一种中草药渣纳米纤维素抗菌剂及其制备方法
技术领域
本发明属于抗菌剂制备技术领域，尤其涉及一种中草药渣纳米纤维素抗菌剂及其制备方法。
背景技术
目前，随着人们生活水平的日益提高，传统的抗菌剂已不能满足人们的生活需求。目前市场上的抗菌剂在实际使用过程中存在抑菌效果不理想、抑菌持久性差、抑菌剂损失严重等问题，急需研发绿色无污染并且成本低、抑菌效果好、并且抑菌效果持久的产品。
中草药药渣在日常使用过后，任有大部分有效成分残留在中药渣之中，无法通过普通的煎煮方法释放出来，造成浪费，且中草药入药部分大多数为草木本植物根，其中含有大量纤维素，而有效抗菌成分被封锁在其中。
2020年全球爆发了新冠状病毒。中药黄芩，连翘，大黄，虎杖等被广泛应用于新冠的战役之中，获得了不菲的效果，证明其对新冠状病毒有一定的抑制效果。随着中药开发技术的提升和产业化应用的进一步推广，中药将重新登上专家学者研究范围，同时也将带来显著的经济效益和社会效益。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前市场上的抗菌剂在实际使用过程中存在抑菌效果不理想、抑菌持久性差、抑菌剂损失严重以及对环境有副作用等问题。本发明针对上述问题作出如下改进：
其一：采用酶法提取中药渣中有效成分，能最大限度的萃取药渣中残余的有效成分，做到废物利用，且有效成分属于天然抗菌剂，无毒副作用，无污染，对环境友好。
其二：采用药渣做纳米纤维素，既有利于药渣中抗菌成分的保留，能使酶法提取的有效成分更好的结合在纳米纤维素上，做到抗菌效果的最大化，大大缓解了抑菌效果不理想以及持久性问题。
其三：纳米纤维素本身具有极高的吸附性，一方面，能有效减少有效成分的损失，另一方面，能在用作产品时对大量材料基如纸基材料、淀粉基材料、聚乳酸材料等有较强的留着效果，适用面更广。
解决以上问题及缺陷的难度为：首先，纳米纤维素的制备。如何最大限度的保留药渣中有效成分。纳米纤维素的制备需要极强的化学作用或物理作用，在这个过程中，有效成分会大量损失。如何在保留化学成分的前提下，有效制备纳米纤维素是关键。
其次，使用酶的种类的挑选。市面上酶的种类很多，既能辅助制备纳米纤维素又能最大限度的提取中药材的有效成分却极难挑选。
解决以上问题及缺陷的意义为：本发明的制备方法采用酶法处理，辅助制备纳米纤维素以及提取中药材中的有效成分。率先将二者结合起来，既提高了药材的成分提取率，又降低了纳米纤维素预处理时的难度，有效减少纳米纤维素生产能耗，降低了成本。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种中草药渣纳米纤维素抗菌剂的其制备方法。
本发明在于提供一种中草药渣纳米纤维素抗菌剂的制备方法，所述中草药渣纳米纤维素抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一，取煎煮过的中药渣，蒸煮后置于盘磨机中处理，使得块茎装的中药变成细纤维化；清洗直至溶液清澈，除去细小纤维以及杂质，使其打浆度85～95°SR，其含水量为75～85％，储存待用。打浆度的提高使纤维细小化，从而有助于纳米纤维素的制备。
步骤二，将多组分纤维素酶配置溶液为195～210μ/mL，得纤维素酶溶液；利用纤维素酶4U得到多糖酶溶液，置于冰箱中恒温保存。前者制备纳米纤维素，后者提取有效成分。
步骤三，将步骤一得到的中草药渣制备的浆料，与纤维素酶溶液混合，处理后，均质处理，制得纳米纤维素溶液。
步骤四，将步骤三得到的纳米纤维素溶液，加入多糖酶溶液，而后制得纳米纤维素胶体，而后灭活之后储存备用。灭活的目的是防止酶将纳米纤维素和有效成分降解成糖。
步骤五，将步骤四得到的胶体用作抗菌剂。
进一步，步骤一中，所述的中草药药渣是指具有抑制流感病毒的黄芪、大黄、虎杖的中草药药渣。
进一步，步骤一中，所述盘磨机的温度为25～40℃，间隔操作时间28～32min，含水量在75～85％之间。间隔操作是为了使体系温度降低，减少抗菌成分的溶出。
进一步，步骤二中，所述纤维素酶为滤纸酶、β～葡萄糖苷酶、内切型纤维素酶和木聚糖酶的组合物；其中，所述滤纸酶、β～葡萄糖苷酶、内切型纤维素酶和木聚糖酶的活性分别为2.02、1.99、167.00、53.90U/mL。复合型酶的使用可以制备纳米纤维，同时有效提取中药渣的有效成分。
进一步，步骤三中，与纤维素酶溶液混合时，条件为温度48～52℃，酶浓度195～210μ/mL，酶解时间180min，而后均质处理，得到介于水溶液与胶体之间的纳米纤维素溶液。温度的
进一步，步骤四中，所述多糖酶的处理条件是多糖酶用量4U/g、酶解温度40～45℃、酶解时间4～4.1h；加入多糖酶得到胶体之后，高温灭活。
进一步，步骤五中，所述抗菌剂的含量是以纳米纤维素的浓度为基准，其浓度为0.05～0.08％。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的中草药渣抗菌纸的制备方法制备得到的中草药渣纳米纤维素抗菌剂。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的中草药渣纳米纤维素抗菌剂，对中草药药渣纳米纤维化处理，在采用纯机械法对药渣处理，减少有效成分的溶出，亮点在于采用酶法处理，既能有效制备纳米纤维素，又能在制备纳米纤维素胶体之后酶法处理使纤维素中的多糖更多提取出来，被保存在水溶胶中，起到抗菌的作用。本发明利用中草药药渣实现了废弃中草药资源的高值化利用。
中草药药渣来源广泛，成本低廉，制备成的抗菌剂更经济，无其他添加，绿色无毒无害。特别是新冠病毒期间可添加纸张、洗手液中，抑制流感病毒有奇效。与同等抗菌剂相比，自身价值与市场竞争力更高。
本发明制备的中草药渣纳米纤维素抗菌剂，利用酶法抽提出中草药渣的有效抗菌成分，且酶法处理还可以使纤维素纳米化，添加涂布的抗菌纸相对于历史悠久的银离子抗菌纸。经测试，相比传统抗菌剂抗菌率可提高50％，延长抗菌时间30～35％，能够起到积极有效的抗菌抑菌效果。相对于普通的抗菌剂效果可降低使用量，提高利润。且抗菌剂添加在洗手液中，效果提高3～5倍，利润空间较大，且针对新冠状病毒有一定的疗效。
对比的技术效果或者实验效果。
实验一：将本产品于实验中对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌进行抗菌试验探究。其中分别取金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及白色念珠菌分离培养的典型菌落,接种斜面后18～24h新鲜培养物,用稀释液(TPS)洗下菌苔,经充分震荡混匀稀释配制成含菌量为5×105～5×106cfu/ml菌悬液,备用。稀释产品100倍做抗菌试验。
试验结果显示,对各组试验菌均有不同程度抑制,对金黄色葡萄球菌抑菌圈约17mm、大肠杆菌约18mm、白色念珠菌约20mm
实验二：将大肠杆菌进行抗菌试验探究。其中分别取大肠杆菌分离培养的典型菌落,接种斜面后18～24h新鲜培养物,用稀释液(TPS)洗下菌苔,经充分震荡混匀稀释配制成含菌量为5×105～5×106cfu/ml菌悬液,备用。稀释产品100倍做抗菌试验。
将本产品与传统银离子抗菌剂，同时进行抗菌试验。
注：根据2002年版《消毒技术规范》规定的方法,将产品密封包装置于温度37℃、相对湿度75％的试验箱条件下保存90d,取保存前后的样品进行抑菌环试验,比较储存前后抑菌效果的变化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的中草药渣纳米纤维素抗菌剂的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种中草药渣纳米纤维素抗菌剂及其制备方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的中草药渣纳米纤维素抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
S101，取煎煮过的中药渣，蒸煮后置于盘磨机中处理，使得块茎装的中药变成细纤维化；清洗直至溶液清澈，除去细小纤维以及杂质，使其打浆度在85～95度，其含水量为75～85％，储存待用。
S102，将多组分纤维素酶配置溶液为195～210μ/mL(以下称为纤维素酶溶液)，纤维素酶(滤纸酶、β～葡萄糖苷酶、内切型纤维素酶和木聚糖酶)4U(以下称为多糖酶溶液)，置于冰箱中恒温保存。
S103，将S101得到的中草药渣制备的浆料，与纤维素酶溶液混合，处理后，均质处理，制得纳米纤维素溶液。
S104，将S103得到的纳米纤维素溶液，加入多糖酶溶液，而后制得纳米纤维素胶体，而后灭活之后储存备用。
S105，将S104得到的胶体用作抗菌剂。
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
将抗菌剂在纸基表面通过涂布机进行涂布纸，涂布量为12g/m2。纸中抗菌剂抽提物质量含量为3％。此抗菌纸相对于银离子抗菌纸抗菌率提高了45～50％，延长抗菌时间30％。
实施例2
选取大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌作实验对象，将抗菌剂在直接添加在洗手液中，与同时使用普通洗手液对比发现，添加了中草药药渣纳米纤维素抗菌剂的洗手液抗菌圈约为其他洗手液的3～5倍，且手感较普通洗手液较好。
本发明制备的中草药渣纳米纤维素抗菌剂，利用酶法抽提出中草药渣的有效抗菌成分，且酶法处理还可以使纤维素纳米化，添加涂布的抗菌纸相对于历史悠久的银离子抗菌纸，抗菌率可提高40～50％，延长抗菌时间30～35％。相对于普通的抗菌剂效果可降低使用量，提高利润。且抗菌剂添加在洗手液中，效果提高3～5倍，利润空间较大，且针对新冠状病毒有一定的疗效。
实例3：
称取10g口罩面料,将本产品抗菌剂稀释100倍。将配置好的抗菌处理剂放入恒温烘箱50℃预热,预热充分后将口罩面料完全浸没到溶液中,35℃恒温30～60min,然后在真空烘箱45℃烘干。建立传统银离子抗菌剂作为对照组。
抗菌样品的大肠杆菌抗菌测试结果显示。细菌增长值F为1.98,是有效性试验。本产品菌落数为67.23,银离子抗菌剂菌落数为251.23,本产品组抑菌率大于99％,银离子抗菌剂抑菌率为86.51％,表明本产品抗菌比传统银离子抗菌剂对大肠杆菌具有良好的抗菌效果。
此外本产品还能应用在对非医疗场所的消毒杀菌上，满足日常使用的杀菌消毒需求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
