辅助微波法制备纳米银胶及对几种常见食品的抗菌性能
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第45卷第5期包装工程2024年3月PACKAGING ENGINEERING·81·利用南瓜蒸煮液绿色制备纳米银及其抑菌性能的研究高大响*,杨鹤同(江苏农林职业技术学院,江苏句容212400)摘要:目的以南瓜蒸煮液和AgNO3为原料,烷基糖苷(APG)为表面活性剂,以微波加热绿色制备纳米银溶胶,研究其制备工艺、性能和抑菌效果。
方法以单因子对纳米银的制备进行优化。
通过紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、透射电镜(TEM)、能量色谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对合成纳米银的特征吸收峰、形貌以及稳定性等进行分析,并考察纳米银对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌性能。
结果纳米银制备适宜的优化工艺条件:在南瓜蒸煮液体积为40 mL 情况下,AgNO3的初始质量浓度为1.2 g/L、pH值为13、微波加热时间为60 s。
经优化后,所制备的纳米银的UV-vis光谱在406 nm处出现强的特征吸收峰,EDS色谱进一步证实了纳米银的存在。
纳米银为球形,平均粒径为13.4 nm,粒径小,分散性和稳定性好。
抗菌试验表明,不同质量浓度的纳米银对E.coli 和S.aureus均有较强的抑制和杀灭效果,对E.coli的MIC值和MBC值分别为5 mg/L和10 mg/L,对S.aureus的MIC值和MBC值分别为40 mg/L和320 mg/L。
结论该AgNPs对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌具有抗菌能力,在食品包装中具有较好的应用前景。
关键词:南瓜蒸煮液;纳米银;抑菌性能中图分类号:TB484 文献标志码:A 文章编号:1001-3563(2024)05-0081-10DOI:10.19554/ki.1001-3563.2024.05.010Green Preparation of AgNPs by Pumpkin Cooking Liquid and itsAntibacterial PropertiesGAO Daxiang*, YANG Hetong(Jiangsu Vocational College of Agriculture and Forestry, Jiangsu Jurong 212400, China)ABSTRACT: The work aims to prepare nano-silver sol by microwave heating with pumpkin cooking liquid and AgNO3 as raw materials and APG as surfactant to study its preparation process, performance and antibacterial effect. The preparation of AgNPs was optimized by single factor. UV-vis, TEM, EDS, and XRD were used to analyze the characteristic absorption peaks, morphology, structure and stability of the synthesized silver nanoparticles. The antibacterial properties of AgNPs against E.coli and S.aureus were determined. The optimum technological conditions for preparation of AgNPs were as follows: in 40 mL of pumpkin cooking liquid, AgNO3initial concentration 1.2 g/L, pH value 13, microwave heating time 60 s. After optimization, the UV-vis spectra of the prepared AgNPs showed strong characteristic absorption peaks at 406 nm, and the EDS spectrum further confirmed the existence of AgNPs. AgNPs were spherical with an average particle size of 13.4 nm, small particle size and good dispersion and stability. The antibacterial test showed that AgNPs of different concentrations had strong inhibition and killing effect on E.coli and S.aureus. The MIC and MBC of E.coli were 5 mg/L and 10 mg/L, respectively, and the MIC and MBC of S.aureus were 40 mg/L and收稿日期:2023-12-04基金项目:句容市科技项目(ZA42201);江苏农林职业技术学院科技项目(2021kj57)·82·包装工程2024年3月320 mg/L, respectively. The AgNPs has antibacterial ability against G- and G+ bacteria and has good application prospects in food packaging.KEY WORDS: pumpkin cooking liquid; silver nanoparticles; antibacterial property纳米银(Silver Nanoparticles,AgNPs)通常指粒径在1~100 nm的金属银单质,由于具有大比表面积、小尺寸和量子效应等优势,同等浓度下其抑菌能力明显强于银单质,且不会产生耐药性,具有低毒性和强抗菌活性等优点,被应用于食品包装、水污染治理和医疗抗菌等领域[1-3]。
纳米银材料制备及其抗菌性能研究随着现代医疗技术的不断进步,人们对医疗质量和环境卫生要求也越来越高。
而细菌和病毒等微生物的抵抗力也不断提高,传统的抗菌方法已经无法满足日益增长的需求。
在这种情况下,纳米银材料应运而生。
一、纳米银材料的运用纳米银材料是指粒径小于100纳米的银颗粒。
它有一种独特的抗菌作用,可以抑制细菌和病毒等微生物的生长繁殖,具有广泛的用途。
1. 医疗领域在医疗领域,纳米银可以用于制备抗菌肛门喷剂、消毒剂、手术器械、医用敷料和纱布等。
这些产品可以有效地预防感染和交叉感染,提高医疗卫生水平。
2. 食品加工领域在食品加工领域,使用纳米银可以制造出高效的食品包装材料,并可以抑制细菌滋生,从而增强了食品的保鲜期。
3. 环保工程领域在环保工程领域,纳米银可以用于制造高效的废水处理工艺和废气处理设备。
二、纳米银材料的制备方法纳米银材料的制备方法主要有化学还原法、微乳化法、溶胶凝胶法、生物法等。
其中,化学还原法是目前应用比较广泛的一种方法。
化学还原法是将银盐还原成银粒子的一种化学反应。
通过在溶液中加入还原剂,可以使银离子逐步被还原,生成小颗粒的银粉末。
这种方法制备的银颗粒粒径较小、分散性良好、稳定性较高,适用于工业化生产。
三、纳米银材料的抗菌性能研究纳米银的抗菌性能主要与粒径大小、表面电荷、杀菌机理等因素有关。
在研究中,发现纳米银具有以下几种抗菌方式:1. 破坏菌细胞膜纳米银具有较小的颗粒尺寸和较大的比表面积,它的大量表面活性位点对菌细胞膜具有高度的亲和力和嵌入力。
2. 杀死细菌细胞纳米银等离子体会促进产生肝氧化酶、DNA的纤维化等缺氧血管新生因子,降低炎症介质的水平,可有效地杀死细菌细胞。
3. 导致氧化损伤纳米银通过与微生物细胞膜和蛋白质等进行化学反应,产生氧自由基和其他有毒物质,使微生物细胞膜受到氧化损伤而死亡。
总之,纳米银具有独特的抗菌性能,可广泛应用于医疗、食品加工、环保工程等领域。
如今,随着人们对健康环境要求的不断提高,纳米银材料将会有更加广阔的应用前景和更加明亮的未来。
银纳米材料的制备及其抗菌性能研究随着生活水平的提高和科学技术的不断进步,对于抗菌材料的需求也越来越大。
而银纳米材料因其独特的物理和化学性质,成为一种重要的抗菌材料。
本文将介绍银纳米材料的制备方法以及其抗菌性能的研究进展。
一、银纳米材料的制备方法银纳米材料的制备方法非常多样化,包括化学还原法、生物还原法、微波法、激光法、电化学法等。
以下是常用的两种方法:1. 化学还原法化学还原法是通过还原剂将银离子还原成银纳米粒子。
通常使用的还原剂有:氢氢醛、硼氢化钠、柠檬酸等。
化学还原法具有操作简便、反应速度快、产物稳定等优点。
但是,还原剂的选择和反应条件的调控会影响到成品的粒径和分布,同时产生的有毒废液也对环境造成一定的污染。
2. 生物还原法生物还原法是利用生物体内自身的还原剂分泌银纳米粒子。
其中微生物和植物提取物是常用生物体,能够制备出较为均匀、分散的银纳米粒子。
生物还原法具有无毒、无废物、反应效率高等优点。
但是,生产过程需要考虑生物体的生长条件、纯化过程等方面,造成比较大的困难。
二、银纳米材料的抗菌性能研究银纳米材料的抗菌性能已经被广泛研究,其抗菌原理包括两个方面:1. 细菌细胞膜的破坏银纳米粒子具有一定的表面电荷,在与细菌相互作用的过程中会破坏细菌的细胞膜。
这使得细菌的细胞壁破损,导致其内部的物质和水分迅速丧失,最终导致细菌死亡。
同时,银离子的释放也会促进细胞膜的损伤。
2. 细菌内部机制的破坏除了对细胞膜的破坏,银纳米粒子还能够进入细胞内部,与细胞内的一些酶、蛋白质相互作用。
这些酶和蛋白质是细菌生存所必需的,银纳米粒子的干扰会破坏细菌的代谢机制,导致细菌死亡。
三、实验研究银纳米材料的抗菌性能已经在很多领域进行了实际应用。
例如,银纳米材料在医疗器械、水处理、食品加工等方面具有广泛的应用前景。
以下是实验研究的一些例子。
1. 医疗领域银纳米材料在医疗领域的应用非常广泛。
例如,银纳米材料能够抑制细菌的生长,对于医用器械的消毒有很好的效果。
银纳米颗粒的制备与抗菌性能研究近年来,随着微纳技术的快速发展和人们对高性能材料需求的增加,银纳米颗粒作为一种新型的高性能材料,引起了人们的广泛关注。
银纳米颗粒具有很强的抗菌性能,能够有效地抑制细菌、真菌和病毒的生长,因此被广泛应用于医疗、环保、食品安全等领域。
银纳米颗粒的制备方法目前,制备银纳米颗粒的方法主要有物理法、化学法、生物法等。
其中,化学法是最常用的方法之一。
化学法制备银纳米颗粒的关键在于还原剂的选择和添加过程。
一般使用的还原剂有:硼氢化钠、羟肟酸、贴珀铁等。
还原剂的添加过程需要控制好反应时间和温度,保证反应过程在适宜的条件下进行。
此外,反应液中的pH值对于银纳米颗粒的形貌和尺寸也有很大的影响。
生物法制备银纳米颗粒相对于化学法和物理法更加环保、可控、高效。
生物法的制备方法主要有植物提取物法、微生物发酵法、酶法等。
这些方法制备的银纳米颗粒具有高纯度、结构稳定、环保的特点。
但与之相应的,生物法制备的银纳米颗粒的生产成本较高。
银纳米颗粒的抗菌性能研究银纳米颗粒在抑菌方面具有很好的效果,已得到广泛应用。
银离子能够破坏表面电荷,使其与细菌的细胞膜相互作用,导致其死亡。
同时,银纳米颗粒具有较大的比表面积和毒力,能与细菌和真菌的外膜、细胞壁相互作用,从而引起其死亡。
近年来,银纳米颗粒的抗菌性能也逐渐得到了研究。
实验研究表明,银纳米颗粒具有较强的抗菌性能,对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有良好的抑制作用。
在一定浓度下,银纳米颗粒可以有效地破坏细菌细胞膜和外膜,降低了细菌的存活率。
同时,银纳米颗粒还能有效地抑制真菌的生长和发育。
针对不同类型的细菌和真菌,需要选择合适的银纳米颗粒浓度和作用时间才能发挥最佳的效果。
结论银纳米颗粒由于其良好的抗菌性能和广泛的应用前景,近年来受到了广泛关注。
目前,银纳米颗粒的制备方法主要有化学法、物理法和生物法。
生物法制备的银纳米颗粒因其环保、可控、高效等特点,具有较好的发展前景。
纳米银杀菌剂的制备及性能测试近年来,随着科技的不断发展,纳米技术的应用也越来越广泛。
其中纳米银是一种具有很好的抗菌作用的纳米材料,广泛应用于医疗、生活等领域。
纳米银杀菌剂作为一种新型的抗菌剂,已经成为了研究热点之一。
本文将介绍纳米银杀菌剂的制备及性能测试。
一、纳米银杀菌剂的制备目前,制备纳米银杀菌剂的方法主要包括机械合成法、物理化学法和生物合成法。
本文以物理化学法为例进行讲解。
物理化学法是通过物理和化学手段将银离子还原成纳米银颗粒,制成纳米银杀菌剂。
具体制备过程如下:1、选择适当的还原剂和表面活性剂。
2、将适量的还原剂、表面活性剂和银离子溶于溶剂中,充分混合,并利用加热和紫外线辐射等方法对混合溶液进行处理。
3、经过一定时间的处理后,混合溶液中会出现纳米银颗粒,可以用离心机和滤膜将纳米银颗粒分离出来。
4、将分离出来的纳米银颗粒进行重新分散和稳定处理,得到纳米银杀菌剂。
二、纳米银杀菌剂的性能测试纳米银杀菌剂的性能测试主要包括对其抗菌性能、生物毒性、稳定性等方面的测试。
1、抗菌性能测试抗菌性能测试是评估纳米银杀菌剂杀菌能力的主要方法,包括对细菌和真菌等微生物的抗菌效果测试。
在实验中,可以用菌草块扩散试验、浸渍法、接种法等方法进行测定。
通过测定纳米银杀菌剂与不同种类细菌接触后,细菌的生长情况和存活率,来评估其抗菌性能。
2、生物毒性测试纳米银杀菌剂的生物毒性测试是评估其对细胞、器官和人体等方面的影响。
主要包括体外和体内实验两种方法。
体外实验是评估其对细胞外环境的影响,可以通过对细胞的形态、细胞膜结构、细胞生长率等进行检测。
而体内实验则是评估其对动物体内的影响,可以通过动物组织、代谢和健康状况的变化来评价。
3、稳定性测试稳定性测试是评估纳米银杀菌剂在不同环境下的稳定性,包括温度、pH值、湿度等因素的影响。
通过对不同条件下纳米银杀菌剂的颗粒大小、分布情况、表面电位等进行测试和分析,来评估其在实际应用中的稳定性。
纳米银材料的合成及其抑菌性能评价近年来,随着科技的迅猛发展,各种新材料的应用不断涌现,其中纳米银材料成为了备受关注的研究对象。
纳米银材料具有极高的表面积、活性和导电性能,被广泛应用于抗菌领域。
本文将围绕纳米银材料的合成方法及其抑菌性能评价展开探讨。
一、纳米银材料的合成方法1、溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种常用的制备纳米银材料的方法。
它采用溶液中银离子和还原剂发生反应,形成纳米银颗粒,并通过高温煅烧将其固定在基底上。
该方法具有操作简便、工艺成熟、制备效率高等优点,被广泛应用于医疗、食品等领域。
2、电化学法电化学法是将电化学过程与还原反应相结合的一种方法。
将含有银离子的溶液置于电解池中,通过电流的作用,使银离子在电极上析出并形成纳米银颗粒。
该方法可以直接制备成膜的纳米银,具有制备过程简单、环境友好等优点。
3、微波辅助法微波辅助法是利用高频电磁场促进和加速化学反应的一种方法。
将银离子溶液与还原剂在微波辐射下反应,可以快速制备出具有优良性能的纳米银材料。
该方法制备速度快,材料性能稳定,常用于制备抗菌材料、催化剂等。
二、纳米银材料的抑菌性能评价纳米银材料具有极高的活性和表面积,广泛应用于抗菌领域。
以下将从生物学角度对纳米银材料的抑菌性能进行评价。
1、体外试验体外实验是对材料在无活体环境下的杀菌作用进行评价。
通过在富含菌落的培养基上涂覆不同浓度的纳米银材料,观察杀菌效果。
实验结果显示,纳米银材料对多种细菌、真菌、病毒具有显著抑制作用,其抑菌效果可达到90%以上。
此外,低浓度的纳米银材料还可以促进有益菌的生长,具有广泛应用前景。
2、体内试验体内实验是将材料应用于活体体内进行评价。
通过将纳米银材料应用于小鼠、猪等动物体内,观察其对动物生长和生理功能的影响。
实验结果显示,纳米银材料对动物的生长和生理功能没有明显的负面影响,反而可以有效地预防和治疗感染病。
此外,纳米银材料可以被人体代谢分解,释放出无害物质,不会对人体健康产生危害性。
纳米银颗粒抗菌材料的制备与抗菌性能研究随着微生物感染的增加和抗生素耐药性的威胁,研究纳米银颗粒抗菌材料成为了一个备受关注的领域。
本文将介绍纳米银颗粒抗菌材料的制备方法和其对各类病原菌的抗菌性能研究成果。
一、纳米银颗粒的制备方法在纳米领域中,制备纳米银颗粒的方法主要包括化学还原法、溶液法、物理气相法等。
其中,化学还原法是最常用的方法之一。
在该方法中,还原剂(如氢氯酸)作为还原剂,将银离子还原成金属银颗粒。
此外,溶液法通过将银盐溶解在水中,再通过加热、搅拌等方法来制备纳米银颗粒。
物理气相法则是通过介质蒸发和凝聚的方式制备纳米银颗粒。
二、纳米银颗粒的抗菌性能研究纳米银颗粒具有优异的抗菌性能,可以抑制多种病原菌的生长和繁殖。
研究表明,纳米银颗粒对常见的致病菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及耐药菌等都具有显著的抑制作用。
这是因为纳米银颗粒具有较大的比表面积和较高的表面能,使其与细菌细胞表面的蛋白质和DNA等具有亲和力,从而破坏了细菌的生物膜结构,进而抑制了其生长和繁殖。
另外,纳米银颗粒对真菌的抑制作用也值得关注。
研究发现,纳米银颗粒对霉菌和酵母菌都具有较强的杀菌作用。
这主要是因为纳米银颗粒可以与真菌细胞膜结合并破坏其结构,导致真菌细胞的死亡。
三、纳米银颗粒抗菌材料的应用前景纳米银颗粒抗菌材料具有广阔的应用前景。
在医疗领域,纳米银颗粒可以应用于外科手术器械、医疗敷料和抗菌涂层等,用于预防和治疗感染。
此外,纳米银颗粒也可应用于食品保鲜和饮用水处理等领域,以减少微生物污染。
在纺织品和建筑材料中添加纳米银颗粒也可实现抗菌功能,从而提高产品的附加值。
然而,纳米银颗粒的应用也面临一些挑战。
首先,纳米银颗粒的合成成本较高,需要通过一系列复杂的制备工艺来实现。
其次,纳米银颗粒在长时间使用后可能出现聚集和沉积问题,降低了抗菌效果。
此外,纳米银颗粒的毒性与生物安全性也是需要重视的问题。
综上所述,纳米银颗粒抗菌材料因其良好的抗菌性能具有广泛的应用前景。
基于微波法制备纳米银胶的三种病菌的SERS光谱初步研究张德清;司民真;刘仁明;苏永波【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2013(033)004【摘要】使用激发光为785nm的便携式拉曼光谱仪分别对赤星病菌、谷镰刀病菌和香蕉炭疽悬浮液进行了普通拉曼光谱和表面增强拉曼散射(SERS)光谱检测.实验结果显示,微波法制备的纳米银胶对三种植物病菌均具有较好的增强效果,同时获得了三种病菌信噪比较好的SERS光谱.从整体上看,三种菌谱峰峰强分布具有一定的相似性,如在481 cm-1处均为最强谱峰,500~1000 cm-1谱峰较弱和1000~1600 cm-1谱峰较强.但三者在谱峰的分布和峰形上仍有明显不同,因此通过比较三种病菌的不同SERS谱峰可对其进行快速区分和鉴别.【总页数】4页(P996-999)【作者】张德清;司民真;刘仁明;苏永波【作者单位】楚雄师范学院光谱技术应用研究所,云南楚雄675000;楚雄师范学院光谱技术应用研究所,云南楚雄675000;楚雄师范学院光谱技术应用研究所,云南楚雄675000;楚雄师范学院光谱技术应用研究所,云南楚雄675000【正文语种】中文【中图分类】O657.3【相关文献】1.球形银纳米粒子的微波法制备和表征及其光谱特性研究 [J], 刘晓燕;姚元元;郑志刚;魏振杰;尹洪宗2.纳米银/石墨烯复合SERS基底的制备及对铀(Ⅵ)的拉曼光谱研究 [J], 姜交来;张靖;贾建平;王少飞;吴昊曦;云雯;汪小琳;廖俊生3.CdS纳米粒子的微波法制备及其光谱特性研究 [J], 程伟青;刘迪;严拯宇4.纳米银胶的光化学制备及其共振散射光谱研究 [J], 钟福新;蒋治良;李芳;李廷盛;梁宏5.恒温法制备纳米银胶及其NIR-SERS活性研究 [J], 张德清;熊洋;李伦;张川云;刘仁明;司民真因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
纳米银复合材料的制备及其抗菌性能研究随着人们生活水平的提高和科技的进步,人们对生活品质和健康有越来越高的要求,而抗菌材料的研究成为了当前材料科学领域的一个热点。
其中,纳米银作为优秀的抗菌材料,具有极强的杀菌效果、高效性和广泛适用性,被广泛应用于医疗卫生领域、食品包装、纺织等领域。
本文将介绍纳米银复合材料的制备方法,同时阐述其抗菌作用的性能研究进展。
一、纳米银复合材料的制备方法纳米银复合材料是一种由有机或无机表面活性剂、聚合物或其他基质和纳米银组成的复合材料。
纳米银粒子具有较大的比表面积、高分散性和杀菌活性,能加强材料的抗菌性能。
下面将介绍制备纳米银复合材料的三种主要方法。
1. 化学还原法化学还原法是将银离子还原为纳米银颗粒的一种方式。
通常,银离子在还原剂的作用下还原为银原子,进一步形成纳米银颗粒的过程。
化学还原法因具有制备快、纳米银颗粒粒径可控等优点而被广泛应用。
该方法的缺点是需要大量的还原剂,且还原剂对环境的影响较大。
2. 共沉淀法共沉淀法是在一定条件下,将银离子和基质中的化合物一起沉淀,形成纳米银颗粒的过程。
在这个过程中,还需要添加还原剂。
但是相对于化学还原法,共沉淀法的还原剂使用量较小,对环境污染较小。
3. 微波辅助还原法微波辅助还原法是一种将微波辐射能量作为还原剂的方法,是在较短时间内形成纳米银颗粒的一种工艺。
优点是操作简单,制备速度快,且颗粒形态较规则。
二、纳米银复合材料的抗菌性能研究纳米银复合材料在抗菌性能方面表现出了很强的优势。
其原理是纳米银颗粒能够破坏细菌的细胞壁或细胞膜,导致其死亡。
以下几个方面是纳米银复合材料的抗菌性能研究的重点。
1. 抗菌性能测试抗菌性能的测量常用是通过菌落计数法和滴定法。
其中菌落计数法是新兴的应用技术之一,其基本原理是根据细菌在固体上的生长情况来确定杀菌剂的杀菌效果,具有可视化和分析性较好的优点。
2. 抗菌机理研究抗菌机理研究旨在探究纳米银颗粒与菌体的相互作用,了解其抗菌效果的本质。