Page 15 - 《精细化工》2023年第3期
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第 3 期                         唐亚丽，等:  酶型生物改性抗菌材料的研究进展                                    ·471·


            酸盐已作为食品添加剂得到了广泛的认可，并在医                                 以吸附、包埋等物理固定化酶的方式将抗菌酶
            学、制药和生物技术领域有多种应用。MOLAYI 等                   [38]   固定化到聚合物材料中，抗菌酶通过释放杀菌的形
            制备了海藻酸盐-乳清蛋白涂层，将不同浓度的 LPO                          式抑制微生物的生长繁殖。天然聚合物来源广泛，
            添加到涂层中，应用于延长鸡大腿肉的保质期，结                             但大多数天然聚合物的机械性能较差，不能满足固
            果表明，该海藻酸盐-乳清蛋白涂层中添加质量分数                            定化酶载体的需求，需要对天然聚合物进行物理化
            为 8%的 LPO，细菌的生长抑制作用最大。海藻酸                          学改性，提高载体的机械性能的同时提高固定化抗
                                  2+
            盐可以通过滴入含有 Ca 盐溶液形成凝胶化的海藻                           菌酶的负载率。一些石油基聚合物                [71-73] 是固定化酶
            酸盐基质。URREA 等        [70] 将含有 HRP 的海藻酸钠溶            的良好载体，为了提高固定化抗菌酶的负载率也会
                          2+
            液滴加到含 Ca 盐溶液中，瞬时界面聚合产生内部                           对聚合物进行物理化学改性，通过增大载体比表面
            带有固定化酶的凝胶化的海藻酸盐珠，通过释放                              积以达到提高负载率的目的。
            HRP 的方式达到抗氧化抗菌的目的。                                 2.2   抗菌酶与无机载体复合抗菌材料
                 海藻酸盐作为固定化抗菌酶的载体因为它温和                          2.2.1   固定化抗菌酶的金属粒子复合抗菌材料
            的交联条件不会对抗菌酶的活性产生负面影响而具                                 酶与金属载体结合起来是一种常用的固定化酶
            有较好的优势。但海藻酸盐是通过与二价离子的交                             的手段。金属纳米粒子具有独特的催化、光学和电
            联形成凝胶载体包埋抗菌酶，这种方法也无法确定                             学特性，可以通过调整它们的大小、形状和表面来
            包埋的抗菌酶浓度与抗菌效果之间的关系。海藻酸                             与抗菌酶结合      [72] 。BANG 等 [74] 采用振荡法（室温，
            盐固定化抗菌酶适用于制药行业的药物输送或其他                             15 r/min）将蛋清中分离的溶酶体酶固定化在 TiO 2
            生物相关行业，除了传统的包埋方法外，也需要进                             颗粒上，发现固定化后的溶酶体酶相较游离溶酶体
            一步研究其他合适的固定化酶方法。                                   酶提高了 25%的抗菌活性，并且固定化溶酶体酶 33
            2.1.5   固定化抗菌酶的其他聚合物抗菌材料                           d 后仍保持初始活性的 85%。BATOOL 等            [75] 将 GOX
                 聚合物固定化抗菌酶具有用于水处理、食品制                          固定在氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）上，然后悬浮
            造和生物医学应用的潜力。聚合物通过与抗菌酶的                             在缓冲液中以制备 GOX/ZnO NPs 的喷雾溶液，固
            物理固定化酶方法（如包埋、吸附等）来构建抗菌                             定化葡萄糖氧化酶的活力〔(23.3±2.08) U/mL〕高于
            复合材料。聚合物可通过表面改性增加抗菌效果，                             游离酶的活力〔(18.1±0.33) U/mL〕。将 GOX/ZnO
            也可通过与不同化学基团功能化后与酶进行共价结                             NPs 喷雾溶液对桃子进行采后处理，结果表明，对
            合达到接触杀菌的目的。以物理固定化抗菌酶的聚                             于保持水果生理外观、质量、硬度、可溶性固形物
            合物抗菌材料稳定性不如以化学键连接的方式固定                             和 1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基清除活性均
            抗菌酶的聚合物抗菌材料。ZHANG 等                [71] 将 Lys 自    有良好的效果，GOX/ZnO NPs 是延长桃采后货架期
            组装薄膜黏附在两种常用的包装聚合物薄膜上，即                             的良好抗菌材料。金属粒子自身有抗菌性，且很容
            聚乙烯和聚丙烯，复合膜具有更好的阻隔性，且在                             易通过物理化学途径改变金属粒子的形貌，提高抗
            2 d 内对存在于巴氏杀菌奶中金黄色葡萄球菌每毫                           菌酶的表面负载率，进而在不影响抗菌酶活性的同
            升奶液中含有的菌落总数减少 1 个对数值。XIA 等                  [72]   时提高材料的抗菌性能。
            通过吸附的方式将 GOX 固定在金纳米粒子聚集体                           2.2.2   固定化抗菌酶的氧化石墨烯复合抗菌材料
            沉积的聚苯乙烯（PS）微球上，连续反应 5 个周期                              石墨烯是一种二维六边形结构材料，在具有两
            后固定化 GOX 仍具有 50%的活性，但游离 GOX 不                      个碳原子的晶胞的蜂巢晶格中，与单层原子厚度类
            具有活性。这种新型结构对 GOX 生物传感、GOX                          似的多环芳烃链共价键合            [76] 。石墨烯具有多孔结构、
            固定和抗菌等方面具有广泛的应用前景，对新型复                             导电性、耐化学性、光学活性和比表面积大的独特
            合材料和生物学的多学科研究具有重要意义。                               性质  [77] 。基于石墨烯的金属氧化物——氧化石墨烯
            CEBRIÁN 等   [73] 将 Lys 静电结合到带负电的交联聚                纳米粒子同样具有比表面积大、化学特性优越、成
            甲基丙烯酸缩水甘油酯（c-PGMA）大分子组装体中，                         本低廉、可重复使用性好的优点               [78] 。石墨烯以及氧
            与纯 c-PGMA 相比，负载 Lys 的 c-PGMA 14 d 后对               化石墨烯是固定化酶的常见载体。氧化石墨烯通过
                                             2
            大肠杆菌的抑菌圈面积可达 100 mm ，对金黄色葡                         物理吸附的方法固定蛋清溶菌酶，不仅会阻断活性
                                           2
            萄球菌的抑菌圈面积可达 180 mm 。石油基聚合物                         位点，也会影响周围残基的灵活性，更容易出现热不
            种类众多，以自组装、吸附、包埋等方法固定抗菌                             稳定性   [79] 。HAO 等 [21] 将聚多巴胺（PDA）黏附氧化
            酶的活性较高，也具有广泛的用途，但这些方法固                             石墨烯（GO），再浸入蛋清溶菌酶，得到 PDA/rGO-
            定化抗菌酶不稳定，很难通过释放杀菌保持长时间                             蛋清溶菌酶薄膜，该膜对大肠杆菌 18 h 后抑菌率达
            的抑菌性。                                              到 91.4%。氧化石墨烯的强吸附作用除了能固定抗
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