抗菌劑的種類

一．無機類抗菌劑

利用銀、銅、鋅等金屬的抗菌能力，通過物理吸附離子交換等方法，將銀、銅、鋅等金屬（或其離子）固定在氟石、硅膠等多孔材料的表面制成抗菌劑，然后將其加入到相應(yīng)的制品中即獲得具有抗菌能力的材料。水銀、鎘、鉛等金屬也具有抗菌能力，但對人體有害；銅、鎳、鉆等離子帶有顏色，將影響產(chǎn)品的美觀，鋅有一定的抗菌性，但其抗菌強度僅為銀離子的1/1000 。因此，銀離子抗菌劑在無機抗菌劑中占有主導地位。銀離子類抗菌劑是最常用的抗菌劑，呈白色細粉末狀，耐熱溫度可達1300℃以上。。銀離子類抗菌劑的載體有玻璃、磷酸鋯、沸石、陶瓷、活性炭等。有時為了提高協(xié)同作用，再添加一些銅離子、鋅離子。此外還有氧化鋅、氧化銅、磷酸二氫銨、碳酸鋰等無機抗菌劑。

抗菌劑作用原理
以銀離子及其化合物的抗菌機理為例：接觸反應(yīng)抗菌機理：銀離子接觸反應(yīng)，造成微生物共有成分破壞或產(chǎn)生功能障礙。當微量的銀離子到達微生物細胞膜時，因后者帶負電荷，依靠庫侖引力，使兩者牢固吸附，銀離于穿透細胞壁進入胞內(nèi)，并與SH基反應(yīng)，使蛋白質(zhì)凝固，破壞細胞合成酶的活性，細胞喪失分裂增殖能力而死亡。銀離子還能破壞微生物電子傳輸系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和物質(zhì)傳輸系統(tǒng)。

二．有機類抗菌劑

有機抗菌劑的主要品種有香草醛或乙基香草醛類化合物，常用于聚乙烯類食品包裝膜中，起抗菌作用。另外還有酰基苯胺類、咪唑類、噻唑類、異噻唑酮衍生物、季銨鹽類、雙呱類、酚類等。目前有機抗菌劑的安全性尚在研究中。一般來說有機抗菌劑耐熱性差些，容易水解，有效期短。

一般認為有機抗菌劑的作用機理可歸納以下3個方面:

     1、是作用于細胞壁和細胞膜系統(tǒng);

     2、是作用于生化反應(yīng)酶或其他活性物質(zhì);

     3、是作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結(jié)構(gòu)

拿季銨鹽類抗菌劑為例：季銨鹽類可吸附帶負電荷的細菌,引起胞壁結(jié)構(gòu)損害,使內(nèi)容物漏出。醇類殺菌機制是去除細菌胞膜中的脂類,并使菌體蛋白質(zhì)變性,其中乙醇最常用,其濃度為70%～75%時殺菌力最強,濃度過高時能使菌體表面蛋白質(zhì)迅速凝固,殺菌效力反而下降。雙胍類殺菌劑常用的有氯已啶,其濃度低時破壞菌細胞膜,使胞質(zhì)內(nèi)容物漏出;濃度高時使菌體蛋白質(zhì)凝固。此外,季銨鹽也具有抑制細菌脫氫酶、氧化酶等作用。

三．天然抗菌劑

天然抗菌劑主要來自天然植物的提取，如甲殼素、芥末、蓖麻油、山葵等，使用簡便，但抗菌作用有限，耐熱性較差，殺菌率低，不能廣譜長效使用且數(shù)量很少。

植物源天然抗菌劑及其抗菌機理：

目前,植物源抗菌劑是研究最多的一類天然抗菌劑。我國傳統(tǒng)的中草藥有著悠久的歷史,這一類抗菌劑資源開發(fā)潛力巨大,如穿心蓮、大蒜、金蕎麥、苦木、黃連及黃連素、魚腥草及魚腥草素等,都是常用的抗菌藥物。國外對植物抗菌劑的相關(guān)研究報道很多(見表1)。目前對植物天然抗菌劑的開發(fā)還剛剛起步,對其抗菌機理的研究有待深入。

微生物源天然抗菌劑及其抗菌機理

微生物自身也可用作抗菌劑。其抑菌機制有如下幾種: 一是分泌抗菌素。Y.Ouhdouch等報道了從在摩洛哥分離出的幾種放線菌的菌株中提取的非聚 烯抗生素,對酵母、霉菌和細菌有很強的抑制作用。G.M.Thorne等通過研究發(fā)現(xiàn)鏈霉菌roseosporus的發(fā)酵產(chǎn)物daptomycin為脂肽類抗生素,幾乎能夠抑制所有的革蘭陽性病原菌,不會產(chǎn)生交叉抗藥 性[40];M.Morita等淀粉芽孢桿菌胞內(nèi)溶素的抗革蘭 氏陰性菌活性與結(jié)構(gòu)關(guān)系,實驗證實這種內(nèi)溶素 分子鏈的C2端和N2端都與抗菌活性有關(guān)。H. Tsubery等研究了多菌粘素B(PMB)的脫酰氨基衍 生物(PMBN)的抗菌性,雖然PMBN的抗菌性比 PMB的抗菌性弱,但它可以滲透過革蘭氏陰性菌的 外膜而中和脂多糖(LPS) 毒性。 二是參與營養(yǎng)和生存空間的競爭。通過占有生存空間、消耗氧氣等削弱以至消除同一生存環(huán)境中的某些病原物。三是誘導寄主產(chǎn)生抗病性。微生物可以誘導寄主產(chǎn)生防御反應(yīng)或?qū)Σ≡苯蛹纳种撇≡?/span>四是對病原菌直接作用。L.L.Wilson等發(fā)現(xiàn)木霉和酵母能寄生在病原菌上,并分泌一種能破壞真菌細胞壁的酶。因此,對微生物抗菌作用的研究為開發(fā)新的天然高分子抗菌劑提供了重要的理論基礎(chǔ)和實踐指導。

動物源天然抗菌劑及其抗菌機理

此類抗菌劑大多作用于細菌的細胞壁而達到抗菌抑菌效果。此處拿最具代表性的殼聚糖類抗菌劑來做講解。殼聚糖是甲殼質(zhì)的脫乙酰產(chǎn)物,可以溶解在許多稀酸中。殼聚糖相對分子質(zhì)量越小、脫乙酰度越大,溶解度越 大。殼聚糖具有較強的抗菌活性,其對大腸桿菌、枯草桿菌和金黃色葡萄球菌的MIC值達到(250～500)×10-6。此外,殼聚糖對植物病原菌也有抑制 作用,如1%殼聚糖對尖鐮菌(F.Solani)和腐皮鐮菌(F.oxysporumcepae)有完全抑制的作用。殼聚糖的 抗菌作用,認為有以下2種機理:一種是殼聚糖分子中的-NH3+帶正電性,吸附在細胞表面,一方面可能形成一層高分子膜,阻止營養(yǎng)物質(zhì)向細胞內(nèi)運輸,另一方面使細胞壁和細胞膜上的負電荷分布不均,破壞細胞壁的合成與溶解平衡,溶解細胞壁,從而起到抑菌殺菌作用;另一種是通過滲透進入細胞內(nèi),吸附細胞體內(nèi)帶有陰離子的物質(zhì),擾亂細胞正常的生理活動,從而殺滅細菌。對于細胞壁結(jié)構(gòu)不同的革 蘭氏陽性與革蘭氏陰性細菌,殼聚糖的作用機理不 同。革蘭氏陽性細菌,有較厚的細胞壁結(jié)構(gòu),殼聚糖主要作用于其細胞表面,因此前一種機理是殺滅此類細菌的主導作用;革蘭氏陰性細菌,細胞壁較薄,小分子的殼聚糖可以進入其細胞內(nèi)作用,因此后一種機理起主導作用。研究結(jié)果表明,隨著脫乙酰度和濃度的提高,殼聚糖的抗菌活性增強。而對于相對分子質(zhì)量的影響,目前還未有一致的結(jié)論,其原因一方面是對殼聚糖相對分子質(zhì)量在生產(chǎn)過程中不能很好控制,另一方面是因為不同相對分子質(zhì)量的殼聚 糖對于不同的菌種有不同的作用效果。一般認為,隨著殼聚糖相對分子質(zhì)量的降低,對大腸桿菌抑制性增強,而對金黃色葡萄球菌的抑制性減弱。 此外,一些生物堿也可用作抗菌劑,如Y.R.Torres等發(fā)現(xiàn)從一種海綿無脊椎動物提取的生物堿 對革蘭氏陰性和革蘭氏陽性菌都有很強的抗菌效果。

作為一種理想的抗菌劑,應(yīng)該具有即效、廣譜、長效、穩(wěn)定及安全的抗菌效果。然而,現(xiàn)有的抗菌劑,無論是無機的、有機的,還是天然生物的,都沒有達到理想的要求。現(xiàn)有的各類抗菌劑,都具有特有的抗菌機理,只有在抗菌機理上作出全面、深層次的研究,綜合各類抗菌劑的特點,才能進一步改善抗菌劑的有效性。