基于革蘭氏陽性菌生長曲線等指標評價纖維素基抑菌材料L-Met改性MCC（M-MCC）抑菌效果（四）
2.1.3 XRD和TGA
如圖5A所示，15.6°、22.6°和34.8°處的衍射峰分別為纖維素的（1～10）（110）、（200）和（004）晶面。沒有觀察到纖維素晶體形態的明顯變化。改性后的M-MCC在22.6°處的特征峰略有增強，這可能是因為L-Met的負載使得MCC中非晶態區域有效降解，結晶強度增加，有利于M-MCC的穩定性。
圖5 MCC和M-MCC的XRD譜圖（A）以及M-MCC的熱重曲線和微分熱重曲線（B）
如圖5B所示，M-MCC在開始加熱后開始緩慢產生質量損失，M-MCC在溫度達到112.05℃左右時質量損失達到4.728%，而后質量隨溫度上升損失十分緩慢。溫度到達153.08℃，M-MCC開始快速分解，產生較大的質量損失，且質量損失速率在320.46℃時達到最大值，在356.84℃時，M-MCC結束快速分解狀態，恢復慢速降解。在溫度上升到526.34℃時，M-MCC熱解基本結束，質量不再有大的損失，此時M-MCC在升溫過程中損失的質量達到73.87%。M-MCC在熱解剛開始的質量損失都是由于水分的蒸發和小分子化合物的降解而造成。隨著溫度的進一步升高，M-MCC出現大規模的質量損失現象，而后在較高的溫度結束快速熱解狀態。
2.2 M-MCC的體外抗氧化活性分析
如圖6所示，在M-MCC質量濃度為0.1、0.5、1、5、10、20 mg/mL時，M-MCC對ABTS陽離子自由基的清除率分別為（30.67±3.35）%、（43.51±10.53）%、（52.38±6.99）%、（82.03±6.45）%、（93.55±3.63）%、（97.48±2.30）%。當M-MCC質量濃度較低時（0～1 mg/mL），M-MCC對ABTS陽離子自由基的清除能力較弱，清除率小于52.38%，M-MCC抗氧化能力較差；當M-MCC質量濃度逐漸上升時（1～5 mg/mL），M-MCC對ABTS陽離子自由基的清除能力急劇上升，清除率由52.38%上升到82.03%；當M-MCC質量濃度由5 mg/mL提高到10 mg/mL時，M-MCC對ABTS陽離子自由基的清除率高于90%；當M-MCC的質量濃度提高到20 mg/mL時，M-MCC對ABTS陽離子自由基的清除率達到97.47%，已接近抗壞血酸的抗氧化效果。
圖6 M-MCC對ABTS陽離子自由基的清除效果
2.3 M-MCC的MIC和MBC
通過不同濃度的M-MCC抗菌實驗發現，M-MCC質量濃度在15 mg/mL時，培養液在培養24 h后仍然澄清，所測得的M-MCC的MIC和MBC分別為15 mg/mL和30 mg/mL。從12 h和24 h的平板菌落可以看出，15 mg/mL以上的M-MCC對L.monocytogenes和S.aureus都具有較好的抑制效果（圖7）。這可能是由于L.monocytogenes和S.aureus都是革蘭氏陽性菌，細胞壁與細胞膜結合不緊密，細胞壁結構較為簡單。
圖7 M-MCC對L.monocytogenes（A）和S.aureus（B）的抗菌效果
2.4 M-MCC細菌生長曲線測定
在M-MCC存在下的細菌生長曲線即為M-MCC對細菌的抑菌動力學曲線，可以用來表示細菌的生長代謝情況和規律。L.monocytogenes的生長曲線如圖8A所示，未做任何處理的對照組呈現為典型的“S”型曲線，從8 h開始上升，到12 h左右到達整個生長曲線的對數期中期，表明L.monocytogenes的生長狀態正常。在MIC的處理下，可以看出M-MCC對L.monocytogenes的生長具有一定的抑制作用，培養至16 h后曲線才出現上升趨勢。而在2 MIC的作用下，L.monocytogenes幾乎沒有生長，24 h的OD600 nm僅為0.25左右，M-MCC對L.monocytogenes的抑制作用效果極其顯著。這表明M-MCC能夠在一定程度上推遲L.monocytogenes的對數生長期，且作用效果與其劑量有關。M-MCC對S.aureus的抑制效果較差，S.aureus對照組在開始培養的4～10 h即進行了快速的繁殖，并于10 h左右達到繁殖的巔峰，而1 MIC條件下的M-MCC將這一過程推遲了近6 h，同時也降低了S.aureus生長到最高處的OD600 nm。此外，2 MIC條件下的M-MCC處理仍然對S.aureus的生長有較好的抑制作用，2 MIC處理的S.aureus生長曲線僅在18 h后有小幅度的上漲。
圖8 L.monocytogenes（A）和S.aureus（B）的生長曲線
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