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有机系抗菌剂

有机系抗菌剂的优点是：初始杀菌力强、杀菌即效和抗菌广谱性好，无论是粉状或液态，都能比较容易地分散使用。加上已开发几十年，技术成熟，价格也相对便宜。但是它也有诸多致命弱点：如化学稳定性差，不耐热。遇热、光或水等容易挥发，难以实现长效；在许多高聚物的高温、高压、高剪切加工条件下易分解失效，甚至产生有毒的分解产物。特别是在塑料中使用时易迁移，导致抗菌寿命短（使用寿命只有2-3年），成本高。

有机系抗菌剂的分类

有机系抗菌剂可分为化学合成抗菌剂和天然抗菌剂两大类。1.化学合成抗菌剂（见下表）：

类别主要产品

醇系酚系醛系

有机酸系酯系

醚系

如异丙醇、乙醇等

如3-甲基-4-异丙基苯酚、甲酚等如甲醛

如丙酸、山梨酸钾如对羟基苯甲酸酯类

如2，4，4-三氯-2’-羟基二苯醚（三氯新）

过氧化物、环氧化 如过氧乙酸、环氧乙烷物系

卤素系咪唑系噻唑系腈系吡啶系三嗪系

季铵盐系有机金属系

双胍类其它

如N-(氟二氯甲基硫)钛酰亚胺

如2-（4-噻唑基）苯并咪唑（TBZ）如2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮-

如2，3，5，6-四氯异肽腈，亚甲基氰酸脂如2-吡啶酚-1-氧化钠

如N,N＇N”–三羟基六氢三嗪

如苄基二甲基十二烷基氯化铵（新洁而灭）如8-羟基喹啉铜

如1，1-六亚甲基双[5-(4-氯苯基)双胍]二葡萄糖酸酯

如环状氢化合物、盐酰基苯胺化合物、氧代双苯氧基砷等

2.天然抗菌剂：主要来自天然物质的提取物，如壳聚糖由来自于天然贝壳、蟹壳、虾壳、鱼骨及昆虫等动物壳体的非常坚硬的部分，经脱去N-乙酰基获得。类别主要产品

壳聚糖

壳聚糖

日柏醇

酸性物质

碱性物质

油脂

如β-1，4-聚葡萄糖胺（脱乙酰壳聚糖多糖）、O-羟甲基壳

聚糖（O-CMCh）

如UNIKAMCAS-25（微胶囊化的日柏醇）、桧醇等

如蓖麻油、椿树油、食用油等

天然抗菌剂的优点是，不属化学制品，完全是从天然食物或植物中提取，或直接使用的，在生产和使用过程中，对人畜或环境一般不产生污染危害，生物相容性好，因而受到青睐。但其缺点也是明显的：抗菌功能有限，做不到广谱长效。使用这种抗菌剂后，会使食品、用品产生异味或变色，特别是天然类抗菌剂在150~180℃就开始炭化分解，使应用范围受到极大限制。

有机系抗菌剂的灭菌机理

有机抗菌剂因品种繁多，灭菌原理不尽相同。天然抗菌剂：酸碱性物质是通过其破坏微生物的细胞壁、细胞膜，进而使细胞蛋白质凝固，实现灭菌；各种醇类是使细胞蛋白质变性，干扰细胞代谢，完成灭菌的；脱乙酰壳多糖类天然抗菌剂，其灭菌原理是，本身含有氨基酸，属阳离子，而微生物细胞壁是由酸和磷脂阴离子等组成的。两者结合后，阻碍微生物的发育和繁殖。化学合成抗菌剂有的是阻碍微生物细胞的能量代谢，有的是阻碍微生物细胞的蛋白质合成（DNA合成），有的是阻碍微生物细胞壁的合成等。

无机系抗菌剂:

无机系抗菌剂可分为4类：

含金属离子的抗菌剂；

TiO2光催化（或叫光触媒）抗菌剂；

金属氧化物抗菌剂

具有远红外辐射功能的抗菌剂。

含金属离子的抗菌剂

含金属离子的无机盐或络合物的无机抗菌剂品种最多，用途也最多，产量也最大。其特点是抗菌性和安全性高，耐热性好，抗菌范围广，有效期长。

制法：通过物理吸收或离子交换等方法将无机抗菌成分（各类无机氧化物和无机金属盐类的金属离子）固定在载体上而制成的抗菌剂。

抗菌成分：主要有银、铜、锌及其化合物；其中银及其化合物用得最多。

载体材料：主要有：沸石系、硅胶系、玻璃系、磷酸钙系、磷酸锆系、硅酸盐系、

氧化钛系、晶须系等。

抗菌机理：①重金属离子通过与蛋白质的巯基(-SH)反应，破坏细菌的细胞合成酶的活性使细胞丧失分裂繁殖能力而死亡。②金属阴离子与细菌结合，破坏细菌正常代谢，导致微生物死亡或抑制其繁殖。

无机系抗菌材料（剂）研究是20世纪80年代中期才开发成功的新型抗菌制剂。

它的盛行是20世纪80年代后期的事情。由此形成了新型无机抗菌剂的开发和抗菌加工技术的革新。由于其独特的优点，现在已成为抗菌剂研究的热点。它代表了抗菌剂的发展方向，有巨大的开发应用潜力和良好的发展前途。

TiO2光催化（或叫光触媒）抗菌剂

TiO2等氧化物半导体，其光催化作用，可应用于利用水产生氢、氧，水处理，除臭、脱臭、氧化除去NOx等大气污染物等，是一种多功能型抗菌剂。其特点是在没有光照射的状态下，不产生抗菌效果，即氧化物光催化剂为了产生活性氧，光照是必不可少的。

作用机理：主要的抗杀菌机理在于TiO2被光照后产生电子空穴对，并与其表面吸附的OH－和O2作用生成羟基自由基和超氧化物阴离子自由基O2－·,这两种自由基均非常活跃