一种硒化面粉抗菌材料及其制备方法和应用

1.本发明涉及一种硒化面粉抗菌材料及其制备方法和应用，属于抗菌材料领域。


背景技术：

2.近年来，由于含硒材料独特的生物和化学性质，被广泛用作于催化剂、肥料、饲料添加剂以及杀虫剂。目前已开发出多种含碳含硒材料，含硒碳水化合物是典型的材料。碳水化合物是一种可再生资源且在自然界中广泛存在，因此以碳水化合物为碳源制备是非常经济、环保的路线。另一方面，硒化学研究方兴未艾。硒有着很好的生物兼容性且价格便宜，而我国的硒资源又十分丰富。因此，充分利用硒资源，可发挥我国的资源性优势。
3.然而，目前的硒化技术通常使用易燃或危险的化学试剂，如nabh4、memgbr等。同时，硒化产物在用于防治水稻黄单胞杆菌还没有任何的报导。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种硒化面粉抗菌材料及其制备方法和应用，与传统含硒材料的相比，其制备过程更加绿色安全。
5.为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案是：一种硒化面粉抗菌材料及其制备方法，将酵母、面粉以1:50～200的质量比例混合，加入浓度为3～8mg/ml的na2se水溶液和面，na2se水溶液与面粉的质量比例为1:1～2，使形成有弹性和伸展性的湿面团；在20～40℃下发酵2～8小时后烘干；粉碎后即得硒化面粉抗菌材料。
6.本发明中，所使用的酵母质量和所使用的面粉质量之比为1:50～200，优选1:100；使用这一用量的酵母，能够使得面粉充分发酵，进一步增加酵母用量无明显改善效果。
7.本发明中，na2se水溶液与面粉的质量比例为1:1～2，优选1:1.5，以这个比例和面，面团具有弹性和延展性。
8.本发明中，以浓度为3～8mg/ml的na2se水溶液和面，na2se水溶液浓度优选6mg/ml，在此浓度下制备的硒化面粉抗菌材料，硒利用率最高。
9.本发明中，发酵温度为20～40℃，优选30℃，在此温度下发酵充分，且不会因温度过高导致酵母失活。
10.本发明中，发酵时间为2～8小时，优选5小时，达到该时间即可充分发酵，进一步延长时间无益。
11.与现有技术相比，该抗菌材料以na2se水溶液为硒源，可食用的原料面粉为载体，通过酵母发酵可以将硒从无机硒源转移到目标物质，不使用额外化学试剂实现硒转移反应，对环境安全；制备的硒化面粉抗菌材料对水稻黄单胞杆菌中的致病变种水稻白叶枯病菌(xanthomonas oryzae pv.oryzae)具有抗菌活性，且本发明方案容易实施，效果明显，有很好的创新性和实用性。
附图说明
12.图1为实施例1制备的硒化面粉抗菌材料图片。
13.图2为实施例制备的硒化面粉抗菌材料的xoo生长情况。
14.图3为对照组的xoo生长情况。
具体实施方式
15.下面的实施例对本发明进行更详细的阐述，而不是对本发明的进一步限定。
16.为了解决现有硒化技术通常使用易燃或危险的化学试剂，本发明成功地制备了一种新型的硒化面粉抗菌材料。发现该新材料对水稻白叶枯病菌(xanthomonas oryzae pv.oryzae，简称xoo)具有抗菌活性。因此，本发明提供了一种硒化面粉抗菌材料，并将之应用于抗xoo抑制实验中。
17.实施例1
18.所用原料：
19.本发明所使用面粉为普通富强粉；酵母粉为安琪牌高活性干酵母；na2se为分析纯。
20.硒化面粉抗菌材料的制备：
21.将酵母与面粉以1:100的质量比例混合，加入浓度为6mg/ml的na2se水溶液和面，na2se水溶液与面粉的质量比例为1:1.5，使之均匀混合。30℃发酵5h后烘干。而后通过粉碎即得硒化面粉抗菌材料(实物照片如图1)。
22.硒化面粉材料生物活性评估(通过xoo抑制实验)：
23.用无菌接种环从28℃培养水稻白叶枯病菌的平板上，挑取一单菌落，加入5ml lb培养液中，在35℃，150r/min的摇床中振荡培养24h后，再用无菌水将菌液稀释10倍，制成供试病原菌菌体悬浮液。
24.称取10mg硒化面粉，加入10ml无菌水配成浓度为1000mg/l的母液，从1000mg/l母液中取2ml加入到18ml lb培养液中配成100mg/l含硒化面粉材料的培养液。
25.从预备的水稻白叶枯病菌稀释的菌液中取200μl加入到浓度为100mg/l的含硒化面粉材料的lb培养液中，置于35℃，150r/min摇床中振荡培养24h。到规定时间后，用移液器分别从含药培养菌液中按照10倍稀释法，稀释至合适倍数。作四个平行样，随后放入28℃恒温培养箱中，培养36h后计数菌落。菌落数为18个(四组平均)(xoo生长情况如图2)。
26.对比实验及硒强化面粉抗菌活性计算：
27.(1)以不添加任何形式的硒作为对照(ck)。从预备的水稻白叶枯病菌稀释的菌液中取200μl加入到不含硒化面粉材料的lb培养液中，置于35℃，150r/min摇床中振荡培养24h。到规定时间后，用移液器分别培养的菌液中按照10倍稀释法，稀释至合适倍数。每作四个平行样，随后放入28℃恒温培养箱中，培养36h后计数菌落。菌落数为209个(四组平均)(xoo生长情况如图3)。
28.(2)抗菌效果决定细菌的抑制程度，抑菌率的计算公式为：
29.bacterial inhibition％＝[(209-18)/209]
×
100％＝91.39％。
[0030]
实施例2
[0031]
空白实验
[0032]
不使用酵母发酵，仅仅用同等量硒化钠溶液与面粉混合，再经过实施例1所描述的后续步骤制备含硒面粉，同等条件下测定其抑菌率，仅23.1％，低于上述实验的91.39％。说明发酵过程是必需的，可以明显提高硒的抗菌活性。
[0033]
实施例3
[0034]
稳定性实验：
[0035]
(1)使用在常规条件下密封储存了3个月的实施例1制备的硒化面粉抗菌材料，按照实施例1描述的方法测抗菌活性，其抑菌率为86.96％。无明显下降。
[0036]
(2)使用在常规条件下暴露于空气中(非密封，但罐口加装防尘盖，使用前烘干水份)储存了3个月的实施例1制备的硒化面粉抗菌材料，按照实施例1描述方法测生物活性，其抑菌率为86.34％。无明显下降。
[0037]
上述实验表明，本发明所制备的硒化面粉材料稳定性较好。
[0038]
实施例4
[0039]
其它条件同实施例1，按照不同浓度na2se水溶液和面来制备硒化面粉材料，并评估其性能，其结果如表1所示：
[0040]
表1以不同浓度na2se水溶液和面的抗xoo性能评估
[0041][0042]
由上述可知，最佳方案na2se水溶液浓度为6mg/ml，在此浓度下制备的硒化面粉抗菌材料，硒利用率最高。使用制备硒化面粉抗菌材料中硒含量较低，则抗菌活性下降。
[0043]
实施例5
[0044]
其它条件同实施例1，按照不同酵母粉占面粉质量比来制备硒化面粉材料，并评估其性能，其结果如表2所示：
[0045]
表2不同酵母粉占面粉质量比制备硒化面粉材料生物活性评估
[0046][0047]
由上述可知，使用酵母粉与面粉质量比为1:100时效果最佳。在此比例下，能够使得面粉充分发酵，进一步增加酵母用量无明显改善效果，还会因为发酵过头产生大量酸性物质导致硒物种分解流失。
[0048]
实施例6
[0049]
其它条件同实施例1，按照na2se水溶液与面粉的不同比例制备硒化面粉材料，并评估其性能，其结果如表3所示：
[0050]
表3 na2se水溶液与面粉的不同比例对于硒化面粉的抗菌性能
[0051][0052]
上述结果说明，采用实施例1的方案，即使na2se水溶液与面粉的比例为1:1.5，效果最佳。面粉用量过低，则面团过稀；面粉用量过高，则面团过硬。以1:1.5的比例和面，面团具有弹性和延展性，更有利于发酵和烘干。
[0053]
实施例7
[0054]
其它条件同实施例1，按照不同发酵温度来制备硒化面粉材料，并评估其性能，其结果如表4所示：
[0055]
表4不同发酵温度制备的硒化面粉材料生物活性评估
[0056][0057]
上述结果说明，采用实施例1的方案，即发酵温度30℃效果最佳。温度过高，产生的酸性物质过多，将会导致硒物种分解。温度过低，不能充分发酵，则抗菌性能不佳。
[0058]
实施例8
[0059]
其它条件同实施例1，按照不同发酵时间来制备硒化面粉材料，并评估其性能，其结果如表5所示：
[0060]
表5不同发酵时间制备的硒化面粉材料生物活性评估
[0061][0062][0063]
上述结果说明，采用实施例1的方案，即发酵5小时效果最佳，使得面团膨胀充分，方便烘干，节约资源。发酵时间过长，产生的酸性物质过多，将会导致硒物种分解。发酵时间短，则不充分，导致抗菌效果不佳。
[0064]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。