基于革兰氏阳性菌生长曲线等指标评价纤维素基抑菌材料L-Met改性MCC（M-MCC）抑菌效果（四）
2.1.3 XRD和TGA
如图5A所示，15.6°、22.6°和34.8°处的衍射峰分别为纤维素的（1～10）（110）、（200）和（004）晶面。没有观察到纤维素晶体形态的明显变化。改性后的M-MCC在22.6°处的特征峰略有增强，这可能是因为L-Met的负载使得MCC中非晶态区域有效降解，结晶强度增加，有利于M-MCC的稳定性。
图5 MCC和M-MCC的XRD谱图（A）以及M-MCC的热重曲线和微分热重曲线（B）
如图5B所示，M-MCC在开始加热后开始缓慢产生质量损失，M-MCC在温度达到112.05℃左右时质量损失达到4.728%，而后质量随温度上升损失十分缓慢。温度到达153.08℃，M-MCC开始快速分解，产生较大的质量损失，且质量损失速率在320.46℃时达到最大值，在356.84℃时，M-MCC结束快速分解状态，恢复慢速降解。在温度上升到526.34℃时，M-MCC热解基本结束，质量不再有大的损失，此时M-MCC在升温过程中损失的质量达到73.87%。M-MCC在热解刚开始的质量损失都是由于水分的蒸发和小分子化合物的降解而造成。随着温度的进一步升高，M-MCC出现大规模的质量损失现象，而后在较高的温度结束快速热解状态。
2.2 M-MCC的体外抗氧化活性分析
如图6所示，在M-MCC质量浓度为0.1、0.5、1、5、10、20 mg/mL时，M-MCC对ABTS阳离子自由基的清除率分别为（30.67±3.35）%、（43.51±10.53）%、（52.38±6.99）%、（82.03±6.45）%、（93.55±3.63）%、（97.48±2.30）%。当M-MCC质量浓度较低时（0～1 mg/mL），M-MCC对ABTS阳离子自由基的清除能力较弱，清除率小于52.38%，M-MCC抗氧化能力较差；当M-MCC质量浓度逐渐上升时（1～5 mg/mL），M-MCC对ABTS阳离子自由基的清除能力急剧上升，清除率由52.38%上升到82.03%；当M-MCC质量浓度由5 mg/mL提高到10 mg/mL时，M-MCC对ABTS阳离子自由基的清除率高于90%；当M-MCC的质量浓度提高到20 mg/mL时，M-MCC对ABTS阳离子自由基的清除率达到97.47%，已接近抗坏血酸的抗氧化效果。
图6 M-MCC对ABTS阳离子自由基的清除效果
2.3 M-MCC的MIC和MBC
通过不同浓度的M-MCC抗菌实验发现，M-MCC质量浓度在15 mg/mL时，培养液在培养24 h后仍然澄清，所测得的M-MCC的MIC和MBC分别为15 mg/mL和30 mg/mL。从12 h和24 h的平板菌落可以看出，15 mg/mL以上的M-MCC对L.monocytogenes和S.aureus都具有较好的抑制效果（图7）。这可能是由于L.monocytogenes和S.aureus都是革兰氏阳性菌，细胞壁与细胞膜结合不紧密，细胞壁结构较为简单。
图7 M-MCC对L.monocytogenes（A）和S.aureus（B）的抗菌效果
2.4 M-MCC细菌生长曲线测定
在M-MCC存在下的细菌生长曲线即为M-MCC对细菌的抑菌动力学曲线，可以用来表示细菌的生长代谢情况和规律。L.monocytogenes的生长曲线如图8A所示，未做任何处理的对照组呈现为典型的“S”型曲线，从8 h开始上升，到12 h左右到达整个生长曲线的对数期中期，表明L.monocytogenes的生长状态正常。在MIC的处理下，可以看出M-MCC对L.monocytogenes的生长具有一定的抑制作用，培养至16 h后曲线才出现上升趋势。而在2 MIC的作用下，L.monocytogenes几乎没有生长，24 h的OD600 nm仅为0.25左右，M-MCC对L.monocytogenes的抑制作用效果极其显著。这表明M-MCC能够在一定程度上推迟L.monocytogenes的对数生长期，且作用效果与其剂量有关。M-MCC对S.aureus的抑制效果较差，S.aureus对照组在开始培养的4～10 h即进行了快速的繁殖，并于10 h左右达到繁殖的巅峰，而1 MIC条件下的M-MCC将这一过程推迟了近6 h，同时也降低了S.aureus生长到最高处的OD600 nm。此外，2 MIC条件下的M-MCC处理仍然对S.aureus的生长有较好的抑制作用，2 MIC处理的S.aureus生长曲线仅在18 h后有小幅度的上涨。
图8 L.monocytogenes（A）和S.aureus（B）的生长曲线
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