含氟低聚殼聚糖衍生物抑菌作用研究

范 露，姚遠蓓

（武漢設計工程學院食品與生物科技學院，湖北武漢 430205）

含氟低聚殼聚糖衍生物抑菌作用研究

范 露，姚遠蓓

（武漢設計工程學院食品與生物科技學院，湖北武漢 430205）

采用濾紙片法研究了6種不同結構含氟低聚殼聚糖衍生物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、核盤菌、水稻紋枯病原菌、黃花枯萎病原菌、黑曲霉、青霉等7種菌的抑制作用。結果表明，不同含氟低聚殼聚糖衍生物對不同微生物的抑菌活性表現出不同程度的抑菌性。6種含氟低聚殼聚糖衍生物中，除了化合物5對黑曲霉沒有抑菌性，其他幾種化合物對7種受試菌株都有不同程度的抑菌性；化合物1對大腸桿菌抑制效果較好；化合物2和化合物3對7種微生物均有抑菌性，但抑菌效果較差；化合物4對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黃花枯萎病原菌抑制效果較好；化合物5對大腸桿菌抑制效果較好；化合物6對金黃色葡萄球菌、水稻紋枯病原菌、黃花枯萎病原菌抑制效果較好。

含氟低聚殼聚糖衍生物；濾紙片法；抑菌

0 引言

殼聚糖是由甲殼素脫乙酰化制備而成，由氨基葡萄糖和N-乙酰氨基葡萄糖殘基通過1,4-β-糖苷鍵連接而成的高聚物[1]。殼聚糖是僅次于纖維素的第二大天然可再生聚合物，在醫療、食品、材料等領域都有廣泛應用[2]，尤其是在食品防腐保鮮方面使用較為廣泛[3]。殼聚糖與一般的抑菌劑相比，具有廣譜、抗菌活性高、滅菌率高等特性[4]。由于氟原子具有模擬效應、電子效應、阻礙效應和滲透效應等4種效應，因此其可使化合物的生物活性倍增[5]。過去幾十年中含氟農藥的數量增加了3倍多，表明氟在新農藥發展中發揮著關鍵作用[6]。將氟引入殼聚糖中，合成含氟低聚殼聚糖衍生物，既可以改善殼聚糖的溶解性，又能提升其抑菌性能，提高應用范圍。

1 材料與方法

1.1 材料

大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲霉、青霉，由學院實驗教學中心提供；水稻紋枯病原菌、核盤菌、黃花枯萎病原菌，華中農業大學微生物農藥國家工程研究中心提供。

蛋白胨，北京奧博星生物科技有限責任公司提供；牛肉浸膏，北京雙旋微生物培養基制品廠提供；瓊脂粉，武漢市華順生物技術有限公司提供；N,N-二甲基甲酰胺，廣州市度特化工有限公司提供。

化合物1：殼聚糖縮乙酰鄰氟苯甲氨基硫脲；化合物2：殼聚糖縮乙酰間氟苯甲氨基硫脲；化合物3：殼聚糖縮乙酰對氟苯甲氨基硫脲；化合物4：殼聚糖縮乙酰2,3-二氟苯甲氨基硫脲；化合物5：殼聚糖縮乙酰2,4-二氟苯甲氨基硫脲；化合物6：殼聚糖縮乙酰3,5-二氟苯甲氨基硫脲。上述6種含氟低聚殼聚糖衍生物由實驗室合成，并經紅外光譜和核磁共振光譜進行結構鑒定。

1.2 儀器

MS104S型分析天平；UV-2600型紫外可見分光光度計；SPX-430型生化培養箱，寧波江南儀器廠產品；BXM-50VE型立式壓力蒸汽滅菌器，上海博訊實業有限公司醫療設備廠產品；JJ-CJ-2FD型超凈工作臺，蘇州市金凈凈化設備科技有限公司產品。

1.3 方法

1.3.1 培養基的配制

采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基（蛋白胨10 g，牛肉膏 3 g，NaCl 0.5 g，瓊脂 15～17 g，水 1 000 mL，pH值7.4） 培養細菌，以馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基（馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂15～20 g，蒸餾水1 000 mL，pH值自然）培養真菌。1.3.2 細菌的活化和菌懸液的制備

準備已滅菌的試管9支置于超凈工作臺上，待培養基的溫度降到50℃后，向試管中倒入適量培養基，待其凝固后，取其中7支用接種環在事先準備好的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、水稻紋枯病原菌、核盤菌、黃花枯萎病原菌、黑曲霉、青霉生長的菌種中各挑取2～3環菌體，在試管培養基斜面上劃線，每種菌接種2個試管，2個試管作空白。細菌置于37℃培養箱中，真菌置于28℃培養箱中，培養24 h。在600 nm處比色，OD值達到0.1即為菌體濃度為106～107個 /mL 的菌懸液[7]。

1.3.3 最小抑菌濃度（MIC）測定

采用濾紙片[8]法進行抑菌試驗。選用吸水性較好的濾紙，將做好的濾紙片放入培養皿中高溫滅菌，在無菌條件下風干濾紙片，然后將濾紙片放入溶解了6種的含氟低聚殼聚糖衍生物的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，每種樣品試驗5個溶度，1個空白。取出后在無菌條件下晾至不再滴出樣品溶液備用。將晾好的濾紙片以相等距離放在涂布菌液的培養基上，每個平皿放6片，中間放置浸過空白濾紙片作對比，每個處理重復3次，最后將放置了濾紙片的培養皿放入培養箱中，細菌在37℃下培養24 h，真菌在28℃下培養48 h后，進行觀察統計抑菌圈的大小。

2 結果與分析

2.1 殼聚糖縮乙酰鄰氟苯甲氨基硫脲對微生物的抑菌效果

殼聚糖縮乙酰鄰氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果見表1。

表1 殼聚糖縮乙酰鄰氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果

由表1可知，殼聚糖縮乙酰鄰氟苯甲氨基硫脲對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、核盤菌、水稻紋枯病原菌、黃花枯萎病原菌、青霉、黑曲霉最小抑制質量濃度分別是 7.81，250.00，62.50，250.00，62.50，125.00，250.00 mg/mL。

2.2 殼聚糖縮乙酰間氟苯甲氨基硫脲對微生物的抑菌效果

殼聚糖縮乙酰間氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果見表2。

表2 殼聚糖縮乙酰間氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果

由表2可知，殼聚糖縮乙酰間氟苯甲氨基硫脲對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、核盤菌、水稻紋枯病原菌、黃花枯萎病原菌、青霉、黑曲霉最小抑制質量濃度分別是125.00，250.00，125.00，125.00，250.00，250.00，250.00 mg/mL。

2.3 殼聚糖縮乙酰對氟苯甲氨基硫脲對微生物的抑菌效果

殼聚糖縮乙酰對氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果見表3。

由表3可知，殼聚糖縮乙酰對氟苯甲氨基硫脲對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、核盤菌、水稻紋枯病原菌、黃花枯萎病原菌、青霉、黑曲霉最小抑制質量濃度分別是 62.50，250.00，62.50，62.50，125.00，125.00，125.00 mg/mL。

2.4 殼聚糖縮乙酰2,3-二氟苯甲氨基硫脲對微生物的抑菌效果

表3 殼聚糖縮乙酰對氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果

殼聚糖縮乙酰2,3-二氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果見表4。

表4 殼聚糖縮乙酰2,3-二氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果

由表4可知，殼聚糖縮乙酰2,3-二氟苯甲氨基硫脲對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、核盤菌、水稻紋枯病原菌、黃花枯萎病原菌、青霉、黑曲霉最小抑制質量濃度分別是1.95，1.95，250.00，31.25，7.81，250.00，62.50 mg/mL。

2.5 殼聚糖縮乙酰2,4-二氟苯甲氨基硫脲對微生物的抑菌效果

殼聚糖縮乙酰2,4-二氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果見表5。

表5 殼聚糖縮乙酰2,4-二氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果

由表5可知，殼聚糖縮乙酰2,4-二氟苯甲氨基硫脲對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、核盤菌、水稻紋枯病原菌、黃花枯萎病原菌、青霉最小抑制質量濃度分別是 7.81，62.50，15.62，250，62.50，250.00 mg/mL。前期初步抑菌試驗結果表明殼聚糖縮乙酰2,4-二氟苯甲氨基硫脲對黑曲霉沒有抑菌性，故未測定其最小抑菌質量濃度。

2.6 殼聚糖縮乙酰3,5-二氟苯甲氨基硫脲對微生物的抑菌效果

殼聚糖縮乙酰3,5-二氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果見表6。

表6 殼聚糖縮乙酰3,5-二氟苯甲氨基硫脲對7種微生物抑菌效果

由表6可知，殼聚糖縮乙酰3,5-二氟苯甲氨基硫脲對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、核盤菌、水稻紋枯病原菌、黃花枯萎病原菌、青霉、黑曲霉最小抑制質量濃度分別是250.00，1.95，250.00，7.81，1.95，62.50，62.50 mg/mL。

3 結論

含氟低聚殼聚糖衍生物對受試菌種最小抑菌質量濃度見表7。

表7 含氟低聚殼聚糖衍生物對受試菌種最小抑菌質量濃度/mg·mL-1

由表7可知，不同含氟低聚殼聚糖衍生物對不同微生物的抑菌活性表現出不同程度的抑菌性。6種含氟低聚殼聚糖衍生物中，除了化合物5對黑曲霉沒有抑菌性，其他幾種化合物對7種受試菌株都有不同程度的抑菌性。化合物1對大腸桿菌抑制效果較好；化合物2和化合物3對7種微生物均有抑菌性，但抑菌效果較差；化合物4對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黃花枯萎病原菌抑制效果較好；化合物5對大腸桿菌抑制效果較好；化合物6對金黃色葡萄球菌、水稻紋枯病原菌、黃花枯萎病原菌抑制效果較好。

[1]Hengameh Honarkar，Mehdi Barikani.Applications of biopolymers I：chitosan[J].Monatsh Chem，2009 （7）：1 403-1 420.

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Study on the Antibacterial Activity of Fluorine Oligochitosan Derivatives

FAN Lu，YAO Yuanbei
（College of Food&Biology Science and Technology，Wuhan Institute of Design and Sciences，Wuhan，Hubei 430205，China）

The antibacterial effects of six different structures of fluorine oligochitosan derivatives on Escherichia coli，Staphylococcus aureus，Sclerotinia sclerotiorum，Rhizoctonia cerealis，Rhizoctonia solani，Aspergillus niger and Penicillium were studied by filter paper method.The results showed that the antifungal activity of different fluorine oligochitosan derivatives showed different degrees of antimicrobial activity against different microorganisms.Among the six kinds of fluorine oligochitosan derivatives，except the compound 5 had no bacteriostasis against Aspergillus niger，several other compounds had different antibacterial properties against the seven tested strains.Compound 2 had better inhibitory effect on Escherichia coli：Compounds 2 and 3 had bacteriostatic effect on 7 kinds of microorganisms，but the antibacterial effect was poor.Compound 4 had better inhibitory effect on Escherichia coli，Staphylococcus aureus and Rhizoctonia solani；Compound 5 had better inhibitory effect on Escherichia coli.Compound 6 had better effect on Staphylococcus aureus，Rhizoctonia cerealis and Rhizoctonia solani.

fluorine oligochitosan derivatives；filter paper method；antibacterial effect

TS202.3

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.11.027

1671-9646（2017） 11b-0001-03

2017-09-18

2014年湖北省教育廳科研項目“含氟低聚殼聚糖衍生物的制備及其生物活力研究”（B2014265）。

范 露（1982— ），女，碩士，副教授，研究方向為食品加工與安全。