（应用化学专业论文）长效皮革防霉抗菌缓释药剂的研究.pdf

s t u d yo nt h es u s t a i n e d r e l e a s e a n t i f u n g a l a n da n t i b a c t e 姒l a g e n t s at h e s i ss u b m i t t e dt o s h a a n x iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n tf o rt h e d e g r e eo f m a s t e ro f e n g i n e e r i n g - 一一_ 一 t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r h 堡垒坠堕= 尘i m a y , 2 0 1 0 长效皮革防霉抗菌缓释药剂的研究 摘要 皮革是我国外贸重要的出口创汇产品，为了防止皮革在储存和 运输过程生菌发霉，皮革生产过程必须加入抗菌防霉剂。用于皮革 工业的防霉剂种类很多，但目前使用最多和效果理想的主要有季铵 盐类、杂环化合物类和有机硫化物类等。其中2 辛基4 异噻唑啉一3 酮( o i t ) 和2 ( 硫氰基甲硫基) 苯并噻唑( t c m t b ) 是一类新型的高 效、低毒、广谱的抗菌防霉剂，它们对大肠杆菌、枯草杆菌和黑曲 霉等多种微生物有良好的杀除效果，因此被广泛地用于工业的各个 领域，美国、新西兰等多个国家将其列为皮革防霉剂的标准物质。 但是这些防霉剂大都是油溶性物质，一则在水中不易分散，大都制 成乳剂使用；再则当防霉剂在加入皮革组织后，由于与环境的作用， 药力释放集中，不能达到长期有效的作用，并且过大的释放浓度， 会对环境和人类造成危害。 环糊精是由淀粉环化而得到的天然衍生物，具有内疏水、外亲 水去顶锥形空腔的特殊结构，作为主体能够包合结构和性质适应的 客体化合物，形成可逐渐释放的包合物，从而达到增溶、增加热稳 定性、抗氧化、缓释等作用。本论文根据环糊精及其衍生物的这种 特性，设计研究了一种具有抗菌防霉、高效、低毒、持久、水溶性、 可控释放速度、可天然降解的广谱型皮革抗菌防霉系列制剂，以满 足我国皮革外贸出口的需要。 本课题是温州市工业科技计划项目“皮革长效防霉技术及鞋用 抗菌防霉缓释药剂的研究 ( 项目编号h 2 0 0 7 0 0 2 0 ) 的子项目，其中 鞋用抗菌防霉缓释药剂的研究已由上届研究生完成，本课题是完成 长效皮革防霉抗菌缓释药剂内容。 本文将3 种皮革防霉剂t c m t b 、防霉剂o i t 和洁尔灭，用于黑曲 霉、黄曲霉、青霉、毛霉和根霉五种霉菌的抑菌圈防霉实验，进行 筛选。通过挂片法对比3 种防霉剂对混合菌的抑制实验，发现t c m t b 和o i t 均对霉菌有很强的抑制能力，而洁尔灭对菌丝抗菌能力较差。 故本实验选用t c m t b 和o i t 作为长效防霉抗菌剂的主要药剂成分。 本论文采用饱和水溶液法将两种皮革防霉剂t c m t b 和o i t 分 别与羟丙基d 环糊精进行包合，制备出两种水溶性好的固体防霉剂。 通过单因素实验与正交实验确定了饱和水溶液包合法包合o i t 的最 佳包合工艺为：羟丙基p 一环糊精最佳加入量4 0 0 9 ，o i t 加入量0 5 0 9 ， 包合时间1 o h ，包合温度35 。包合t c m t b 的最佳包合工艺为： 羟丙基p 环糊精加入量4 0 0 9 ，t c m t b ( 3 0 ) 加入量0 8 0 9 ，包合时 间3 o h ，包合温度4 0 。c 。在上述条件下制备的包合物的包封率较高。 通过紫外光谱分析证明包合反应是一种物理反应，利用红外和差示 扫描分析证明了包合物的形成。 本论文又通过防霉试验确定出两种防霉剂包合物复配的最佳比 例：当o i t 包合物和t c m t b 包合物的混合比例为4 ：6 时，反应抑 菌圈最大，防霉效果最佳。在模拟实验条件下，本产品较直接添加 有较好的缓释效果，最后通过国家权威机构进行防霉实验和检测， 验证本产品具有较好的防霉缓释效果。 关键词：羟丙基p 环糊精，皮革，防霉剂o i t 和t c m t b ，包合， 缓释 s t u d yo nt h es u s t a i n e d r e l e a s e a n t i f u n g a la n da n t i b a c t e r i a la g e n t s a b s t r a c t f e a t h e ri st h em a i n f o r e i g n - e x c h a n g e e a r n i n ge x p o r tp r o d u c t a n t i f u n g a la g e n tm u s tb ea d d e di no r d e rt op r e v e n tm i l d e wa n dg r o w i n g o fb a t e r i u md u r i n gs t o r a g ea n dt r a s p o r t v a r i o u sk i n d so fa n t i f u n g a l a g e n t s a r eu s e di nl e a t h e ri n d u s t r ya n dt h em o s t w i d e l yu s e da n d e f f e c t i v eo n e sa r eq u a t e r n a r ya m m o n i u ms a l t ，h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d s ， o r g a n i cs u l f i d e a n do t h e r s 2 - n o e t y l 一4 一i s o t h i a z o l i n e 一3 一o n e ( o i t ) a n d 2 一( t h i o c y a n o m e t h y l t h i o ) b e n z o t h i a z o l e ( t c m t b ) w i t hc h a r a c t e r i s t i c s o fh i g he f f i c i e n c y , l o wt o x i c i t ya n db r o a d - s p e c t r u ma r ew i d e l yu s e di n e v e r yd o m a i no fi n d u s t r y , w h i c hh a v ee x c e l l e n te f f e c to nt h ek i l l i n go f m a n ym e r o o r g a n i s m ss u c h a se s c h e r i c h i ac o l i b a c t e r i a ，b l a c kh a y b a c i l l u s ，b l a c ka s p e r g i l l o s i s ，e t c t h e r e f o r e ，t h e ya r eu s e da sac r i t e r i o n o fa n t i f u n g a la g e n tf o rl e a t h e ri na m e r i c a ，n e wz e a l a n de c t a so i ls o l u b l em a t e r i a l s ，m o s to ft h ea n t i f u n g a la g e n t sn o to n l y n e e d e dt ob eu s e di ne m u l s i o nf o rt h e i rp o o rd i s p e r s i b i l i t yi nw a t e r ，b u t a l s oc a nn o te x h i b i ta p e r m a n e n t e f f e c tf o rt h ei n t e r a c t i o nw i t h e n v i r o n m e n tr e s u l t i n gi nc o n c e n t r a t i o no fe f f e c t sr e l e a s i n g ，e s p e c i l l y w h e nt h er e l e a s i n gc o n c e n t r a t i o ni sh i g he n o u g ht oh a r me n v i r o n m e n t a n dt h eh u m a n b e i n g s c y c l o d e x t r i n ，an a t u r a ld e r i v a t i v eo fe y c l i z a t i o no fs t a r c h ，h a sa n u n i q u es t r u c t u r eo fh y d o p h o b i ci n s i d ea n dh y d r o p h i l i co u t s i d ew i t ha d e t o pc o n ec a v i t y w h e nu s e da sh o s t s ，c y d o d e x t r i n sc a ni n c l u d eg u e s t c o m p o u n d sw i t ha p p r o p r i a t es t r u c t u r e sa n dp r o p e r t i e st of o r mg r a d u a l l y r e l e a s i n gi n c l u s i o nc o m p l e x e s ，i n c r e a s i n gs o l u b i l i t y ，t h e r m a ls t a b i l i t y ， a n t i o x i d a n t a c t i v i t y ， s u s t a i n e dr e l e a s e e f f e c t b a s e do nt h e c h a r a c t e r i s t i c s a b o v e ，w ed e s i g n e d as e r i e so f b r o a d s p e c t r u m a n t i f u n g a la g e n t so fh i g he f f i c i e n c y ，l o wt o x i c i t y ，p e r s i s t e n te f f e c t ，g o o d s o l u b i l i t y ，c o n t r o l l a b l er e l e a s i n gs p e e da n dn a t u r a ld e g r a d a b i l i t yi n o r d e rt om e e tt h ed e m a n do fe x p o r tt r a d eo fl e a t h e ri no u rc o u n t r y m t h i s p a p e r i ss u b i t e mo fw e n z h o ui n d u s t r i a ls c i e n c ea n d t e c h n o l o g yp r o j e c t ，l o n g a c t i n ga n t i f u n g a lt e c h n o l o g yf o rl e a t h e r a n ds t u d yo fa n t i b a c t e r i a la n d a n t i f u n g a ls u s t a i n e d r e l e a s ea g e n t sf o r f o o t w e a r ( h 2 0 0 7 0 0 2 0 ) s t u d y o fa n t i b a c t e r i a la n d a n t i f u n g a l s u s t a i n e d r e l e a s ea g e n t sf o rf o o t w e a rh a db e e nf i n i s h e db yt h el a t e g r a d u a t e s ，s ot h i sp a p e ri sm a i n l yf o c u s e do nl o n g a c t i n ga n t i f u n g a l s u s t a i n e d r e l e a s ea g e n t sf o rl e a t h e r w es e l e c t e d3k i n d so fl e a t h e ra n t i f u n g a la g e n t so ft c m t b ，o i t a n dg e r a m i n ef o rt h ei n h i b i t o rz o n ea n t i f u n g a le x p e r i m e n to f5f u n g u s o f a s p e r g i l l u sn i g e r ，a s p e r g i l l u sf l a v u s ，p e n i c i l l i u m ，m u c o ra n dr h i z o p u s c o m p a r i n gi n h i b i t i o n o f3 a n t i f u n g a la g e n t sf o rm i x e db a c t e r i ab y w e i g h tl o s sm e t h o d ，w ef o u n dt h a tt c m t ba n do i th a v eh i g h e ra b i l i t y o fi n h i b i t i n gf u n g u s ，w h i l eg e r a m i n ee x h i b i t s p o o r e r a n t i b a c t e r i a l a c t i v i t yf o rm y c e l i u m t h e r e f o r e ，t c m t ba n do i tw e r es e l e c t e df o r t h em a i nc o m p o n e n t so ft h el o n g - a c t i n ga n t i f u n g a la g e n t s i nt h i s p a p e r ，w ep r e p a r e dt w os o l i da n f u n g a la g e n t so fg o o d s o l u b i l i t yb y i n c l u s i o no ft c m t ba n do i tw i t h h y d r o x y p r o p y l p - c y c l o d e x t r i n ( h p - 1 3 - c d ) b ys a t u r a t e dw a t e rs o l u t i o n m e t h o d a c c o r d i n gt os i n g l ef a c t o re x p e r i m e n t sa n dl 1 6 ( 4 3 ) o r t h o g o n a l t e s t ，t h eo p t i m u mp r o c e s sc o n d i t i o n sw i t hh i g h e ri n c l u s i o nr a t ef o r i n c l u s i o no ft c m t ba n do i tw e r eo b t a i n e da sf o l l o w s ：f o r0 i t ： o p t i m u ma m o u n th p p c d4 0 0 9 ，o i to 5 0 9 ，i n c l u s i o nt i m e1 o h ， i n c l u s i o n t e m p e r a t u r e 3 5 f o r t c m t b ，h p p c d4 0 0 9 ， t c m t b ( 30 ) 0 80 9 ，i n c l u s i o nt i m e3 o h ，i n c l u s i o nt e m p e r a t u r e4 0 t h ef o r m a t i o no ft h ei n c l u s i o nc o m p l e xw a sc o n f i r m e dt ob eap h y s i c a l r e a c t i o n b y u l t r a v i o l e t s p e c t r o p h o t o m e t r y( u v ) ， i n f r a r e d s p e e t r o p h o t o m e t r y ( i r ) a n dd i f f e r e n t i a ls c a n n i n gc a l o r i m e t r y ( d s c ) w ea l s od e t e r m i n e dt h eb e s tr a t i oo ft w oi n c l u s i o nc o m p l e x e s t h r o u g ha n t i f u n g a le x p e r i m e n t s w h e nt h em i x i n gp r o p o r t i o no fo i t a n dt c m t bi s4 ：6 ，r e a c t i v ei n h i b i t o rz o n ea n dt h ea n t i f u n g a le f f e c t r e a c ht ot h em a x i m u m i ns i m u l a t i o ne x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，t h er e s u l t p r o d u c t se x h i b i tb e t t e rs u s t a i n e d - r e l e a s ee f f e c tt h a nd i r e c t l ya d d e d ， w h i c hh a sb e e ne x p e r i m e n t e da n de x a m i n e db yn a t i o n a la u t h o r i z e d i v o r g a n i z a t i o n k e y w o r d s ：h y d r o x y p r o p y l p c y c l o d e x t r i n ，l e a t h e r ，a n t if u n g a l a g e n t so i ta n dt c m t b ，i n c l u s i o n ，s l o w r e l e a s e v 目录 摘；要i a b s t r a c t i i i 1 弓l 言1 1 1 皮革长效防霉抗菌剂研究的意义1 1 2 皮革长霉的原因及危害1 1 2 1 皮革长霉的原因1 1 2 2 皮革长霉的危害2 1 3 导致皮革霉变的微生物2 1 4 皮革防霉的措施3 1 5 防霉剂的种类3 1 5 1 无机化合物4 1 5 2 有机化合物4 1 6 皮革防霉剂防霉效果的评价指标5 1 7 皮革防霉剂的研究现状和展望：6 1 7 1 国内外皮革防霉剂的研究现状6 1 7 2 防霉剂的研究展望8 1 8 环糊精化学9 1 8 1 环糊精的结构和性质9 1 8 2 重要的环糊精衍生物1 0 1 8 3 环糊精包合物1 2 1 9 本课题的研究内容15 2 防霉剂的选择l6 2 1 常用的皮革防霉剂1 6 2 2 实验部分17 2 2 1 实验原料与实验仪器1 7 2 2 2t c m t b 原药防霉性能测定17 2 2 3 湿式挂片法对比3 种防霉剂的防霉性能( 加速试验) 18 2 3 结果与讨论18 2 3 1t c m t b 对各霉菌的防霉效果1 8 2 3 2 挂片法防霉评价实验19 2 4 月、结2 0 3o i t 包合物的制备和工艺优化一2 1 3 1 包合用环糊精的选择2 1 3 2 羟丙基d 环糊精的包合原理2 1 3 3 实验部分2 1 3 3 1 实验原料与实验仪器2 1 3 3 2o i t - 羟丙基b 环糊精包合物的制备2 2 3 3 3 包合物测定分析方法的建立2 2 3 3 4 实验因素的确定2 3 3 3 5 羟丙基环糊精包合o i t 工艺正交设计2 3 3 3 6 包合物的表征2 3 3 4 结果与讨论2 4 3 4 1 紫外扫描最大吸收峰一2 4 3 4 2 标准曲线的绘制2 4 3 4 3 单因素法对包合反应的影响2 5 3 4 4 正交试验结果与分析2 7 3 4 5 溶解度的比较_ 2 8 3 4 6 分析检测结果2 8 3 5 小结3 0 4t c m t b 包合物的制备和工艺优化3 2 4 1 实验部分3 2 4 1 1 实验原料与实验仪器一3 2 4 1 2t c m t b 羟丙基1 3 环糊精包合物的制备一3 2 4 1 3 包合物测定分析方法的建立3 2 4 1 4 羟丙基环糊精包合t c m t b 工艺正交设计3 3 4 1 5 包合物的红外表征一3 3 4 2 结果与讨论3 4 4 2 1 紫外扫描最大吸收峰一3 4 4 2 2 标准曲线的绘制3 4 4 2 3 单因素对包合反应的影响3 5 4 2 4 正交结果分析3 7 4 2 5 包合物的红外( i r ) 测定一3 8 4 3d 、结3 9 5 防霉剂包合物的复配及药效研究：4 0 5 1 防霉剂复配的目的4 0 5 2 实验部分4 0 5 2 1 实验原料与实验仪器4 0 5 2 2 混合霉菌孢子悬浮液的制备“4 0 5 2 3 带菌平板的制备：4 1 5 2 4 不同比例复配的抑菌圈实验4 1 5 2 5 复配防霉剂的性能测试4 1 5 2 6 复配防霉剂的模拟缓释效果测试4 1 5 2 7 应用性实验4 2 5 3 结果与讨论4 2 5 3 1 不同比例复配的抑菌圈实验结果4 2 5 3 2 复配防霉剂的性能测试结果4 2 5 3 3 复配防霉剂的模拟缓释效果测试图4 4 5 4d 、结4 5 6 结论4 6 j 改 谢4 7 参考文献4 8 附录5 4 攻读硕士学位期间发表的论文5 8 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明5 9 i i i 长效皮革防霉抗菌缓释药剂的研究 1 引言 1 1 皮革长效防霉抗菌剂研究的意义 皮革行业在我国轻工业中占有重要地位，涵盖制革、制鞋、皮革服装、皮 件、毛皮及制品等主题行业。它是我国的传统工业，也是出口创汇型行业。经 过几十年的发展，我国皮革行业从解放初期传统的手工作坊起步，已成为世界 第一大皮革及其制品生产与出口大国，其皮革产量占全世界的2 3 3 3 。然而 由于皮革及其制品是高含油脂的天然物质，生菌发霉一直是令制革厂家头痛的 问题。随着皮革制品使用范围的日益广泛，我国皮革出口量的逐年增加，消除 皮革霉变的问题就越显突出。 添加防霉剂是防止皮革长霉最有效和最主要的方法。目前用在皮革上的防 霉剂产品种类繁多，然而没有缺点的防霉剂是不存在i ，】，它或多或少会对人类、 动物、环境等带来危害或影响。由于人们的环保、健康意识的逐渐增强，对所 加皮革防霉剂提出了更加严格的安全要求，许多以前还在广泛使用的皮革防霉 剂，已被限制使用或禁止使用。特别是我国出口的皮鞋和皮革制品要经过长时 期的高湿、高温的海上运输，此种环境极易使皮鞋等革制品产生霉变，严重影 响出口创汇，该问题一直困扰着皮革和皮鞋的生产企业，急待解决，寻求高效、 低毒、长效的防霉剂产品已刻不容缓。 1 2 皮革长霉的原因及危害 霉菌是能引起物种霉变的丝状真菌的统称，是真菌的一部分【：】。凡是生长在 培养基上呈绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌丝体的菌落，都称之为霉菌。霉菌在自然 界中分布非常广泛，与人们的日常生活极为密切，它可被人们利用，如用于传统 的酿酒、制酱和制作副食品及其他的发酵食品，并可从霉菌中提取药物、色素 等。当然它对人类也有有害的方面，如可使人、畜、农作物患病，使食品、纺织 品、工业品霉变等。 。 1 2 1 皮革长霉的原因 皮革上霉菌的生长主要有以下三方面的原因。第一，皮革中含有霉菌生长 的营养物质。我们都知道，皮革主要是由是脂肪和胶原蛋白组成的一种天然高 分子化合物，同时大量的动植物油脂、无机盐和矿物质，以及酪素等物质m s l 被添加在皮革制品的加工过程，这些物质的存在都是霉菌滋生的温床。第二， 环境中含有大量的霉菌孢子，霉菌主要依靠各种微生物孢子进行繁殖，形成孢子 陕西科技大学硕士学位论文 的方式分为有性和无性两种。这些霉菌孢子随风飘落于皮革表面，先利用自身 储备的营养物质萌发，同时分泌出蛋白酶，这样皮革的蛋白质纤维就变成了他 们在外在营养源，这种内在和外在的营养促使了霉菌极易生长繁殖1 6 ，】。第三， 霉菌在皮革的加工和运输阶段很容易生长繁殖【i 】。首先，在制革的浸酸、鞣制、 复鞣和涂饰等加工工艺阶段都是在酸性条件下进行，而霉菌生长的p h 范围特 别广，但最适宜繁殖的p h 值为6 0 左右，也为酸性条件。其次成品皮革本身 的含水量一般都大于1 0 ，而且它的特有结构还可以吸收外界的水分，在这种 高湿度条件下，也有利于霉菌繁殖。最后3 0 c 左右的温度条件下霉菌生长迅速。 综合以上温度、湿度和p h 值范围，给霉菌的生长提供了外在条件。由于我国 南方天气炎热、空气湿度大，在这种条件下，皮革及其制品极易长霉，北方的 气候条件同样有长霉的可能。通常在皮革加工的以下4 个阶段霉菌最有可能会 生长【9 l ：浸酸过程；铬鞣及植鞣；染色涂饰；皮革成品。 1 2 2 皮革长霉的危害 根据霉变的作用机理 s - 】，霉菌一方面会和皮革营养物质发生作用，并分 泌出相应的淀粉酶、酶脱脂酶、纤维素酶等，这些特定的对应酶对皮革制品来 说是致命的。为了自己的迅速繁殖，它利用上述酶把营养物质分解为葡萄糖、 氨基酸等可溶性小分子，再通过一系列的代谢作用，将营养物质转换吸收。随 着霉菌数量的增大，霉菌不断的增长繁殖，皮革内的营养物质就会被不断的分 解，皮革的霉变因而进一步加速。最后，由于霉菌菌体自身的大量堆积和繁殖， 会堵塞纤维空隙的通道，进而影响皮革的柔软性。当霉菌受到皮革侵害以后， 皮革的质量会受到严重的影响，这种影响主要表现在以下几个方面 1 0 - i h 形成 色斑：染色和涂饰过程的不均匀性；形成油霜：某些霉菌对浸酸皮上的 皮纤维有分解的作用；对皮革物理性能，特别是强度有破坏。一般来说皮革 表面轻度霉斑的菌丝可以擦除，而大量的霉斑有可能使皮革表面出现杂色斑 点，不仅影响皮革的外在美观，而且会显著降低皮革的耐磨性、皮革的伸张强 度和弹性等，严重影响到皮革的各种性能t 1 2 。 1 3 导致皮革霉变的微生物 由于气候条件不同、环境条件不同，皮革的种类不同，因此皮革上可以生 长的霉菌种类也会不尽相同1 1 3 1 。马振瀛【】，吕绪庸1 1 5 1 ，刘彦1 4 1 等人对上海，四 川，广州等地皮革上分离到的霉菌主要有：黑曲霉、黄曲霉、木霉、根霉、桔 青霉、毛霉、白曲霉、烟曲霉、镰刀霉、拟青霉、粉落霉、枝项孢霉、交链孢 霉、灰绿曲霉、腊叶芽枝霉、枝孢霉等。对皮革工厂不同的工艺阶段，皮革加 2 长效皮革防霉抗菌缓释药剂的研究 工设备的加工环境进行霉菌的采样分析，结果统计发现【t s l ：青霉属菌占的比例 最大，占到浴槽中发现霉菌总类别的一半以上，而曲霉属菌占17 ，拟青霉属 菌占12 ，根霉属菌占6 ，木霉属菌占4 ，其他菌占1 。 1 4 皮革防霉的措施 皮革防霉的基本原理，创造一种特有的内部或外部环境，从而阻止或者影 响霉菌生长和繁殖。据报道【，”1 ，用于皮革防霉的方法主要有以下几种。 a 控制霉菌生长的内外部条件 一方面将残留在皮革内部和表面的胶原蛋白、脂肪等霉菌营养源，通过一 些皮革处理方法尽量予以取出。另一方面我们要尽量控制皮革存放的外在环 境，如净化空气，使皮革存放环境温度和适度尽可能的低等。从而使霉菌失去 生长和繁殖的基础。 ， b 环氧乙烷熏蒸法 使用此种方法的时候，首先将需要处理的皮革制品密封包装好，然后放入 一个密闭环境中，用环氧乙烷进行熏蒸，使其渗透入皮革内部以杀灭其中的霉 菌。此法可以使包装好的皮革制品在一个相当长的时间内不会长霉，从而保证 了皮革产品能安全的运送到目的地。但是此方怯也有成本高，空气污染严重等 很多缺点，已经禁止使用。 。 c 辐射防霉法 6 0 c o 吖射线具有很强的穿透力，当用它来照射皮革的时候，能够使皮革内 ， 的霉菌的代谢活动受到干扰和破坏，延长照射时间以杀灭皮革内部的全部真菌 孢子，从而杜绝了皮革生霉的内部因素。该方法的效果是很好的，但是此法一 次性投资成本较高，对周围环境的选择性强，从而难以普及推广。 d 使用防霉剂 目前各国多数制革厂均采用施加防霉剂来防霉，这也是皮革防霉的主要方 法，其作用机理主要有4 个方面【1 1 ：摧毁和破坏细胞结构。如溶菌酶能深化 细胞壁；酚可以改变细胞膜的透性；乙醇会摧毁细胞的主要组分，抑制蛋白质 的合成，使菌体凝固；干扰产能代谢作用，如重金属抑制呼吸或发酵的酶系， 使菌失活。干扰细胞物质的生物合成。如磺胺阻止叶酸的合成。使细胞生 长变异，改变遗传基因使其难以再繁殖。 1 5 防霉剂的种类 通常防霉剂的种类除了无机化合物和有机化合物以外，还有天然类，它是 陕西科技大学硕士学位论文 目前很有研究前景的一类，如从蟹和虾壳中提取的脱乙酰壳聚糖和从竹子中提 取的“竹美人 【1 9 l ，鱼精蛋白、鸡卵黄免疫球蛋白、蜂胶和溶菌酶等用于防霉 也有很广的应用前景。 当前，用于皮革工业的防霉剂主要有以下几类 1 , 2 0 】： 1 5 1 无机化合物 a 无机化合物类：c 1 2 、c 1 0 2 、o a 、c u s 0 4 、c u c l 、n a c l 0 2 、k m n 0 4 、h c l 0 及其盐、h 3 8 0 3 及其盐、碘化物、亚硫酸盐和焦亚硫酸盐等。此类物质主要作 为防霉剂产品的辅助成分来使用。 b 无机纳米材料类：开发无机纳米材料是目前皮革抗菌防霉剂开发的一个 热点，因为此类物质的综合抗菌效果要优于有机类和天然类抗菌剂。此类材料 主要有纳米t i 0 2 、纳米s i 0 2 、纳米z n o 等，由于起步较晚，发展还不是很成熟。 曾经有报道【2 1 1 ：台湾生产纳米抗菌鞋，即将制鞋用革用抗菌剂处理，使其能在使 用过程中保持抗菌作用。用t i 0 2 纳米皮革涂饰剂对皮革进行涂饰，不仅显著提 高涂层的粘合力和膜强度，同时也赋予皮革涂层杀菌抑菌性能【：1 。 1 5 2 有机化合物 a 有机酚、卤代酚及苯酚类：这类是以前使用最多的防霉剂产品，酚类主 要有苯酚、甲酚、焦油酚、百里季酚、二甲酚、乙荼酚、苯基苯酚、氨基酚等。 而卤代酚主要产品有氯代酚、二氯酚、三氯酚、对氯间二甲酚、2 ，2 亚甲基二 氯代酚、二氯苯氧基氯代酚、对氯酚盐、溴代酚等。苯酚类杀菌防霉剂有五氯 苯酚( p c p ) 、邻苯基苯酚( o p p ) 、对氯间甲基苯酚( p c m c ) 【：，】等。经过长时间的 使用，这类防霉剂毒性大等缺点暴露了出来，有些甚至被认为有致癌作用，因 此很多此类化合物已经禁止使用。 b 醇类化合物：这类化合物和一些无机化合物一样，在防霉剂产品中主要 作为辅助成分来使用。主要有苯甲醇、乙醇、三羟甲基丙烷、溴代硝基丙二醇 壁 寸o c 酰胺类化合物：这类化合物防霉效果比较好，主要有水杨酰苯胺、卤代 乙酰胺、四氯间苯二甲腈、3 ，4 二氯苯硫酰胺、氨基苯磺酰胺、对氯乙烯基水 杨酰胺、2 磺酸甲酰胺等。目前常用作一些防霉剂的有效成分。 d 季铵盐化合物：季铵盐杀菌剂主要有十二烷基苄基二甲基氯化铵、十二 烷基苄基二甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵以及烷基化吡啶盐酸盐等。这 类化合物杀菌高效，水溶性好，因此使用非常方便，已广泛应用于生活的各个 角落，而在制革工业中，季铵盐化合物一般被做为皮革防腐剂来使用。但随着 时间的推移和技术进步，这些季铵盐的不足之处也逐步显现出来。因此开发用 4 长效皮革防霉抗菌缓释药剂的研究 于皮革行业的新的季铵盐杀菌组分很有前景。 e 杂环化合物：杂环化合物又可以分为苯并噻唑类、异噻唑啉酮类、羟基 吡啶硫铜类、氨基苯并咪唑类等。代表化合物有巯基苯并噻唑、苯并异噻唑酮、 羟基吡啶硫酮、n ( 苯并咪唑基) 氨基甲酸甲酯、8 羟基喹啉、二甲噻二嗪等。 由于此类杂环化合物毒性较低、灭菌谱广、防霉效果很好，因此目前大多数皮 革防霉剂的有效成分均以此类为主，它是皮革防霉剂研制的主流方向。 f 其他：苯甲酸及其盐、卤代苯氧乙酸、卤代水杨酸及其酯、卤代乙烯基 苯酯、a ，p 不饱和羧酸酯、大蒜素、双苯甲酰二硫、巯基吡啶等。这些化合物 一部分可以作为辅助增效成分进行使用，一部分毒性比较低，有一定的开发潜 力。 1 6 皮革防霉剂防霉效果的评价指标 目前有关皮革防霉剂的评价方法很多，外国许多国家都有自己专门的皮革 防霉效果测试评价方法。皮革防霉剂防霉效果的高低主要从以下两点来判断： 一方面是单纯对防霉剂效果的检测，以验证药物对霉菌的抑制或者杀灭情况， 另一方面是在皮革处理工艺过程中将防霉剂中添加到皮革上。防霉剂的评价方 法很多，但是考察的侧重点不一样评价方法也会有所不同，常见的方法有抑菌 圈法、自然暴露法、湿室悬挂法、平板倾注法、点菌法、最低抑菌浓度平板法 ( m i c ) 等。下面我们对实验室最常用的方法作一详细的介绍。 a 抑菌圈法 t t l 首先配置一定浓度的防霉剂溶液，再取直径为2 - 4 e m 的圆纸片或皮片，将 其在上述溶液中浸泡或搅动处理一段时间后，取出并将多余的药液在无菌条件 下刮去，然后贴在经过霉菌处理的培养基平板上。培养基通常是由琼脂( a g a r ) 和麦汁或者土豆组成，把培养基放入生化培养箱中，并且调节培养箱的温度为 ( 2 8 + 1 ) ，湿度 9 5 ，放置一段时间以后，观察圆纸片或圆皮片周围是否出 现抑菌圈，如果出现的话，用游标卡尺来测量抑菌圈的直径大小。通常抑菌圈 越大，表明防霉效果越好。此法仅是一种定性或半定量的方法，它的优点为操 作简便、肉眼可直接辨认、直观性好等，缺点为在琼脂平板上抑菌圈的大小受 到很多因素的影响，如防霉剂的性质、溶解防霉剂的溶剂的种类、培养基的组 成、防霉剂在纸片或者皮中的分布情况、培养条件等，因而参考作用有一定的 局限性。整体来说此法常用于防霉剂防霉效果的初步评价。 b 最低抑菌浓度( m i c ) 法i r a 陕西科技大学硕士学位论文 m i c ( m i n i m u mi n h i b i t o r yc o n c e n t r a t i o n ) 是指使微生物生长发育受阻所需 的最小抑菌浓度。它的测定法方有两种，液体稀释法和固体稀释法。m i c 值越 小，防霉剂的抑菌活性越大。液体法的主要操作方法为，以不含抗菌剂的菌液 作为参比，以营养液作为稀释液，把抗菌剂稀释不同的倍数后，加入一定浓度 的菌液，混合后在一定条件下培养。测定参比液与处理液各自的浊度，以不长 霉的浓度为该抗菌剂m i c 。固体稀释法即在培养基中加入不同量的抗菌剂，混 凝成平板，培养菌种，一周后观察菌种的生长情况，不长菌的平板所含抗菌剂 浓度即为该抗茵剂的的m i c 值。m i c 法是一种定量方法，它便于不同防霉剂 产品之间防霉效果的比较，是当前最常用的防霉效力检测方法之一。 c 湿室挂片法 2 4 1 。 湿室挂片法由于是模拟自然环境下的加速试验，因此又称作加速实验法。 首先在经防霉剂处理后的供试皮块样品( 包括对照组) 上，均匀喷洒供试霉菌孢 子悬浮液，然后将其悬挂在生化培养箱中培养四到五周，在此期间定期观察记 录供试皮片样品霉变的严重程度和霉菌覆盖样品的面积。以此来判断防霉剂的 防霉效力的高低。实验用的菌种一般为黑曲霉、黄曲霉、桔青霉、根霉、毛霉、 顶青霉和木霉等。用这种测定方法，评定样品的霉变等级。 以上这些实验室常用的评价方法各有其优缺点，因此对一种防霉剂进行效 果检测的时候，应该将几种检测方法配合起来使用，以对检测药剂进行综合的 评价。其次用同一种方法进行药