Surfactin 凝膠配方設(shè)計(jì)及其抑菌性能分析

劉 今，李 偉，別小妹，呂鳳霞，陸兆新*

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

表面活性素Surfactin是由芽孢桿菌產(chǎn)生的一類胞外分泌的次級(jí)代謝產(chǎn)物，對(duì)Surfactin的生理毒性研究顯示，Surfactin小鼠口服半致死劑量超過5 000 mg/kg，急性毒性屬實(shí)際低毒或無毒級(jí)[1-2]，表明Surfactin具有較高的安全性。還有研究表明，Surfactin同樣具有較為廣譜的抗菌活性，對(duì)革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌以及微漿菌等均具有較強(qiáng)的殺滅作用[3]，較高濃度下的Surfactin對(duì)于食源性致病菌形成的生物膜也有一定的抑制效果[4]，能夠有效防止微生物對(duì)食品的污染和對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的危害。Surfactin這些優(yōu)良的性質(zhì)在生物防治、食品加工以及醫(yī)藥等領(lǐng)域都具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。但由于Surfactin屬于生物類表面活性劑（由一個(gè)7 個(gè)氨基酸的內(nèi)脂環(huán)肽和13～16 個(gè)碳的碳鏈組成[5]），為保證其活性，常在低溫環(huán)境下以凍干粉末貯存，限制了Surfactin的使用范圍。

常見的凝膠高分子賦形劑有羥丙基甲基纖維素、卡波姆、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、殼聚糖等?？ú窞楸┧徭I合烯丙基蔗糖或季戊四醇烯丙醚的高分子聚合物[6]，利用氫氧化鈉和三乙醇胺作為中和劑可使其卷曲的分子因靜電斥力張開或形成氫鍵而增稠形成凝膠。以卡波姆為輔料制備的凝膠劑質(zhì)地均勻，附著性強(qiáng)，有較強(qiáng)的黏附力和清潔性，已被廣泛用于凝膠劑和乳膏劑的研究與生產(chǎn)[7-9]。以卡波姆為輔料制備的凝膠劑性質(zhì)穩(wěn)定，涂布在器皿表面上可形成透明的薄膜，附著性強(qiáng)，殘留低[10]，不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒性作用。其中標(biāo)有字母p的卡波姆是惟一可用于口服或與黏膜接觸的藥用級(jí)別聚合物。常用的卡波姆中和劑為三乙醇胺、氫氧化鈉、氨水等，因氨水濃度不易控制，對(duì)配制人員有刺激性，故選用三乙醇胺或氫氧化鈉。研究表明用三乙醇胺比氫氧化鈉調(diào)節(jié)酸堿度得到的凝膠劑更為細(xì)膩，通過與卡波姆的羧基中和，可交聯(lián)形成穩(wěn)定的高分子化合物，達(dá)到增稠的效果[11]。因此，出于安全性考慮，本實(shí)驗(yàn)選擇卡波姆974p作為抑菌凝膠的基質(zhì)，脂肽Surfactin作為本抑菌凝膠中的主要有效成分發(fā)揮抗菌活性，選擇三乙醇胺作為卡波姆的中和劑。

將Surfactin固定在凝膠體系中，利用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)最佳配方，該凝膠可在常溫下貯存，改善Surfactin保存條件單一的缺點(diǎn)，并通過卡波姆良好的黏附性提升Surfactin對(duì)于成熟的金黃色葡萄球菌生物膜的清除效果，提高Surfactin的利用效率、降低成本，以保障食品安全、避免食品加工過程中出現(xiàn)二次污染，為實(shí)現(xiàn)抗菌脂肽高產(chǎn)值化、拓寬Surfactin在食品工業(yè)的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

Surfactin為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院酶工程實(shí)驗(yàn)室自制[12]，提取自實(shí)驗(yàn)室保存的解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）fmb50；金黃色葡萄球菌（ATCC 6538）、單核細(xì)胞性李斯特菌（CICC 21663）、蠟樣芽孢桿菌（AS1.1846）均為實(shí)驗(yàn)室保藏菌株。

卡波姆974p（生物試劑） 印度科瑞醫(yī)藥化工有限公司；三乙醇胺、丙三醇（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；結(jié)晶紫（分析純） 上海晶純生化科技股份有限公司；營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基 北京陸橋有限公司；營養(yǎng)瓊脂 青島MDBio生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2450紫外分光光度計(jì) 日本島津公司；AY120電子精密天平 日本Shimadzu公司；移液器 大龍興創(chuàng)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；3 STAR pH計(jì) 美國Orion公司；二級(jí)生物安全柜 蘇州長留凈化科技有限公司；BC/BP-225SB冷柜 海爾集團(tuán)；MCR 301界面流變儀 澳大利亞Anton Paar有限公司。

1.3 方法

1.3.1 抑菌凝膠制備工藝流程

卡波姆974p溶液制備：將卡波姆974p粉末加入無菌去離子水中，以2 000 r/min轉(zhuǎn)速磁力攪拌2～3 h，得到A液。將A液在室溫下靜置8～12 h，使其充分水合。

Surfactin抑菌凝膠貯備：稱取Surfactin凍干粉末加入無菌去離子水中，超聲10～15 min，使其完全溶解。將三乙醇胺緩慢加入制備好的Surfactin溶液中，在室溫下攪拌均勻，得到B液。將A液緩慢加入B液中，不斷攪拌混合，直至凝膠初步成型。然后室溫下靜置12 h，使其自然溶脹，即得Surfactin抑菌凝膠。

1.3.2 抑菌效果測定

采用瓊脂擴(kuò)散法[13]考察抑菌凝膠的抑菌作用，所選菌株為金黃色葡萄球菌ATCC 6538。

1.3.3 黏度測定

使用MCR 301界面流變儀，對(duì)抑菌凝膠的黏度進(jìn)行測定，測定溫度為（25±1）℃，測定時(shí)間為5 min。

1.3.4 pH值測定

取2 mL抑菌凝膠樣品溶于2 mL去離子水中，攪拌均勻后得混合溶液，用電子pH計(jì)測定混合溶液的pH值并記錄，每組樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.5 抑菌凝膠配方優(yōu)化

本研究中所用Surfactin為實(shí)驗(yàn)室自制，其在水中的溶解度不超過1%，因此在響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)中Surfactin的用量（各成分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）范圍定為0.2%～0.8%；根據(jù)梅清華[14]、吳浪[6]等的研究，將卡波姆的用量定為0.2%～0.5%；根據(jù)郭紅葉等[10]的研究，一般情況下1 g卡波姆約需三乙醇胺1.35 g中和，因此三乙醇胺的用量范圍定為0.3%～1.2%。采用Box-Behnken試驗(yàn)對(duì)配方進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)設(shè)計(jì)為3因素3水平，考察因素和水平如表1所示。評(píng)價(jià)指標(biāo)為抑菌圈直徑（R1）、樣品pH值（R2）和樣品黏度（R3）。

表1 Box-Behnken試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels used in Box-Behnken design

1.3.6 感官評(píng)定

取適量樣品，置于干燥潔凈的透明器皿內(nèi)，在非直射光條件下進(jìn)行觀察，對(duì)外觀及氣味進(jìn)行評(píng)判。

1.3.7 穩(wěn)定性測定

離心法：取樣品5 mL置于離心管中，以3 000 r/min離心5 min后，觀察水分析出及分層現(xiàn)象產(chǎn)生情況。

耐熱耐寒實(shí)驗(yàn)：樣品置于（54±2）℃放置24 h，取出，置室溫觀察外觀變化情況、凝膠分層現(xiàn)象；再將樣品置于（4±2）℃冰箱內(nèi)放置24 h，取出恢復(fù)室溫后，觀察外觀變化情況、凝膠分層現(xiàn)象。

留樣觀察法：取樣品10 mL，置室溫避光貯存3 個(gè)月，觀察均勻度、稠度、外觀是否存在明顯變化。

粒徑穩(wěn)定性：分別配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.60% Surfactin的溶液和復(fù)合凝膠，使用Zeta電位儀測定2 種樣品在第0天及室溫下存放14 d后的粒徑大小。

1.3.8 瞬時(shí)殺菌效果測定

按照GB 15979—2002《一次性使用衛(wèi)生用品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》附錄C[15]在規(guī)定的濃度下測定，待測菌株為金黃色葡萄球菌（ATCC 6538）、單核細(xì)胞性李斯特菌（CICC 21663）和蠟樣芽孢桿菌（AS1.1846）。

1.3.9 對(duì)金黃色葡萄球菌生物膜清除效果評(píng)價(jià)

除凝膠原液（Surfactin質(zhì)量濃度為6 000 μg/mL）外，將復(fù)配好的凝膠用無菌去離子水分別稀釋成Surfactin終質(zhì)量濃度為64（2 MIC）、128（4 MIC）、1 000、2 000 μg/mL的凝膠稀釋液，設(shè)無菌水作為對(duì)照組，分別加入附有培養(yǎng)72 h的金黃色葡萄球菌生物膜的96 孔板中，每孔樣液體積為200 μL，處理時(shí)間為0.5、2 h及4 h，用無菌水洗脫各孔內(nèi)樣液后，采用結(jié)晶紫染色法[16]測量孔板內(nèi)生物膜殘留量，評(píng)價(jià)抑菌凝膠對(duì)于金黃色葡萄球菌生物膜的清除效果。

2 結(jié)果與分析

2.1 抑菌凝膠配方優(yōu)化結(jié)果

抑菌凝膠Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表2所示。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Experimental design and results for response surface analysis

通過Design-Expert 8.0.6進(jìn)行多元回歸擬合，對(duì)回歸系數(shù)和回歸模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表3～5所示。

表3 以抑菌圈直徑為響應(yīng)值的回歸模型方差分析Table 3 Analysis of variance for regression model with inhibition zone diameter as response

表4 以樣品pH值為響應(yīng)值的回歸模型方差分析Table 4 Analysis of variance for regression model with pH as response

表5 以樣品黏度為響應(yīng)值的回歸模型方差分析Table 5 Analysis of variance for regression model with gel viscosity as response

2.1.1 各因素對(duì)抑菌凝膠抑菌活性的影響結(jié)果

根據(jù)多元回歸處理后得到的關(guān)于抑菌凝膠抑菌圈直徑R1的回歸模型方程為R1=18.50+4.10X1-1.20X2-

由表3可知，回歸模型極顯著（P＜0.01），R2值為0.992 4，值為0.921 3，說明該模型擬合良好[17]。其中，X1、X2、X12對(duì)響應(yīng)值R1的影響極顯著（P值均小于0.01），對(duì)響應(yīng)值R1的影響顯著（P=0.049 0），影響大小順序?yàn)镾urfactin用量＞卡波姆974p用量＞三乙醇胺用量。由圖1可知，因素間交互作用影響不顯著，當(dāng)卡波姆974p和三乙醇胺用量一定時(shí)，Surfactin用量越高，抑菌凝膠的抑菌活性越強(qiáng)；當(dāng)Surfactin用量一定時(shí)，卡波姆974p用量在0.2%～0.35%之間、三乙醇胺用量在0.30%～0.50%之間，抑菌凝膠的抑菌活性最好。

圖1 Surfactin、卡波姆974p及三乙醇胺用量交互作用對(duì)抑菌凝膠抑菌圈直徑的影響Fig. 1 Effect of interaction between Surfactin and Carbopol, Surfactin and TEA, and Carbopol and TEA on inhibition zone diameter

2.1.2 各因素對(duì)抑菌凝膠pH值的影響

根據(jù)多元回歸處理后得到的關(guān)于抑菌凝膠pH值R2的回歸模型方程為R2=8.60+0.33X1-0.19X2+0.28X3-

由表4可知，回歸模型極顯著（P＜0.01），R2值為0.965 6，j值為0.921 3，說明該模型擬合良好。其中，X1、X2、X3、對(duì)響應(yīng)值R2的影響極顯著（P值均小于0.01），影響大小順序?yàn)镾urfactin用量＞三乙醇胺用量＞卡波姆974p用量。各因素間的交互作用不顯著，X1、X2、X3對(duì)復(fù)合凝膠pH值的影響見圖2。由圖2可知，當(dāng)卡波姆974p和三乙醇胺用量一定時(shí)，Surfactin用量越高，抑菌凝膠的pH值越高；當(dāng)Surfactin和三乙醇胺用量一定時(shí)，卡波姆974p用量越高，抑菌凝膠的pH值越低；當(dāng)Surfactin和卡波姆974p用量一定時(shí)，三乙醇胺用量越高，抑菌凝膠的pH值越高。凝膠的pH值盡可能接近中性，則Surfactin用量為0.2%～0.4%、卡波姆974p用量為0.35%～0.5%、三乙醇胺用量為0.30%～0.45%最為適宜。

圖2 Surfactin、卡波姆974p及三乙醇胺用量交互作用對(duì)抑菌凝膠pH值的影響Fig. 2 Effect of interaction between Surfactin and Carbopol, Surfactin and TEA, and Carbopol and TEA on pH

2.1.3 各因素對(duì)抑菌凝膠黏度的影響

根據(jù)多元回歸處理后得到的關(guān)于抑菌凝膠黏度R3的回歸模型方程：R3=45.76-72.35X1+85.88X2-3.66X3-64.67X1X2+1.48X1X3-8.20X2X3+29.77X12+16.07X22+22.45X32。

由表5可知，回歸模型極顯著（P＜0.01），R2值為0.995 9，值為0.990 6，說明該模型擬合良好。其中，對(duì)響應(yīng)值R3的影響極顯著（P值均小于0.01），影響大小順序?yàn)榭ú?74p用量＞Surfactin用量＞三乙醇胺用量。Surfactin和卡波姆974p存在明顯的交互作用。由圖3可知，當(dāng)卡波姆974p和三乙醇胺用量一定時(shí)，Surfactin用量越高，抑菌凝膠的黏度越低；當(dāng)Surfactin和三乙醇胺用量一定時(shí)，卡波姆974p用量越高，抑菌凝膠的黏度越高；三乙醇胺對(duì)樣品黏度影響較小。根據(jù)凝膠的感官及性狀，選擇30 Pa·s作為目標(biāo)值，則Surfactin用量為0.5%～0.8%、卡波姆974p用量為0.2%～0.35%最為適宜。

圖3 Surfactin、卡波姆及三乙醇胺用量交互作用對(duì)抑菌凝膠黏度的影響Fig. 3 Effect of interaction between Surfactin and Carbopol, Surfactin and TEA, and Carbopol and TEA on viscosity

2.1.4 優(yōu)化配方驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果

結(jié)合回歸模型，設(shè)定3 組指標(biāo)權(quán)重比為1∶1∶1，由Design-Expert 8.0.6軟件分析得到優(yōu)化后的Surfactin抑菌凝膠的配方為Surfactin用量0.64%、卡波姆974p用量0.32%、三乙醇胺用量0.30%，在此條件下復(fù)配得到的抑菌凝膠對(duì)金黃色葡萄球菌ATCC 6538的抑菌圈直徑理論值為20.86 mm，pH理論值為8.48，黏度理論值為30.27 Pa·s?？紤]到實(shí)際操作，將優(yōu)化配方修正為Surfactin用量0.60%、卡波姆974p用量0.35%、三乙醇胺用量0.30%。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到的Surfactin抑菌凝膠的抑菌圈直徑為（20.66±0.08）mm，pH值為8.52，黏度為31.6 Pa·s，與理論預(yù)測值基本一致，說明回歸模型可靠，預(yù)測性良好。

2.2 感官評(píng)價(jià)結(jié)果

在非直射光條件下進(jìn)行觀察，本品外觀均一透明，黏度和流動(dòng)性適中，有良好的附著性，離心后未見分層現(xiàn)象，無特殊氣味。

2.3 安全性分析

本實(shí)驗(yàn)中采用Surfactin作為抑菌劑，具有低毒、易降解的特點(diǎn)。對(duì)Surfactin的急性毒性實(shí)驗(yàn)表明，小鼠口服7 d 5 000 mg/kg[18]或28 d 500 mg/kg[19]小鼠體質(zhì)量對(duì)小鼠無明顯影響，即屬于實(shí)際無毒級(jí)。采用卡波姆974p作為凝膠劑，卡波姆系列已被收載于FDA《非活性組分指南》（用于口服混懸劑和片劑，眼用制劑、直腸制劑和局部用制劑），其中標(biāo)有字母p的卡波姆是一類可口服或與黏膜接觸的藥用級(jí)別的聚合物，由于殘留溶劑微量常用于口含或口服生物黏附制劑中[20]。一般認(rèn)為卡波姆基本上是無毒、無刺激性的輔料，沒有證據(jù)表明局部應(yīng)用卡波姆有過敏反應(yīng)；采用三乙醇胺作為中和劑，三乙醇胺在胺類中口服毒性最低，屬實(shí)際無毒級(jí)別。優(yōu)化配方中三乙醇胺用量為0.3%，遠(yuǎn)低于最大限量2.5%[11,21]。由此可知本研究中的抑菌凝膠毒性較低，使用起來較為安全。

2.4 穩(wěn)定性結(jié)果

Surfactin作為一種脂肽類物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)中含有7 個(gè)氨基酸組成的內(nèi)脂環(huán)肽，關(guān)于其抑菌機(jī)制有多種解釋，其中大部分解釋認(rèn)為Surfactin的抑菌活性和表面活性與其特殊的組成和空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此保持Surfactin性狀的穩(wěn)定性對(duì)維持其優(yōu)良性質(zhì)有重要意義。

2.4.1 感官穩(wěn)定性

表6 抑菌凝膠的穩(wěn)定性Table 6 Stability of the antibacterial gel

從表6可以看出，抑菌凝膠性狀穩(wěn)定，由離心法和耐熱耐寒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抑菌凝膠均無分層和脫水收縮現(xiàn)象出現(xiàn)；室溫下避光貯存3 個(gè)月后樣品黏度稍有下降，無特殊氣味和沉淀產(chǎn)生。

2.4.2 粒徑穩(wěn)定性

由圖4a可知，新配制的Surfactin溶液粒徑集中分布在100～1 000 nm范圍內(nèi)，說明此體系中主要由單一的聚集形態(tài)構(gòu)成。李翌[22]研究表明Surfactin分子在溶液中都趨向于形成球形膠束，與本實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果一致；新配制的Surfactin溶液外觀表現(xiàn)為均一透明的溶液；由圖4b可知，在室溫下貯存14 d后的Surfactin溶液中粒徑變大且分布散亂，從100～10 000 nm均有一定量的分布，說明形成了其他不對(duì)稱膠束；溶液外觀表現(xiàn)為溶液中出現(xiàn)白色絮狀沉淀并產(chǎn)生特殊氣味，發(fā)泡性下降；圖4c為新配制Surfactin凝膠中的粒徑分布狀態(tài)，圖4d為在室溫下貯存14 d后Surfactin凝膠中的粒徑分布，兩者對(duì)比可見粒徑分布變化較小，粒徑分布均在1～10 nm及10～1 000 nm范圍內(nèi)且分布峰形一致；觀察外觀來看兩組均為均一透明的凝膠，未見沉淀或分層現(xiàn)象，經(jīng)過測定后發(fā)現(xiàn)仍有較好的抑菌活性和表面活性，可知凝膠狀態(tài)下的Surfactin分子更穩(wěn)定。根據(jù)劉方[23]對(duì)脂肽復(fù)合體系溶液性質(zhì)的研究結(jié)果，推測出現(xiàn)多個(gè)分布峰形的原因可能是Surfactin分子與卡波姆等其他高分子纏繞形成棒狀或橢球形膠束，體系黏度增大，因此出現(xiàn)多種粒徑分布。

對(duì)比粒徑測定結(jié)果可知，相較于溶液狀態(tài)，Surfactin存在于卡波姆凝膠中更為穩(wěn)定，使用壽命更長。推測可能是卡波姆與三乙醇胺的相互作用交聯(lián)形成的凝膠作為客體，將Surfactin作為主體分子固定在凝膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，從而穩(wěn)定了Surfactin的空間結(jié)構(gòu)，保護(hù)Surfactin的抑菌活性和表面活性，延長了Surfactin的使用期限。

圖4 不同時(shí)間內(nèi)Surfactin在不同體系中的粒徑分布Fig. 4 Particle size distribution of Surfactin in different solutions at various time intervals

2.5 瞬時(shí)殺菌能力

表7 抑菌凝膠的瞬時(shí)殺菌能力Table 7 Instantaneous bactericidal ability of the antibacterial gel

由表7可知，在凝膠作用1 min后，被測菌株的數(shù)量均有顯著下降；作用5 min后瞬時(shí)殺菌率均達(dá)到了50%以上；作用10 min后瞬時(shí)殺菌率均能達(dá)到60%以上。說明Surfactin凝膠的瞬時(shí)殺菌性能良好，有較強(qiáng)的抑菌作用。

2.6 抑菌凝膠對(duì)成熟的金黃色葡萄球菌生物膜清除效果

圖5 抑菌凝膠對(duì)成熟金黃色葡萄球菌生物膜的清除效果Fig. 5 Disruption of mature S. aureus biofilm by the antibacterial gel

食品加工過程中雖經(jīng)過清洗消毒工序，但微生物還是可能殘留在食品接觸表面，如設(shè)備、包裝容器、臺(tái)面等，并易形成生物膜。與游離菌體相比，成熟的生物膜更難清除[24-25]，污染食品的可能性也更大。金黃色葡萄球菌的生物膜具有極強(qiáng)的黏附性，在低氧環(huán)境下很容易產(chǎn)生腸毒素，一旦污染就會(huì)對(duì)食品安全產(chǎn)生極大威脅[26-27]。因此本實(shí)驗(yàn)研究了Surfactin經(jīng)過凝膠化之后對(duì)成熟的金黃色葡萄球菌生物膜的清除效果。由圖5可知，Surfactin凝膠對(duì)于金黃色葡萄球菌生物膜的清除效果明顯，當(dāng)Surfactin在凝膠中的質(zhì)量濃度達(dá)到1 000 μg/mL及以上時(shí)，生物膜殘留量（OD570nm）低至0.5以下，感官上表現(xiàn)為處理后的生物膜出現(xiàn)大量裂紋、分布稀疏、顏色變淺透亮、黏附性降低、易被清除，且不同作用時(shí)間之間差別并不明顯，說明抑菌凝膠及其稀釋液在較短的處理時(shí)間（0.5～2 h）內(nèi)就能破壞并去除較多的生物膜，清除效果良好；而在相同的處理時(shí)間內(nèi)加入無菌水后并未發(fā)現(xiàn)生物膜殘留量顯著降低，說明水對(duì)金黃色葡萄球菌的生物膜清潔力較弱。

目前對(duì)于生物類表面活性劑對(duì)生物膜的清除作用機(jī)制尚不明確，多數(shù)研究都認(rèn)為與生物表面活性劑的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。生物類表面活性劑依靠自身優(yōu)良的表面活性滲入生物膜與接觸的固體基質(zhì)之間，并吸附在界面上，降低界面張力。因此，細(xì)菌與它們所黏附的介質(zhì)表面之間的相互作用力也被削弱[28]，這使得生物膜更容易去除。作為表面活性最強(qiáng)的生物表面活性劑之一，Surfactin在10 μmol/L的濃度下就可以將水的界面張力從72 mN/m降低至27 mN/m[29]。除此之外，Surfactin在遠(yuǎn)低于臨界膠束濃度時(shí)就可表現(xiàn)出較強(qiáng)的膜滲透能力，誘導(dǎo)膜內(nèi)容物流出[30]，從而造成目標(biāo)細(xì)胞的完全裂解，這也是它能夠破壞成熟生物膜的可能原因之一；由于卡波姆具有良好的黏附性和滯留性，向Surfactin溶液中加入卡波姆后提高了整個(gè)體系的黏附性，使Surfacin滲入生物膜內(nèi)部的能力增強(qiáng)，在生物膜與固體介質(zhì)接觸界面上的停留時(shí)間變長，使得Surfactin的表面活性作用得以更好的發(fā)揮，從而提高了對(duì)生物膜的清除效率和效果。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)以卡波姆為基質(zhì)、以Surfactin為主要有效成分配制抑菌凝膠，制備原料主要有Surfactin、卡波姆974p、三乙醇胺。經(jīng)過Box-Behnken試驗(yàn)優(yōu)化后得到的抑菌凝膠配方為Surfactin用量0.60%、卡波姆974p用量0.35%、三乙醇胺用量0.30%，在此條件下得到的Surfactin抑菌凝膠的抑菌圈直徑為（20.66±0.08）mm，pH值為8.52，黏度為31.6 Pa·s。

本實(shí)驗(yàn)中制備的Surfactin抑菌凝膠感官清亮，性質(zhì)穩(wěn)定，可在常溫下貯存，并對(duì)幾種常見的食源性致病菌均有較強(qiáng)的瞬時(shí)殺滅作用；卡波姆的加入使Surfactin對(duì)于金黃色葡萄球菌生物膜的清除力顯著提升，在較短的處理時(shí)間（0.5～2 h）內(nèi)即可使生物膜的殘留量顯著降低。由此可見制備得到的Surfactin抑菌凝膠高效實(shí)用、清潔力強(qiáng)。這些優(yōu)良性質(zhì)為實(shí)現(xiàn)Surfactin等天然脂肽類物質(zhì)日后在保障食品安全、減少食品生產(chǎn)過程中加工設(shè)備的污染等方面的應(yīng)用提供了參考依據(jù)。