验测试测试对象为实施例1～4以及对比例1～7制备得到的天然抑菌防霉剂。

采用二倍稀释法将待测的天然抑菌防霉剂分别稀释成40mg/mL、20mg/mL、10mg/mL、5mg/mL、2.5mg/mL、1.25mg/mL、0.625mg/mL的待测药液。将牛肉膏蛋白胨培养基熔化后，取19mL放入培养皿中，然后在每个培养皿中分别加入不同浓度的待测药液1mL，混合均匀；待培养基冷却凝固后，采用影印法将耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)影印在含不同浓度的待测药物的培养皿中，接着放入培养箱，在37℃恒温培养24h；培养结束后观察菌株生长情况，将菌株不生长的浓度记录为最低抑菌浓度；测试结果见表1。

表1.本发明天然抑菌防霉剂对MRSA的最低抑菌浓度

从表1实验数据中可以看出，对比例1仅仅以芥末精油和大蒜素组成的天然抑菌防霉剂，在上述浓度范围内，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)并未显示出抑制作用；这说明：仅仅以芥末精油和大蒜素组成的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制作用并不明显。然而，实施例1～3所述的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的最低抑菌浓度为10mg/mL，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)具有明显的抑制作用。这说明：在芥末精油和大蒜素中加入桉树叶有机溶剂提取物后得到的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)具有明显的抑制作用。

从表1实验数据中还可以看出，对比例2～5所述的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的最低抑菌浓度远远高于实施例1～3。这说明：在芥末精油和大蒜素中加入不同的有机溶剂提取得到的桉树叶有机溶剂提取物制备得到的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制作用差别是巨大的；上述研究表明：在芥末精油和大蒜素中加入以石油醚和丙酮组成的混合有机溶剂提取得到的桉树叶有机溶剂提取物制备得到的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑制作用远远高于加入采用其它有机溶剂提取得到的桉树叶有机溶剂提取物制备得到的天然抑菌防霉剂；且在芥末精油和大蒜素中必须加入以石油醚和丙酮组成的混合有机溶剂提取得到的桉树叶有机溶剂提取物，才制备能得到对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)具有明显的抑制作用的天然抑菌防霉剂。

从表1实验数据中还可以看出，实施例4所述的抑菌防霉剂的最低抑菌浓度为1.25mg/mL，远远小于实施例1～3的10mg/mL；这说明：在芥末精油和大蒜素中加入经本发明硅胶柱洗脱条件制备得到的桉树叶提取物组成的天然抑菌防霉剂；与加入桉树叶有机溶剂提取物相比，可以进一步大幅提高天然抑菌防霉剂对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制作用。

从表1实验数据中还可以看出，对比例6所述的抑菌防霉剂的最低抑菌浓度为40mg/mL，远远高于实施例4，同样也远远高于对比例1；且对比例7所述的抑菌防霉剂的在上述浓度范围内，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)并未显示出抑制作用。这说明：并不是将在随意的硅胶柱洗脱条件下制备得到的桉树叶提取物加入到芥末精油和大蒜素中组成的天然抑菌防霉剂，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)都具备明显的抑制作用。将不同硅胶柱洗脱条件下制备得到的桉树叶提取物加入到芥末精油和大蒜素中组成的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制作用差别是巨大的；研究表明：与在芥末精油和大蒜素中加入桉树叶有机溶剂提取物相比，只有将在本发明所述硅胶柱洗脱条件下(即先用体积分数为97～99:3～1的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱除杂；然后再用体积分数为93～95:7～5的氯仿和甲醇组成的有机溶剂进行洗脱)制备得到的桉树叶提取物加入到芥末精油和大蒜素中组成的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制作用才能得到进一步大幅提高，才具有更加优异的抑制作用；而将在其它硅胶柱洗脱条件下制备得到的桉树叶提取物加入到芥末精油和大蒜素中组成的天然抑菌防霉剂，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制作用不但不能大幅提高，甚至会降低。

实施例5高分子活性抑菌防霉缓释包装膜的制备

(1)将实施例1制备得到的天然抑菌防霉剂吸附在碳纳米管中制成碳纳米管复合微胶囊；

(2)然后将碳纳米管复合微胶囊与纸浆制成复合活性抑菌防霉缓释纸；

(3)将复合活性抑菌防霉缓释纸与PE高分子膜通过热压复合方法制成高分子活性抑菌防霉缓释包装膜。

实施例6高分子活性抑菌防霉缓释包装膜的制备

(1)将实施例2制备得到的天然抑菌防霉剂吸附在碳纳米管中制成碳纳米管复合微胶囊；

(2)然后将碳纳米管复合微胶囊与纸浆制成复合活性抑菌防霉缓释纸；

(3)将复合活性抑菌防霉缓释纸与PP高分子膜通过热压复合方法制成高分子活性抑菌防霉缓释包装膜。

实施例7高分子活性抑菌防霉缓释包装膜的制备

(1)将实施例4制备得到的天然抑菌防霉剂吸附在碳纳米管中制成碳纳米管复合微胶囊；

(2)然后将碳纳米管复合微胶囊与纸浆制成复合活性抑菌防霉缓释纸；

(3)将复合活性抑菌防霉缓释纸与PET高分子膜通过热压复合方法制成高分子活性抑菌防霉缓释包装膜。