2.3　抗菌殺菌劑

概述 抗菌方法可分為物理方法和化學方法兩類。物理方法是通過溫度、壓力以及使用環境的電磁波、電子射線等物理手段殺菌；化學方法則是通過調節pH值進行氣體交換、失水隔離營養源等手段滅菌。而目前在材料領域使用的方法主要是通過添加抗菌劑的辦法來達到抗菌的效果,這種方法均有適用面廣、效率高、有效期長的特點。

抗菌劑是一類具有抑菌和殺菌性能的新型助劑,能夠在一定時間內使某些微生物(細菌、真菌、酵母菌、藻類及病毒等)的生長或繁殖保持在必要水平以下的化學物質。專用于殺滅細菌的稱殺細菌劑；只對病原菌的生長起抑制作用的有時特稱抑菌劑；防止農產品、食品變腐和輕工業品發霉的分別稱為防腐劑和防霉劑。

抗菌劑應具有以下特點:①抗菌能力和廣譜抗菌性；②特效性,易耐洗滌、耐磨損、壽命長；③耐候性,易耐熱、耐日照,不易分解失效；④與基材的相容性或可加工性好,即易添加到基材中、不變色、不降低產品使用價值或美感；⑤安全性好,對健康無害,不造成對環境的污染；⑥細胞不易產生耐藥性。

2.3.1　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量很少。

天然抗菌劑主要來自天然物質的提取物,大致可分為動物類、植物類、礦物類三大類。

(1)動物類抗菌劑　天然抗菌劑中屬動物類的主要有甲殼質、殼聚糖和昆蟲抗菌性蛋白質等。

(2)植物類抗菌劑　天然抗菌劑中屬植物類的有檜柏、艾蒿、蘆薈等。

(3)礦物類抗菌劑　天然抗菌劑中屬礦物質中提取的抗菌劑,如膽礬、雄黃等。

源于微生物的抗菌劑通常稱為生物抗菌劑,可分為兩類:一類是直接用微生物生物如噬菌體、病毒、細菌及真菌等來抗菌防腐；另一類為利用微生物的代謝產物即抗生素進行抗菌防腐,井岡霉素、多抗霉素、春雷霉素、農用鏈霉素、抗霉菌素120等。

甲殼質、殼聚糖

膽礬

雄黃

井岡霉素

多抗霉素B

2.3.2　無機抗菌殺菌劑

(1)金屬抗菌殺菌劑　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、鈷等離子帶有顏色,將影響產品的美觀；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270℃以上。銀離子類抗菌劑的載體有沸石、陶瓷、活性炭等。有時為了提高協同作用,再添加一些銅離子、鋅離子。

此外還有氧化鋅、氧化銅、氧化亞銅、磷酸二氫銨、碳酸鋰、硫黃粉、石硫合劑、硫酸銅、升汞、石灰波爾多液、氫氧化銅等無機抗菌劑。

氧化銅、氧化亞銅

碳酸鋰

硫黃

氯化汞

(2)光催化系　目前的光催化型抗菌劑主要是TiO2,在光作用下能使各種微生物發生有機分解,因而具有抗菌性能。

2.3.3　有機抗菌劑

有機抗菌劑初始殺菌力強、殺菌即效和抗菌廣譜性好,無論是粉狀或液態,都能比較容易地分散使用。加上已開發幾十年,技術成熟,價格也相對便宜。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。

常用有機抗氧劑如下:

3-甲基-4-異丙基苯酚、二氯苯氧氯酚

過氧乙酸

環氧乙烷

噻菌靈

4，5-二氯-2-正辛基-3-異噻唑啉酮