基于革蘭氏陽(yáng)性菌生長(zhǎng)曲線等指標(biāo)評(píng)價(jià)纖維素基抑菌材料L-Met改性MCC（M-MCC）抑菌效果（四）
2.1.3 XRD和TGA
如圖5A所示，15.6°、22.6°和34.8°處的衍射峰分別為纖維素的（1～10）（110）、（200）和（004）晶面。沒(méi)有觀察到纖維素晶體形態(tài)的明顯變化。改性后的M-MCC在22.6°處的特征峰略有增強(qiáng)，這可能是因?yàn)長(zhǎng)-Met的負(fù)載使得MCC中非晶態(tài)區(qū)域有效降解，結(jié)晶強(qiáng)度增加，有利于M-MCC的穩(wěn)定性。
圖5 MCC和M-MCC的XRD譜圖（A）以及M-MCC的熱重曲線和微分熱重曲線（B）
如圖5B所示，M-MCC在開(kāi)始加熱后開(kāi)始緩慢產(chǎn)生質(zhì)量損失，M-MCC在溫度達(dá)到112.05℃左右時(shí)質(zhì)量損失達(dá)到4.728%，而后質(zhì)量隨溫度上升損失十分緩慢。溫度到達(dá)153.08℃，M-MCC開(kāi)始快速分解，產(chǎn)生較大的質(zhì)量損失，且質(zhì)量損失速率在320.46℃時(shí)達(dá)到最大值，在356.84℃時(shí)，M-MCC結(jié)束快速分解狀態(tài)，恢復(fù)慢速降解。在溫度上升到526.34℃時(shí)，M-MCC熱解基本結(jié)束，質(zhì)量不再有大的損失，此時(shí)M-MCC在升溫過(guò)程中損失的質(zhì)量達(dá)到73.87%。M-MCC在熱解剛開(kāi)始的質(zhì)量損失都是由于水分的蒸發(fā)和小分子化合物的降解而造成。隨著溫度的進(jìn)一步升高，M-MCC出現(xiàn)大規(guī)模的質(zhì)量損失現(xiàn)象，而后在較高的溫度結(jié)束快速熱解狀態(tài)。
2.2 M-MCC的體外抗氧化活性分析
如圖6所示，在M-MCC質(zhì)量濃度為0.1、0.5、1、5、10、20 mg/mL時(shí)，M-MCC對(duì)ABTS陽(yáng)離子自由基的清除率分別為（30.67±3.35）%、（43.51±10.53）%、（52.38±6.99）%、（82.03±6.45）%、（93.55±3.63）%、（97.48±2.30）%。當(dāng)M-MCC質(zhì)量濃度較低時(shí)（0～1 mg/mL），M-MCC對(duì)ABTS陽(yáng)離子自由基的清除能力較弱，清除率小于52.38%，M-MCC抗氧化能力較差；當(dāng)M-MCC質(zhì)量濃度逐漸上升時(shí)（1～5 mg/mL），M-MCC對(duì)ABTS陽(yáng)離子自由基的清除能力急劇上升，清除率由52.38%上升到82.03%；當(dāng)M-MCC質(zhì)量濃度由5 mg/mL提高到10 mg/mL時(shí)，M-MCC對(duì)ABTS陽(yáng)離子自由基的清除率高于90%；當(dāng)M-MCC的質(zhì)量濃度提高到20 mg/mL時(shí)，M-MCC對(duì)ABTS陽(yáng)離子自由基的清除率達(dá)到97.47%，已接近抗壞血酸的抗氧化效果。
圖6 M-MCC對(duì)ABTS陽(yáng)離子自由基的清除效果
2.3 M-MCC的MIC和MBC
通過(guò)不同濃度的M-MCC抗菌實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，M-MCC質(zhì)量濃度在15 mg/mL時(shí)，培養(yǎng)液在培養(yǎng)24 h后仍然澄清，所測(cè)得的M-MCC的MIC和MBC分別為15 mg/mL和30 mg/mL。從12 h和24 h的平板菌落可以看出，15 mg/mL以上的M-MCC對(duì)L.monocytogenes和S.aureus都具有較好的抑制效果（圖7）。這可能是由于L.monocytogenes和S.aureus都是革蘭氏陽(yáng)性菌，細(xì)胞壁與細(xì)胞膜結(jié)合不緊密，細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。
圖7 M-MCC對(duì)L.monocytogenes（A）和S.aureus（B）的抗菌效果
2.4 M-MCC細(xì)菌生長(zhǎng)曲線測(cè)定
在M-MCC存在下的細(xì)菌生長(zhǎng)曲線即為M-MCC對(duì)細(xì)菌的抑菌動(dòng)力學(xué)曲線，可以用來(lái)表示細(xì)菌的生長(zhǎng)代謝情況和規(guī)律。L.monocytogenes的生長(zhǎng)曲線如圖8A所示，未做任何處理的對(duì)照組呈現(xiàn)為典型的“S”型曲線，從8 h開(kāi)始上升，到12 h左右到達(dá)整個(gè)生長(zhǎng)曲線的對(duì)數(shù)期中期，表明L.monocytogenes的生長(zhǎng)狀態(tài)正常。在MIC的處理下，可以看出M-MCC對(duì)L.monocytogenes的生長(zhǎng)具有一定的抑制作用，培養(yǎng)至16 h后曲線才出現(xiàn)上升趨勢(shì)。而在2 MIC的作用下，L.monocytogenes幾乎沒(méi)有生長(zhǎng)，24 h的OD600 nm僅為0.25左右，M-MCC對(duì)L.monocytogenes的抑制作用效果極其顯著。這表明M-MCC能夠在一定程度上推遲L.monocytogenes的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，且作用效果與其劑量有關(guān)。M-MCC對(duì)S.aureus的抑制效果較差，S.aureus對(duì)照組在開(kāi)始培養(yǎng)的4～10 h即進(jìn)行了快速的繁殖，并于10 h左右達(dá)到繁殖的巔峰，而1 MIC條件下的M-MCC將這一過(guò)程推遲了近6 h，同時(shí)也降低了S.aureus生長(zhǎng)到最高處的OD600 nm。此外，2 MIC條件下的M-MCC處理仍然對(duì)S.aureus的生長(zhǎng)有較好的抑制作用，2 MIC處理的S.aureus生長(zhǎng)曲線僅在18 h后有小幅度的上漲。
圖8 L.monocytogenes（A）和S.aureus（B）的生長(zhǎng)曲線
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