纳米氧化银作为一种纳米材料，其性能远远优于氧化银，纳米氧化银作为潜在的抗菌素具有重要的研究意义。虽然已有不少学者对纳米氧化银进行开发应用，但是利用蔗渣负载纳米氧化银制备保鲜剂的研究鲜见报道。纳米氧化银也作为一种纳米抗菌材料被广泛应用，具有发全、高效、广谱、不易产生抗药性和耐热性等特点。
蔗渣是甘蔗制糖工业的副产品，资源丰富，广西大学轻工与食品工程学院的马瑞佳、蔡晨晨和陆登俊*等人通过蔗渣预处理，将其作为纳米氧化银的载体，有助于纳米氧化银在载体上分布均匀，大大减少了纳米氧化银团聚的现象。此新型防腐剂，为蔗渣的综合利用提供了新途径。
1 纳米氧化银粒径测定结果
1.1 AgNO3浓度对纳米氧化银粒径的影响
在NaOH浓度0.02 mol/L、蔗糖酯质量浓度1.0 g/L、反应温度40 ℃、反应时间30 min、超声功率350 W的条件下考察AgNO3浓度对纳米氧化银粒径的影响。结果显示，随着AgNO3浓度增加，纳米氧化银粒径逐渐减小，当AgNO3浓度超过0.02 mol/L时，纳米氧化银粒径逐渐增加。在低浓度AgNO3范围内，增大其浓度有利于加快反应速率，生成数量多、粒径小的纳米氧化银颗粒。当AgNO3浓度过大时，纳米氧化银生成速率小于生长速率，同时生成的大量纳米氧化银粒子容易发生碰撞团聚，甚至过量的银离子会在原有晶核的基础上二次成核，故纳米氧化银粒径增大。纳米氧化银粒径越小，其比表面积越大，氧化银抗菌性越强，分散性越好，越易被蔗渣吸附。在AgNO3浓度为0.02 mol/L时，纳米氧化银粒径最小，为107.6 nm。
1.2 NaOH浓度对纳米氧化银粒径的影响
NaOH浓度对纳米氧化银粒径的影响很大。在AgNO3浓度0.02 mol/L、蔗糖酯质量浓度1.0 g/L、反应温度40 ℃、反应时间30 min、超声功率350 W的条件下考察NaOH浓度对纳米氧化银粒径的影响。结果显示，当NaOH浓度增加，纳米氧化银粒径先增加后减小再增加。当NaOH在低浓度范围内，由于NaOH不足，纳米氧化银生成速率较慢而生长速率较快，故粒径较大。当NaOH浓度超过一定值后，其反应速率增加，纳米氧化银生成速率大于生长速率，故纳米氧化银粒径逐渐较小。在NaOH浓度为0.03 mol/L时，纳米氧化银粒径最小，为108.4 nm。
1.3 蔗糖酯质量浓度对纳米氧化银粒径的影响
在AgNO3浓度0.02 mol/L、NaOH浓度0.03 mol/L、反应温度40 ℃、反应时间30 min、超声功率350 W的条件下考察蔗糖酯质量浓度对纳米氧化银粒径的影响。结果显示，纳米氧化银粒子粒径随着蔗糖酯浓度先减小后增加。蔗糖酯质量浓度在0.8～1.4 g/L范围内，纳米氧化银粒径随着蔗糖酯质量浓度增加而减小。当蔗糖酯用量过多时，纳米氧化银粒径反而增加。当蔗糖酯质量浓度在1.4 g/L时，纳米氧化银粒径最小，为97.38 nm。
1.4 反应温度对纳米氧化银粒径的影响
在AgNO3浓度0.02 mol/L、NaOH浓度0.03 mol/L、蔗糖酯质量浓度1.4 g/L、反应时间30 min、超声功率350 W的条件下，考察反应温度对纳米氧化银粒径的影响。结果显示，反应温度在40 ℃时纳米氧化银粒径最小，为91.22 nm。当反应温度低于40 ℃时，反应速率低于生长速率，纳米氧化银粒径较大。当反应温度超过40 ℃，随着反应温度的升高，纳米氧化银粒径主要呈增加的趋势。此外，纳米氧化银在高温下容易分解成银单质，所以在反应温度为40 ℃时最佳。
1.5 反应时间对纳米氧化银粒径的影响
在AgNO3浓度0.02 mol/L、NaOH浓度0.03 mol/L、蔗糖酯质量浓度1.4 g/L、反应温度40 ℃、超声功率350 W的条件下考察反应时间对纳米氧化银粒径的影响。结果显示，在上述实验条件中，反应时间对纳米氧化银粒径影响很大。纳米氧化银生成反应过程中，反应体系先生成小颗粒，然后再逐渐长大，最后形成稳定的纳米氧化银粒子。在反应时间30～110 min范围内，纳米氧化银粒径主要随着反应时间的延长而减小。反应时间在第110分钟时，纳米氧化银粒径最小，为80.01 nm。
1.6 超声功率对纳米氧化银粒径的影响
在AgNO3浓度0.02 mol/L、NaOH浓度0.03 mol/L、蔗糖酯质量浓度1.4 g/L、反应温度40 ℃、反应时间110 min的条件下考察超声功率对纳米氧化银粒径的影响。结果显示，在上述实验条件中，纳米氧化银粒径随着超声功率的增加先减小后增加，由此可见超声功率对纳米氧化银粒径有较大影响。在溶液反应体系中，超声波所起作用与搅拌有相似之处，能加快传质速率，提高反应速率。此外，在一定超声波功率范围内，纳米氧化银粒径随着超声波功率增加而减小。但所施加的超声波功率超过一定范围后，粒径会增加。其次，超声波产生的空化作用能提高反应体系的温度，使其超过反应体系最佳的温度。当超声波功率为400 W时氧化银粒径最小，为63.38 nm。
2 蔗渣-纳米氧化银的XRD分析
蔗渣-纳米氧化银XRD图谱显示，在2θ 20°～80°有4 个特征衍射峰，与单质银标准卡（JCPDS卡编号65-2871）和氧化银标准卡（JCPDS卡编号65-6811）对比得知，产物为银和氧化银的混合物。结果显示，纳米氧化银的强度较大，峰尖较窄且尖，说明合成的纳米氧化银结晶较好，XRD的结果表明纳米氧化银成功的吸附在蔗渣纤维上，单质银的产生可能是实验过程中氧化银分解所造成的。
3 蔗渣-纳米氧化银SEM分析
如图8所示，对蔗渣-纳米氧化银进行SEM成像，从而阐明其表面形貌和粒径的测定。由电镜照片可以看出，蔗渣纤维表面呈粗糙状态，在蔗渣纤维表面分散着许多小颗粒，这些白色小颗粒亮点为纳米氧化银粒子。SEM图像清楚地显示，沉淀法制备的纳米氧化银为近球状粒子，直径较小，颗粒较为分散，其吸附在蔗渣表面，团聚现象不明显，但分布无规律，只是简单分散在蔗渣表面，可能因为蔗渣纤维吸附功能较弱，可通过对蔗渣纤维进行化学改性增强其吸附功能。
4 蔗渣-纳米氧化银抑菌性能
4.1 蔗渣-纳米氧化银对大肠杆菌的抗菌性能
图9为不同浓度蔗渣-纳米氧化银对不同稀释度（10-1、10-2、10-3、10-4）大肠杆菌的抗菌性能。蔗渣-纳米氧化银对稀释度为10-1的大肠杆菌的MIC为289.662 5 μg/mL，对稀释度为10-2的大肠杆菌的MIC为579.325 μg/mL，对稀释度为10-3的大肠杆菌的MIC为289.662 5 μg/mL，对稀释度为10-4的大肠杆菌的MIC为289.662 5 μg/mL。
结果显示，所有蔗渣-纳米氧化银样品对大肠杆菌均有明显的抑制作用。从无菌水对照组和蔗渣对照组可知对大肠杆菌起到抑制作用的物质是纳米氧化银，蔗渣对大肠杆菌无抑制作用，蔗渣-纳米氧化银样品和纳米氧化银样品对大肠杆菌均有抑菌效果，蔗渣-纳米氧化银抑菌效果优于纳米氧化银。对比不同蔗渣-纳米氧化银抗菌液得到其MIC为289.662 5 μg/mL。
4.2 蔗渣-纳米氧化银对枯草芽孢杆菌的抗菌性
图10为不同浓度蔗渣-纳米氧化银对不同稀释度（10-1、10-2、10-3、10-4）枯草芽孢杆菌的抗菌性能。纳米氧化银对稀释度为10-1的枯草芽孢杆菌的MIC为289.662 5 μg/mL，对稀释度为10-2的枯草芽孢杆菌的MIC为289.662 5 μg/mL，对稀释度为10-3的枯草芽孢杆菌的MIC为579.325 μg/mL，对稀释度为10-4的枯草芽孢杆菌的MIC为579.325 μg/mL。
结果显示，所有蔗渣-纳米氧化银样品对枯草芽孢杆菌均有明显的抑制作用。从无菌水对照组和蔗渣对照组可知对枯草芽孢杆菌起到抑制作用的物质是纳米氧化银，蔗渣对枯草芽孢杆菌无抑制作用，蔗渣-纳米氧化银样品和纳米氧化银样品对枯草芽孢杆菌均有抑菌效果，蔗渣-纳米氧化银抑菌效果优于纳米氧化银。对比不同蔗渣-纳米氧化银抗菌液得到其MIC为579.325 μg/mL。
结 论
本实验在AgNO3浓度0.02 mol/L、NaOH浓度0.03 mol/L、蔗糖酯质量浓度1.4 g/L、反应温度40 ℃、反应时间110 min、超声功率400 W的条件下制得的纳米氧化银粒径最小，为63.38 nm。在此最优条件下制备出蔗渣-纳米氧化银保鲜剂，通过XRD和SEM得出纳米氧化银吸附在蔗渣上；对蔗渣-纳米氧化银进行抑菌性能测定，得出蔗渣-纳米氧化银抗菌液对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的MIC分别为289.662 5 μg/mL和579.325 μg/mL。该项研究用蔗渣作为载体，纳米氧化银作为抑菌物质制备了一种绿色、无毒的保鲜剂，为蔗渣吸附抗菌剂的研究开发提供科学依据，也为蔗渣的综合利用提供了一条新途径。
