海藻酸钠－壳聚糖－五倍子提取物微胶囊琼脂平皿扩散法抗菌性研究
摘要：本文采用锐孔造粒法，以海藻酸钠、壳聚糖为壁材，五倍子提取物为芯材制备了海藻酸钠-壳聚糖-五倍子提取物微胶囊。利用扫描电镜、红外光测试等手段确定了制备此微胶囊的最佳工艺，并采用琼脂平皿扩散法测定及评价了所制备微胶囊的抑菌性能。实验结果表明：制得的微胶囊包封效果、成球性和粒径均一性良好，且具有较好的抑菌性能，抑菌效果理想。
关键词：海藻酸钠；壳聚糖；五倍子提取物；锐孔造粒法；琼脂平皿扩散法
中图分类号：TQ340.7 文献标志码：A
The Evaluation of the Antibacterial Properties of Natural Gallnut Extract/ Sodium Alginate/ Chitosan Microcapsules by the Agar Plate Diffusion Method
Abstract： By using orifice granulation method， microcapsules with sodium alginate and chitosan as the wall materials and gallnut extract as the core material are prepared. Scanning electron microscope and infrared test method are adopted to determine the best process for preparing the microcapsules， and the agar plate diffusion method is applied in the measurement and evaluation of the antibacterial properties of the prepared microcapsules. The test results show that the prepared microcapsules have good encapsulation effect， pelletizing properties and particle size uniformity. They also have good antibacterial properties， which can achieve ideal antibacterial effect.
Key words： sodium alginate； chitosan； gallnut extract； orifice granulation； agar plate diffusion method
微胶囊被广泛用于染料或芳香剂载体、药物缓释、化妆品、医药、食品、生物工程、组织工程等领域。根据性质与原理的不同，其制备通常有化学法、物理法和物理化学法等 3 类。目前，在该领域研究最多也是最成熟的微胶囊体系是海藻酸钠-聚赖氨酸微胶囊，但聚赖氨酸成本高并且制备工艺复杂，使其应用受到限制。壳聚糖因为与聚赖氨酸化学结构相近，且具有优良的生物相容性和易获取性，成为聚赖氨酸的理想替代材料。海藻酸钠-壳聚糖形成的微胶囊体系可以作为载体包覆不同性质的芯材，起到提高芯材稳定性，缓、控释芯材等作用。有研究表明，通过降低壳聚糖相对分子质量能够提高微胶囊的机械性能。外用载药微胶囊通过对外用药物的包埋应用于贴剂或可降解纤维中，同时可与纤维加工工艺相结合。药物透过微胶囊芯膜结构缓慢释放，并通过与人体的界面接触达到人体吸收目的。本文制备了一种外用类五倍子提取物微胶囊并研究了其性能。
1 海藻酸钠-壳聚糖-五倍子提取物微胶囊制备
1.1 仪器和药品（表 1、表 2）
1.2 实验用菌种
选择革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌进行抑菌实验，实验选用细菌为标准菌株大肠杆菌（EC）和金黄色葡萄球菌（SA）。
1.3 五倍子提取物微胶囊的制备
将一定量的五倍子提取物溶解于海藻酸钠溶液体系中，在50 ℃下恒温搅拌 1 h；再取适量壳聚糖溶解在质量分数为1.0%的醋酸溶液中，加入适量的无水氯化钙，常温搅拌使其溶解，得到壳聚糖与氯化钙的混合溶液；用 1 mL注射器吸取海藻酸钠与五倍子提取物的混合溶液，选用孔径0.21 mm的注射器针头在距离液面高度 3 cm处缓慢滴加至壳聚糖与氯化钙的混合溶液中，滴加过程中不断低速搅拌混合溶液；滴加完成后，继续低速搅拌，使各物质之间充分反应，搅拌0.5 h后调节溶液pH值至 5；在混合体系中加入少量戊二醛以固化微胶囊，静置 1 h；过滤、洗涤、收集微胶囊，50 ℃真空干燥24 h。
1.4 含菌琼脂平板的制备
琼脂平皿扩散法是应用最为广泛的一种对在琼脂上有扩散性能的试样进行抑菌性能定性试验和评价的方法。具体操作为：（1）准备下层无菌培养基：用移液枪向无菌平皿中移取10 mL固体培养基，使其完全凝固；（2）准备上层接种培养基：用移液枪吸取45 ～ 50 ℃的固体培养基60 mL注入烧杯，加入 4 mL试验菌液，轻轻摇晃烧杯使细菌与培养基混合均匀，向（1）中的每个平皿中移取混合液，并使其完全凝固。
2 结果与讨论
2.1 SEM分析
图 1 为制备的海藻酸钠-壳聚糖-五倍子提取物微胶囊SEM图，成球效果近似球形微胶囊，颗粒大小相对均匀，表面有明显小孔。
微胶囊表面形成的小孔结构，有利于包覆的芯材物质五倍子提取物的缓慢释放，从这一角度考虑，制备的微胶囊的药物缓释效果也较好。
2.2 FTIR分析
图 2 为五倍子提取物的FTIR谱图，曲线k表示五倍子提取物的吸收峰；图 3 为微胶囊的FTIR谱图，其中曲线a、e分别为海藻酸钠-壳聚糖-五倍子提取物微胶囊和海藻酸钠-壳聚糖未载药微胶囊的吸收峰曲线。
由图 3 可以看出，载五倍子提取物微胶囊和未载药微胶囊中均存在壳聚糖和海藻酸钠的特征峰。相对于未载药微胶囊，载五倍子提取物的微胶囊的红外光谱图中还存在两个不同的光谱吸收峰。结合图 2 和图 3 可以看出，它们是五倍子提取物的两个特征吸收峰。由此可以得出，微胶囊中确实成功包覆了一定量的五倍子提取物。
2.3 抑菌性能分析
用无菌镊子和内径为20 mm的无菌玻璃环将载五倍子提取物微胶囊和未载药微胶囊分别铺覆于含菌琼脂平皿表面中央，形成精密的直径为20 mm的圆形微胶囊分布。将微胶囊均匀地按压在固体培养基表面，直到其铺层与固体培养基之间有很好的接触，将试样铺覆在固体培养基表面后，立即放入37 ℃恒温培养箱中培养12 ～ 24 h。
每个铺覆的海藻酸钠-壳聚糖-五倍子提取物微胶囊试样至少要进行 3 次测量，并按下式计算其抑菌圈宽度。
H=（D-d）/2 式（1）
式（1）中：H为抑菌圈宽度，mm；D为抑菌带外径的平均值，mm；d为试样直径，mm。根据表 3 评价每个试样的抑菌效果。
与平皿接触的一层无菌固体培养基体积为10 mL，与试样接触位于平皿表面的含菌固体培养基体积为15 mL，菌液量为 1 mL。各琼脂平板表面形态分别如图4（a）、（b）、（c）、（d）所示，海藻酸钠-壳聚糖-五倍子提取物微胶囊与作为对照样的海藻酸钠-壳聚糖未载药微胶囊的抑菌性能测试评价如表 4 所示。
从图 4 和表 4 可以看出，本实验制得的海藻酸钠-壳聚糖-五倍子提取物微胶囊对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果较好。海藻酸钠-壳聚糖未载药微胶囊虽然因为天然抑菌壁材海藻酸钠、壳聚糖的存在具有一定的抑菌性，但其抑菌效果远差于载五倍子提取物微胶囊。由此可以看出，按本文实验方案所制得的微胶囊中起主要抑菌作用的是包覆于芯材中的五倍子提取物。
3 结论
本文以海藻酸钠与壳聚糖为载体，研究了五倍子提取物微胶囊的制备工艺及抑菌性能。实验采用锐孔造粒法制备了微胶囊，并选用琼脂平皿法对其抑菌性进行测定评价，结果显示该微胶囊的抑菌性能远强于海藻酸钠-壳聚糖未载药胶囊，由此得出：微胶囊中包覆的五倍子提取物起到了抑菌作用，且效果较好。
参考文献
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