李娟，許雪兒，胡衛(wèi)成，余培斌，魯振杰，陳正行*

1(江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫，214122) 2(江蘇省環(huán)洪澤湖生態(tài)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(淮陰師范學(xué)院)，江蘇 淮安，223300) 3(江南大學(xué)糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫，214122)

靜電紡絲法制備納米纖維膜具有較強(qiáng)透氣性、較大比表面積、孔隙率及柔韌性[1]。傳統(tǒng)的靜電紡絲多使用環(huán)糊精、尼龍、聚氧環(huán)乙烯等作為紡絲液原料，但因其對(duì)環(huán)境污染較大、不可食用性、和毒性等限制其應(yīng)用。而玉米醇溶蛋白(zein)作為食源性原材料，其成膜性，無(wú)毒無(wú)害性和良好的生物相容性被廣泛應(yīng)用于生物膜材料的制備。WANG等制備zein基納米纖維膜作為藥物控釋體系，包裹姜黃素等藥物為研究其緩釋溶出機(jī)理提供理論依據(jù)[2]；劉永佳等將zein與羥基磷灰石共紡制備得到的納米纖維膜，可作為細(xì)胞生長(zhǎng)載體以培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，并有效提高細(xì)胞存活率[3]。本實(shí)驗(yàn)中研究制備的納米纖維抗菌膜采用了玉米醇溶蛋白和阿拉伯膠2種生物大分子進(jìn)行構(gòu)建，鑒于玉米醇溶蛋白和阿拉伯膠良好的生物相容性和安全性，因此比較適合用于食品以及醫(yī)藥等對(duì)安全性要求較高的領(lǐng)域。

百里香酚作為天然抗菌劑可有效抑制微生物的繁殖，但因其疏水性強(qiáng)、具有刺激性氣味和生物利用率低等缺陷限制了其應(yīng)用。本研究中將所制備的玉米醇溶蛋白-阿拉伯膠運(yùn)載體系負(fù)載以百里香酚制備抗菌膜，尤其適用于醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)Ω锾m氏陰性菌的抗菌作用。此外，本研究中采用的靜電紡絲技術(shù)所制備的納米纖維膜較其他技術(shù)所制備的納米纖維膜具有透水透氣性好的優(yōu)點(diǎn)，因此本實(shí)驗(yàn)制備的納米纖維抗菌膜特別適用于醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)ν笟庑砸蟾叩牟牧希纾河糜谥苽浣佑|皮膚的藥物敷料等。因此，本論文以zein為基質(zhì)負(fù)載百里香酚并利用靜電紡絲技術(shù)制備得納米纖維抗菌膜，不僅提高了百里香酚等疏水性物質(zhì)的生物利用率，而且起到一定的緩釋作用，在生物醫(yī)藥行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

玉米醇溶蛋白(純度91%)，購(gòu)于河南華瑞生物科技有限公司；阿拉伯膠(GA)和百里香酚，購(gòu)自美國(guó)Sigma試劑公司；無(wú)水乙醇等試劑，購(gòu)自上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

自制靜電紡絲裝置：DW-P203-10AC型高壓數(shù)顯電源，天津市東文高壓電源廠；MS-MP8數(shù)顯磁力攪拌器，大韓WiseStir公司；SU8220冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡，日本日立株式會(huì)社；OCA15EC視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x，德國(guó)徠卡公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 玉米醇溶蛋白與阿拉伯膠納米顆粒的結(jié)構(gòu)測(cè)定

zein-GA納米顆粒的制備方法見(jiàn)許雪兒等研究[4]。

1.3.1.1 熒光光譜分析

取1 mL新鮮制備的質(zhì)量濃度為1 g/L的zein-GA納米顆粒(zein初始儲(chǔ)備液質(zhì)量濃度為50 g/L、m(zein)∶m(GA) =1∶1.5)于離心管中，并使用10 mmol /L的pH=4.0的緩沖液稀釋至100倍。按照不同比例分別加入NaCl制備得到含1、2、5 mmol/L NaCl的zein-GA納米顆粒；按照不同比例分別加入十二烷硫酸鈉(SDS)制備得到SDS質(zhì)量濃度為2.5、5.0、 10.0 g/L的zein-GA納米顆粒。將制備好的不同NaCl濃度影響的zein-GA納米顆粒和不同SDS濃度影響的zein-GA納米顆粒，在發(fā)射光譜為400～600 nm，激發(fā)波長(zhǎng)為370 nm、發(fā)射波長(zhǎng)為490 nm的條件下，檢測(cè)不同zein-GA納米顆粒的熒光強(qiáng)度[5]。其中橫坐標(biāo)為發(fā)射光譜波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)為熒光強(qiáng)度。

1.3.1.2 傅立葉變換紅外光譜(FTIR)

取100 mL新鮮制備的zein-GA納米顆粒m(zein)∶m(GA)=1∶1.5)于45 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)以除去乙醇，然后4 000 r/min離心10 min以除去大分子，所得樣品冷凍干燥72 h得zein-GA納米顆粒固體粉末。稱取0.2 g zein、0.2 g GA和0.2 g zein-GA納米顆粒固體粉末分別與純溴化鉀以1∶100充分研磨混合。最后，將混合粉末用壓片機(jī)壓制成圓形片狀并置于載物臺(tái)上以測(cè)定結(jié)構(gòu)。其中，以純溴化鉀片為基線，設(shè)定掃描范圍為550～4 000 cm-1對(duì)樣品進(jìn)行掃描[6]。所得紅外圖像采用OMNIC 8.2軟件進(jìn)行分析。

1.3.2 靜電紡絲法制備抗菌膜

利用靜電紡絲機(jī)制備zein-百里香酚復(fù)合納米纖維膜。首先，稱取0.5 g zein溶解于冰乙酸中，并按照不同zein與百里香酚質(zhì)量比為1∶1、2∶1、5∶1、10∶1、50∶1、 100∶1稱取百里香酚溶解到zein的冰乙酸中，置于磁力攪拌器上攪拌120 min后得到紡絲液。其中設(shè)定空白對(duì)照為不添加百里香酚的zein紡絲液。其次，將錫箔紙均勻覆蓋在垂直放置于針筒的接收滾筒上，應(yīng)避免出現(xiàn)褶皺導(dǎo)致膜的完整性受到影響。電極兩端分別連接注射針頭和接收滾筒，注射器針頭水平放置并垂直于接收滾筒的中央，噴頭處距離接收滾筒距離為15 cm。設(shè)定紡絲電壓為15.23 kV，控制溫度為25 ℃，空氣濕度為50%。紡絲過(guò)程中將柜門關(guān)閉，以確?？諝鉂穸群蜏囟炔皇芡饨缬绊?。紡絲結(jié)束后，取下錫箔紙，將所得納米纖維膜置于干燥器內(nèi)常溫避光保存[3]。

1.3.3 抗菌膜性質(zhì)的測(cè)定

1.3.3.1 抗菌膜電子掃描顯微鏡觀察

將抗菌膜剪成1 cm×1 cm大小的膜片并放置于導(dǎo)電膠上固定后噴金，采用電子束對(duì)樣品進(jìn)行微觀形貌拍攝，設(shè)定電壓為30 kV，電流為50 pA，電子束加速電壓為5 kV，鏡頭放大倍數(shù)為5 000倍。

1.3.3.2 抗菌膜中百里香酚釋放率測(cè)定

稱取負(fù)載不同zein與百里香酚質(zhì)量比的zein-百里香酚靜電紡納米纖維膜各10 mg，將zein-百里香酚納米纖維膜放入透析袋中，加入50 mL去離子水，用夾子將透析袋兩端夾緊并浸入足夠的透析介質(zhì)中，使得透析袋內(nèi)外有足夠的液體進(jìn)行介質(zhì)交換。設(shè)定燒杯內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速設(shè)為100 r /min，每隔一定時(shí)間移取適量體積的釋放液加入2 mL乙酸乙酯進(jìn)行渦旋，并用分光光度計(jì)在276 nm下測(cè)定吸光值，帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算釋放百里香酚濃度，按照公式(1)計(jì)算釋放率[7]。

(1)

1.3.3.3 抗菌膜表面接觸角測(cè)定

將抗菌膜剪成1 cm×1 cm大小的膜片并置于載物臺(tái)上，調(diào)節(jié)注射器針頭使得針頭垂直于膜片并且距離膜片中心1 cm的位置，用注射器吸入一定量的去離子水并由電動(dòng)注射控制單元推出水滴，用視頻攝像系統(tǒng)在15 s內(nèi)每隔一定時(shí)間連續(xù)采集液滴的外形并及時(shí)保存圖片，用自帶的接觸角測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)定接觸角大小，每張膜片平行測(cè)定3次，每張抗菌膜剪取3張膜片，去除誤差較大值后計(jì)算平均值定為該膜片的接觸角。

1.3.3.4 抗菌膜透氣性(WVP)的測(cè)定

首先，將足量固體CaCl2置于105 ℃烘箱烘干至恒重后，將其放入稱量瓶中。分別將zein-百里香酚復(fù)合納米纖維膜和醫(yī)用創(chuàng)可貼繃緊并盡可能的密封于稱量瓶口上。將密封好的稱量瓶置于干燥器中，干燥器下方放置飽和BaCl2溶液以確保干燥器內(nèi)相對(duì)濕度90%。在24 h內(nèi)每隔一定時(shí)間稱取稱量瓶重量，通過(guò)固體CaCl2的質(zhì)量變化和公式(2)來(lái)計(jì)算納米纖維膜的透氣性[8]。

(2)

式中：C表示水蒸氣通透速率，即氯化鈣質(zhì)量與時(shí)間關(guān)系曲線的斜率，g/h；X表示膜厚度，mm；ΔP表示膜兩側(cè)水蒸氣壓差，膜兩側(cè)相對(duì)濕度為90%，25 ℃時(shí)水蒸氣飽和蒸汽壓為3.17 kPa，則ΔP=3.17×90%=2.85 kPa；A表示膜的有效面積，m2。

1.3.4 抗菌膜抑菌效果測(cè)定

將不同百里香酚荷載量的抗菌膜裁剪成直徑為6 mm的圓形膜片并于紫外燈下照射15 min，用鑷子分別移置于接種有大腸桿菌菌液的LB固體培養(yǎng)基上，在37 ℃條件下與大腸桿菌一同恒溫培養(yǎng)24 h，24 h 后觀察抑菌情況并測(cè)量抑菌圈直徑[9]。

1.3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

實(shí)驗(yàn)均重復(fù)測(cè)定3次，并用標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均數(shù)分析。利用SPSS軟件對(duì)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用Duncan檢驗(yàn)法進(jìn)行顯著性分析。所有圖形均由Origin 9.0進(jìn)行繪制分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米醇溶蛋白與阿拉伯膠納米顆粒的結(jié)構(gòu)表征

2.1.1 熒光光譜分析

為確定zein-GA納米顆粒的相互作用方式，使用8-苯胺-1-萘磺酸(ANS)結(jié)合氨基酸疏水殘基以表現(xiàn)不同條件下zein-GA納米顆粒的熒光強(qiáng)度。隨著GA含量的增加，納米顆粒結(jié)合的ANS的熒光強(qiáng)度顯著(P<0.05)降低，而當(dāng)zein與GA質(zhì)量比為1∶1.5、1∶2、 1∶2.5、1∶5時(shí)，zein-GA納米顆粒的熒光強(qiáng)度有所降低但無(wú)顯著變化，其中zein與GA質(zhì)量比為1∶1.5時(shí)，納米顆粒熒光強(qiáng)度變化最大。ANS與zein納米顆粒中的疏水殘基的結(jié)合顯示此時(shí)ANS的熒光強(qiáng)度最高，而GA的增加進(jìn)一步減小其熒光強(qiáng)度，可能是因?yàn)閦ein納米顆粒表面疏水基團(tuán)的變化影響了ANS的結(jié)合能力，同時(shí)zein表面的疏水區(qū)域被阻斷進(jìn)而體現(xiàn)為熒光強(qiáng)度降低[10]。

當(dāng)zein與GA質(zhì)量比為1∶1.5 時(shí)，隨著納米顆粒體系中NaCl和SDS濃度的增加，zein-GA納米顆粒熒光強(qiáng)度均顯著增加(P<0.05)。 可能是由于NaCl破壞了帶負(fù)電的GA和帶正電的zein氨基酸殘基間的靜電相互作用力，導(dǎo)致zein的疏水性殘基和ANS之間的結(jié)合使得熒光強(qiáng)度增大，即NaCl阻斷了zein和GA的結(jié)合位點(diǎn)。增大的SDS濃度對(duì)zein-GA納米顆粒的熒光強(qiáng)度的影響是因?yàn)楫?dāng)SDS濃度增大時(shí)破壞了zein和GA的疏水作用力即破壞zein和GA的作用位點(diǎn)導(dǎo)致熒光強(qiáng)度增大[5]。綜上所述，zein-GA納米顆粒可能是由zein和GA產(chǎn)生靜電相互作用以及疏水相互作用力所形成的。

2.1.2 紅外光譜分析

zein、GA和zein-GA納米顆粒的FTIR光譜如圖1所示。在FTIR光譜圖中，從左往右第1個(gè)特征峰在3 200～3 400 cm-1，分別為3 412.8 cm-1、3 303.38 cm-1和3 369.65 cm-1，表明在zein、GA和zein-GA納米顆粒中存在羥基。此外，zein-GA納米顆粒羥基的峰值發(fā)生在3 303.38 cm-1(zein)和3 412.81 cm-1(GA)之間，這說(shuō)明zein中谷氨酰胺的酰胺基團(tuán)和GA的羥基之間有可能形成氫鍵。第2個(gè)特征吸收峰是在1 500～1 700 cm-1的伸縮振動(dòng)峰。在1 654.28 cm-1、1 535.78 cm-1、1 449.79 cm-1的zein的特征峰分別代表了酰胺Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ帶[11]。而在zein-GA納米顆粒中，這些拉伸振動(dòng)峰的出峰位置分別為1 653.9 cm-1、1 545.69 cm-1和1 419.79 cm-1。數(shù)據(jù)表明酰胺Ⅰ和Ⅲ帶的峰值紅移，酰胺Ⅱ的特征峰藍(lán)移，可能是分子內(nèi)部相互作用力的形成改變了酰胺帶環(huán)境。DAI等[6]研究zein-卵磷脂復(fù)合納米顆粒時(shí)表明，在zein納米顆粒中酰胺Ⅱ基團(tuán)的拉伸振動(dòng)峰為1 527 cm-1，當(dāng)形成了zein-卵磷脂納米顆粒時(shí)，酰胺Ⅱ基團(tuán)的拉伸振動(dòng)峰藍(lán)移至1 533 cm-1，表明卵磷脂和zein之間可能存在靜電和疏水相互作用力。綜上所述，在zein和GA之間可能存在靜電相互作用或疏水相互作用促進(jìn)納米顆粒的形成。第3個(gè)特征峰1 616.68 cm-1和1 420.11 cm-1代表的是GA中羧基的不對(duì)稱和對(duì)稱振動(dòng)峰[12-13]。然而，位于的特征峰1 616.68 cm-1在zein-GA納米顆粒中未出現(xiàn)，只有1 419.78 cm-1的峰值仍然存在。因此，可能是由于zein和GA的相互作用改變了zein-GA紅外光譜中的結(jié)構(gòu)。

圖1 zein、GA和zein-GA納米顆粒紅外光譜圖Fig.1 FTIR spectra of zein, GA and zein-GA nanoparticles

2.2 抗菌膜微觀結(jié)構(gòu)分析

如圖2所示為不同百里香酚負(fù)載量的zein靜電紡納米纖維抗菌膜微觀結(jié)構(gòu)形貌圖。所有微觀結(jié)構(gòu)圖片都是納米纖維無(wú)規(guī)則堆砌成孔隙率較高的膜。其中，圖2-a、圖2-b分別為zein與百里香酚質(zhì)量比為1∶1、2∶1時(shí)的納米纖維膜，可以看出高負(fù)載量的紡絲液可紡性較差，當(dāng)百里香酚負(fù)載量較高時(shí)，部分納米纖維直徑變粗、粘連和斷絲現(xiàn)象，并且出現(xiàn)少量百里香酚結(jié)晶引起的串珠現(xiàn)象，這可能是由于百里香酚的加入使得紡絲液黏度增大，電導(dǎo)率升高進(jìn)而使得靜電紡絲射流在噴嘴處阻塞，出現(xiàn)射流方向不穩(wěn)定、不連續(xù)等問(wèn)題[14]。

a-m(zein)∶m(百里香酚)=1∶1；b-m(zein)∶m(百里香酚)=2∶1；c-m(zein)∶m(百里香酚)=5∶1；d-m(zein)∶m(百里香酚)=10∶1；e-m(zein)∶m(百里香酚)=50∶1；f-m(zein)∶m(百里香酚)=100∶1圖2 不同zein與百里香酚質(zhì)量比對(duì)抗菌膜微觀形貌影響Fig.2 Effects of the different mass ratios of zein∶thymol on the micromorphology of zein-thymol nanofiber films

由圖2-c、圖2-d、圖2-e、圖2-f中可得，百里香酚負(fù)載量逐漸減小時(shí)，靜電紡絲納米纖維形貌為均勻的圓柱體，纖維表面光滑，沒(méi)有串珠和斷絲現(xiàn)象。此外，纖維直徑均為納米級(jí)，平均直徑在200～300 nm，表明在一定的百里香酚負(fù)載量?jī)?nèi)，zein和百里香酚能夠較好的共混溶解和分散于紡絲液中，且百里香酚可以被包裹于zein靜電紡纖維中。

2.3 抗菌膜中百里香酚釋放率

如圖3所示，當(dāng)釋放時(shí)間達(dá)到12 h時(shí)，zein與百里香酚質(zhì)量比為100∶1的納米纖維抗菌膜的釋放率為78.57%， 且不同zein與百里香酚質(zhì)量比下所得抗菌膜的釋放速率隨著百里香酚含量的增大而增大至95.24%。這可能是由于納米纖維較大的比面積使得纖維膜與藥物接觸的面積增大，當(dāng)百里香酚負(fù)載量過(guò)高時(shí)，藥物不能夠完全包裹，游離部分發(fā)生突釋；當(dāng)百里香酚負(fù)載量較低時(shí)，藥物被包裹于纖維內(nèi)部需緩慢釋放至完全[7]。此外，納米纖維抗菌膜中百里香酚釋放率均隨著時(shí)間的推進(jìn)而趨于穩(wěn)定。其中，在前1 h 內(nèi)即百里香酚釋放初期不同zein與百里香酚質(zhì)量比的抗菌膜均存在突釋效應(yīng)，這可能是因?yàn)椴糠执嬖谟诩{米纖維表面的百里香酚通過(guò)擴(kuò)散作用立刻釋放出來(lái)，且隨著百里香酚比例的增大，初期的突釋效應(yīng)變得更加明顯，推測(cè)是由于未被包裹的藥物擴(kuò)散效應(yīng)較強(qiáng)，此時(shí)藥物擴(kuò)散速率大于溶出速率[15]。在后期的釋放過(guò)程中，所有納米纖維膜都呈現(xiàn)緩釋效應(yīng)，包裹于纖維內(nèi)部的百里香酚逐漸從纖維中釋放出來(lái)，釋放速率逐漸減小，但釋放介質(zhì)中百里香酚濃度逐漸升高，一定程度上抑制了擴(kuò)散作用[16]。

圖3 不同zein與百里香酚質(zhì)量比對(duì)抗菌膜中百里香酚釋放率影響Fig.3 Effects of the different mass ratios of zein∶thymol on the release rates of thymol from zein-thymol nanofiber films

2.4 抗菌膜表面接觸角分析

如圖4所示，不同zein與百里香酚質(zhì)量比下所得抗菌膜表面接觸角隨著百里香酚占比的增大而逐漸增大。表面接觸角能體現(xiàn)納米纖維抗菌膜的潤(rùn)濕性，單獨(dú)的zein纖維膜表面接觸角為93.81°，呈現(xiàn)疏水性，這與zein本身含75%的疏水氨基酸及zein不溶于水的性質(zhì)相符合[17]。隨著百里香酚含量的提高，靜電紡抗菌膜纖維直徑變粗，且存在藥物結(jié)晶現(xiàn)象，這使得納米纖維橫縱分布形成的纖維孔隙變小，因此抗菌膜的疏水作用變強(qiáng)，表面接觸角逐漸增大至112.21°，對(duì)水的阻隔性變大，同時(shí)百里香酚為疏水性物質(zhì)也使得體系接觸角向疏水性轉(zhuǎn)變[18]。因此，負(fù)載百里香酚的zein納米纖維抗菌膜水穩(wěn)定性隨著時(shí)間的增大而提高。

圖4 不同zein與百里香酚質(zhì)量比對(duì)抗菌膜表面接觸角的影響Fig.4 Effects of the different mass ratios of zein:thymol on contact angles of zein-thymol nanofiber films

由表1可以看出，不同zein與百里香酚質(zhì)量比下所得抗菌膜在15.43 s內(nèi)能夠被水完全浸濕。同時(shí)，百里香酚比例含量越大，浸濕所需時(shí)間越長(zhǎng)，有利于其在醫(yī)用傷口敷料中具備一定防水性。因此在制備抗菌膜時(shí)，考慮在不改變納米纖維性質(zhì)的同時(shí)盡可能提高藥物負(fù)載量，以降低成本，達(dá)到提高藥效和防水性作用。

表1 不同zein與百里香酚質(zhì)量比對(duì)抗菌膜完全潤(rùn)濕的影響Table 1 Effects of the different mass ratios of zein∶thymol on the complete wetting time of zein-thymol nanofiber films

注：不同字母a、b、c代表差異顯著(P<0.05)。

2.5 抗菌膜水汽透過(guò)率分析

不同zein與百里香酚質(zhì)量比對(duì)抗菌膜的水汽透過(guò)率影響如表2所示，負(fù)載百里香酚的zein納米纖維抗菌膜的水汽透過(guò)率顯著(P<0.05)高于創(chuàng)可貼的水汽透過(guò)率。負(fù)載百里香酚的zein均勻紡成絲，錯(cuò)綜交叉形成層層纖維膜，改變水汽遷移途徑為曲折型，影響水分子從膜中的遷移效率[19]。隨著百里香酚負(fù)載量的降低，zein-百里香酚納米纖維抗菌膜的透氣性逐漸變好至4.72 g·mm/(m2·h·kPa)，可能是因?yàn)楫?dāng)百里香酚負(fù)載量較高時(shí)納米纖維較為粗壯扁平，不利于水汽的透過(guò)，而當(dāng)負(fù)載量減小時(shí)，百里香酚被完全包裹于納米纖維膜中，水汽透過(guò)率因此提高[20]。該結(jié)果與微觀結(jié)構(gòu)圖及接觸角數(shù)據(jù)相一致，表明負(fù)載合適比例的百里香酚的zein納米纖維膜具有較好的醫(yī)用前途。李鑫等[21]在制備zein納米纖維膜時(shí)也發(fā)現(xiàn)，納米纖維膜的水汽透過(guò)率與醫(yī)用紗布的水汽透過(guò)率相差較小，表明其較大的孔隙率促進(jìn)其水蒸氣的透過(guò)率的提高。

表2 不同zein與百里香酚質(zhì)量比對(duì)抗菌膜水汽透過(guò)率的影響Table 2 Effects of the different mass ratios of zein∶thymol on the WVP of zein-thymol nanofiber films

注：不同字母a、b、c代表差異顯著(P<0.05)。

2.6 抗菌膜抗菌效果分析

如表3所示，不同zein-百里香酚比的抗菌膜對(duì)大腸桿菌菌群形成的抑菌圈直徑也有所不同。其中當(dāng)zein與百里香酚質(zhì)量比為1∶1、2∶1、5∶1、10∶1時(shí)，zein-百里香酚納米纖維抗菌膜對(duì)大腸桿菌有顯著(P<0.05) 抑菌效果，隨著百里香酚含量的減小，抑菌圈直徑從20.42 mm減小至8.68 mm。當(dāng)zein與百里香酚質(zhì)量比為50∶1、 100∶1和未負(fù)載百里香酚的zein納米纖維膜時(shí)，未有抑菌圈出現(xiàn)。可能是納米纖維膜百里香酚含量較低導(dǎo)致抑菌效果較弱[22]。

表3 不同zein與百里香酚質(zhì)量比對(duì)抑菌圈的影響 表3 Effects of the different mass ratios of zein∶thymol on the diameters of inhibition zone

注：“-”代表未檢出抑菌圈；不同字母a、b、c代表差異顯著(P<0.05)。

結(jié)合圖5，zein與百里香酚質(zhì)量比為1∶1、2∶1、5∶1 時(shí)抑菌圈顯著(P<0.05)出現(xiàn)，且膜面及膜圓周都未有大腸桿菌形成；當(dāng)zein與百里香酚質(zhì)量比為10∶1時(shí)，zein-百里香酚納米纖維抗菌膜已無(wú)抑菌圈出現(xiàn)，且存在較多單個(gè)大腸桿菌菌群，表明該比例下zein-百里香酚抗菌膜抑菌能力下降，但膜面未形成大腸桿菌菌落；當(dāng)zein與百里香酚質(zhì)量比為100∶1時(shí)，zein-百里香酚抗菌膜無(wú)抑菌圈出現(xiàn)，且膜面形成大腸桿菌菌群。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)zein納米纖維膜對(duì)于大腸桿菌菌群也未形成抑菌圈，且大腸桿菌長(zhǎng)滿整個(gè)膜面，外觀結(jié)構(gòu)來(lái)看膜的顏色已由原來(lái)的黃色變成暗灰色。綜上所述，zein與百里香酚質(zhì)量比為1∶1、2∶1、5∶1的zein-百里香酚納米纖維抗菌膜有顯著抑菌特性。

圖5 不同zein與百里香酚質(zhì)量比對(duì)抗菌膜抑菌圈的影響Fig.5 Effects of the different mass ratios of zein- thymol on the inhibition zone of zein-thymol nanofiber films

3 結(jié)論

通過(guò)靜電紡絲法制備得到zein-百里香酚納米纖維膜，其水汽透過(guò)率和疏水穩(wěn)定性良好，安全性和生物兼容性好，在生物醫(yī)藥行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。此外，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)諸如百里香酚等疏水性物質(zhì)的緩釋，提高其生物利用率。