留兰香-有机盐复合纳米微乳体系构建及抑菌活性研究

采用气相色谱-质谱联用技术分析留兰香精油组成,发现其主要物质为氧化胡椒烯酮和柠檬烯,分别占精油含量的39.74%和32.56%。构建拟三元相图研究留兰香微乳体系,发现抗坏血酸钠和山梨酸钾对微乳相行为没有显著影响。通过最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration,MIC）、最低杀菌浓度（minimum bactericidal/fungicidal concentration,MBC/MFC）和杀菌动力学实验研究抑菌活性,最后通过扫描电子显微镜和细胞膜通透性实验探究体系抑菌机理。结果显示：留兰香微乳体系对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母菌和拜耳酵母菌均有抑制作用,MIC介于8～32 μL/mL,MBC/MFC介于32～128 μL/mL;并且在MBC条件下,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别在处理60、90 min后全部失活。在留兰香微乳体系作用下,大肠杆菌核酸迅速外泄,并在电子显微镜照片中发现菌体形态出现扭曲、褶皱,甚至完全破裂。说明体系通过破坏细胞膜,改变细胞膜的结构和功能,使细胞内溶物外泄,从而杀死菌体。     

10种植物精油对腐生葡萄球菌抑制效果比较及肉桂精油抑菌机制分析

为研究10种植物精油对腐生葡萄球菌的抑菌效果,本实验通过抑菌圈与微量肉汤稀释法测定10种植物精油对菌体的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)与最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration,MBC),筛选作用效果最佳的植物精油,进一步分析其对腐生葡萄球菌的作用机制。结果显示,肉桂精油对腐生葡萄球菌的作用效果最佳,其抑菌圈直径为(24.10±2.55)mm,MIC与MBC均为1 mg/mL。腐生葡萄球菌经MIC与2 MIC肉桂精油处理后,其在5 h时生长被完全抑制。肉桂精油对腐生葡萄球菌的细胞膜完整性破坏作用明显,使菌体胞外介质中的碱性磷酸酶活力升高,导致蛋白质外泄,对菌体细胞壁与细胞膜的完整性和代谢系统产生一定影响,其作用效果与质量浓度正相关。腐生葡萄球菌经肉桂精油处理后,菌体表面出现明显皱缩,表面不再致密,并出现溶解与黏聚现象,部分菌体破裂,且有内容物溢出,使其外膜脱落,最终导致菌体死亡。综上所述,肉桂精油对腐生葡萄球菌作用效果显著,其可通过破坏菌体细胞壁与细胞膜抑制生物膜形成,实现其抑菌效果。     

牡丹花蕾提取物对铜绿假单胞菌的抑菌活性及其机理

以铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)为试验菌,探究牡丹花蕾提取物的抑菌活性及机理。利用琼脂滤纸片扩散法和微量稀释法评价抑菌活性;测定生长曲线、膜脂肪酸组成、膜蛋白荧光光谱、膜通透性及细胞形态变化来探究抑菌机理。牡丹花蕾提取物抑制铜绿假单胞菌生长,最低抑制浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)和最低杀死浓度(minimum bactericidal concentration,MBC)分别为3. 13和6. 25 mg/m L。在MIC和MBC下,细胞膜饱和脂肪酸相对含量提高了6. 06%和8. 19%,而单不饱和脂肪酸相对含量降低了5. 17%和6. 91%,从而导致膜流动性降低;同时提取物降低膜蛋白Phe、Trp和Tyr荧光强度,表明膜蛋白构象改变,导致膜功能产生障碍。此外,提取物破坏膜完整性和增加膜通透性。牡丹花蕾提取物通过改变膜脂肪酸组成和膜蛋白构象并破坏膜完整性发挥抑菌作用,可作为防腐保鲜剂予以开发。     

马铃薯胰蛋白酶抑制剂的抑菌活性

本研究探讨了马铃薯胰蛋白酶抑制剂（PTI）抑菌活性及其抑菌机理。采用滤纸片扩散法测定抑菌圈直径,微量二倍稀释法测定最低抑菌浓度（MIC）、最低杀菌浓度（MBC）,以此评价PTI的抑菌性。通过扫描电镜观察并测定胞膜通透性、胞膜完整性、胞内活性氧含量及对细菌蛋白酶的抑制率等实验,探讨了PTI的抑菌机理。结果表明：PTI对枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和铜绿假单胞菌有较明显的抑制作用,其抑菌圈直径分别为12.56 mm、12.35 mm和11.76 mm,MIC为1.88~3.75 mg/mL,MBC均为3.75 mg/mL。PTI破坏了菌体细胞的形态,导致菌悬液中相对电导率升高和核酸的泄漏,影响了细菌的膜通透性;通过荧光显微镜观察,1 MIC的PTI使菌体胞膜的完整性遭到破坏并促进胞内ROS的产生,造成了菌体氧化损伤;PTI对菌体蛋白酶的活性表现出一定的抑制作用。通过实验得出PTI可能通过这种多靶点协同增效作用达到其抑菌效果。     

苯乳酸对荧光假单胞菌基于细胞膜损伤和DNA破坏的双靶位抑菌机制

荧光假单胞菌是导致冷藏食品腐败变质常见的嗜冷菌,抑制荧光假单胞菌的生长繁殖对延长冷藏食品货架期和提高食品安全性具有重要意义。本实验通过测定最小抑菌浓度（minimum inhibitory concentration,MIC）和时间-抑菌曲线考察苯乳酸对荧光假单胞菌的抑菌活性,从细胞膜电势、细胞膜渗透性和完整性、细胞超微结构、蛋白质表达和DNA结构等方面研究苯乳酸对荧光假单胞菌的抑菌机制。结果表明：苯乳酸对荧光假单胞菌的MIC为1.25 mg/mL;苯乳酸可导致细胞膜电势消散,且消散程度呈剂量依赖性;苯乳酸可导致细胞内钾离子显著泄漏（P＜0.05）,增加细胞膜的渗透性;MIC苯乳酸处理菌体0.5 h后,流式细胞术分析结果显示,碘化丙啶沾染率为57.6%,扫描电子显微镜结果显示,部分菌体破裂,表明苯乳酸可以破坏细胞膜完整性;十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明苯乳酸对蛋白质表达无明显影响;凝胶阻滞电泳与荧光光谱结果显示苯乳酸可以破坏DNA结构。结论：苯乳酸可以通过损伤细胞膜和破坏DNA发挥双靶位抑菌作用,苯乳酸对荧光假单胞菌抑菌机制的阐释结果可为冷藏食品中嗜冷菌的控制以及苯乳酸在食品中的应用提供理论依据。     

肉桂醛对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌作用及抑菌机理研究

研究了肉桂醛对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌作用及其抑菌机理。本文采用滤纸片扩散法测定抑菌圈大小,双倍稀释法测定最低抑菌浓度、最低杀菌浓度,以此评价肉桂醛对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性,通过扫描电镜观察、胞膜通透性、胞膜完整性、膜电位实验,阐述肉桂醛抑菌的机理。结果表明:肉桂醛对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈分别为21.75 mm、29.37mm,最低抑菌浓度均为0.25μL/m L,最低杀菌浓度均为0.5μL/m L;肉桂醛破坏了菌体细胞的形态,出现形变;随着肉桂醛浓度的增大,悬液中相对电导率迅速升高,表明肉桂醛影响细菌的膜通透性,而成倍数增长的核酸、蛋白质含量表示胞膜的完整性遭到破坏,肉桂醛降低菌体膜电位,影响其代谢活性,从而抑制细菌生长。肉桂醛主要作用于细胞膜,适宜作为天然防腐剂,抑制食品中腐败菌和致病菌的生长,延长食品货架期。     

青钱柳多糖抑菌活性及及作用机理

为研究青钱柳多糖的抑菌活性和作用机制，用不同质量浓度的青钱柳多糖处理细菌，通过最小抑菌浓度（minimum inhibitory concentration, MIC）、抑菌生长曲线分析青钱柳多糖对细菌的抑菌效果，并从抑制效果最佳的受试菌菌体电导率、细胞蛋白和核酸含量、还原糖的释放、呼吸链脱氢酶活性、脂质过氧化程度、细胞内ATP含量、细胞外碱性磷酸酶活力的角度来揭示其抑菌机理。结果表明，青钱柳多糖对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、大肠杆菌（Escherichia coil）、单增李斯特氏菌（Listeria monocytogenes）和鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）有明显的抑制作用，MIC分别为2、4、6、6 mg/mL，对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的抑菌性不明显；对指示菌的电导率、蛋白质和核酸渗漏、还原糖释放、呼吸链脱氢酶活性、细菌脂质过氧化程度、菌体胞内ATP和胞外碱性磷酸酶（AKP）含量均有影响。以上现象表明，青钱柳多糖的抑菌性主要是破坏菌体细胞壁和细胞膜完整性，改变其通透性，使得胞内大小分子物质外泄，抑制了细胞的呼吸代谢和引起氧化损失，进而影响细胞的生长代谢或造成细胞死亡，达到抑菌效果。     

草果提取物对大肠杆菌和沙门氏菌抑菌机理研究

文章研究了草果中所含抑菌物质对大肠杆菌和沙门氏菌的抑菌机理。通过最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)、最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration,MBC)和生长曲线的测定研究草果抑菌提取物对大肠杆菌和沙门氏菌细胞生长的影响;通过扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察细菌细胞微观形态结构的变化;通过测定胞外碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)研究草果抑菌提取物对大肠杆菌和沙门氏菌细胞壁通透性的影响。结果表明,草果提取物对供试菌的生长具有明显抑制作用,大肠杆菌的MIC和MBC值均为0.625mg/mL,沙门氏菌的MIC和MBC值约为1.25mg/mL;草果提取物在作用供试菌8h后,对其细胞结构造成了破坏,使得细胞壁的通透性增加。     

茶槲寄生“螃蟹脚”醇提正丁醇萃取相对金黄色葡萄球菌抑菌机理的研究

本文研究了茶槲寄生“螃蟹脚”醇提各萃取相的抑菌作用及正丁醇萃取相（NVBEs）对金黄色葡萄球菌的抑菌机理。采用滤纸片扩散法测定抑菌圈直径（DIZ）的大小,对倍稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）,来评价“螃蟹脚”醇提各萃取相对金黄色葡萄球菌（S. aureus）、大肠杆菌（E. coli）、鼠伤寒沙门氏菌（S. typhimurium）、单核细胞增生李斯特菌（L. monocytogenes）4种食源性腐败菌的抑制性;通过光学显微镜和扫描电镜观察、胞膜通透性、胞壁完整性和酶活性等实验,研究了NVBEs抑菌机理。结果表明,“螃蟹脚”醇提各萃取相对S. aureus、E. coli、S. typhimurium和L. monocytogenes均有明显抑制效果,其中NVBEs抑菌活性较好,对S. aureus抑制效果最好,DIZ为9.84±0.57 mm,MIC为3.52 mg/mL,MBC为7.04 mg/mL。抑菌机理结果表明：NVBEs可增加S. aureus细胞壁及细胞膜的通透性,破坏菌体细胞结构,引起细胞内含物如核酸和蛋白质等外泄;引起遗传物质DNA的改变,使菌体细胞形态结构出现异常;影响菌体酶的代谢活动,从而抑制细菌的生长。     

乙醛对荧光假单胞菌的抑菌活性及机理

该研究通过分析乙醛对荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)菌体细胞膜完整性、膜电位、总蛋白含量、Na+K+-ATP酶变化以及细菌生物被膜的影响,探究乙醛对P. fluorescens的抑菌活性及其抑菌机理。结果表明:乙醛对P. fluorescens的最小抑菌浓度MIC值为0.5μL/m L,最小杀菌浓度MBC值为1μL/m L;电导率和二乙酸荧光素染色实验发现乙醛处理可引起P. fluorescens细胞膜出现破裂;添加1×MIC、2×MIC、4×MIC乙醛3 h后降低菌体膜电位,平均荧光强度从72.10 AU分别下降至35.57、15.31和7.46 AU,影响细菌的代谢活力;不同浓度乙醛处理后胞内蛋白质的含量3 h内分别下降至0.40、0.35和0.34 mg/mL,3~12 h期间呈现平缓、略有下降,表示细胞膜的完整性遭到破坏;乙醛降低了Na⁺K⁺-ATP酶活性,导致胞内ATP代谢异常,不能正常为细胞活动供给能量,促使荧光假单胞菌的凋亡;0.25μL/m L的乙醛对生物被膜形成抑制率为30.11%,显著降低P. fluorescens生物被膜形成。由此可见,乙醛对P. fluorescens可能的抑菌机理是改变菌体细胞膜完整性,为拓展水产品的防腐保鲜提供新思路。     

三种茶叶中多酚提取物的抑菌活性及其对致病菌膜渗透性的比较分析

目的:研究3种茶叶中茶多酚的抑菌活性及对菌株细胞膜渗透性的影响。方法:以西湖龙井、铁观音和普洱茶为材料提取茶多酚,以滤纸片法测定茶多酚的抑菌圈直径,二倍肉汤稀释法测定其最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),比较其抑菌效果。通过DNA渗透性实验、DNA损伤实验评价茶多酚对细胞膜完整性及对DNA损伤的影响。结果:相同条件下,绿茶(西湖龙井)中茶多酚含量最高为(48.12±3.22) mg/g,青茶(铁观音)次之为(37.36±2.64) mg/g,黑茶(普洱茶)最低为(31.61±1.92) mg/g。绿茶对金黄色葡萄球菌的抑菌作用最强,抑菌圈直径为(1.80±0.06) cm,MIC值为0.125 mg/mL、MBC值为0.25 mg/mL。随着茶多酚提取物浓度的增加,260 nm下的细菌渗透性物质逐渐增多,并且基因组DNA的损伤程度逐渐增大。结论:3种茶叶中绿茶具有更好的抑菌效果,并通过增强细菌细胞膜渗透性,进而对DNA产生一定的损伤。     

复合生物保鲜剂对金黄色葡萄球菌的抑菌作用研究

研究了壳聚糖、溶菌酶与茶多酚配制而成的复合保鲜剂对金黄色葡萄球菌的抑菌作用。采用琼脂平板打孔法确定复合保鲜剂对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)与最小杀菌浓度(MBC),结合抑菌率、抑菌活力、细菌生长曲线、膜完整性、AKP活性与细菌超微结构,综合评价复合保鲜剂对金黄色葡萄球菌的影响。结果得出,复合保鲜剂对金黄色葡萄球菌的MIC与MBC分别为0.8 mg/mL与1.6 mg/mL,随着作用时间的延长,复合保鲜剂对金黄色葡萄球菌的生长抑制明显,菌体的细胞壁与细胞膜完整性受到破坏,菌体细胞中的AKP量增多,影响菌体细胞的代谢循环,菌体内部的核酸与蛋白质外泄,抑制其正常生长。由细菌超微结构观察发现,菌体细胞经复合保鲜剂处理后,造成菌体扭曲变形,细胞壁破裂,细胞质外渗。表明复合保鲜剂可破坏菌体的细胞壁,影响胞膜稳定性与胞内环境,最终导致菌体死亡。     

香芹酚对阴沟肠杆菌的抑菌作用及机理

香芹酚具有较好的抑菌效果,符合人们对食品防腐剂安全无毒、无副作用的要求。本研究通过最小抑菌浓度和杀菌实验分析了香芹酚对阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae C4）的抑菌活性,并检测其对阴沟肠杆菌细胞膜电势、胞外ATP化学发光值的影响,使用激光共聚焦显微镜观察细胞渗透性,并通过扫描电子显微镜观察香芹酚对阴沟肠杆菌细胞形态的影响,从而探究香芹酚对阴沟肠杆菌的抑菌机理。结果表明：香芹酚对阴沟肠杆菌的最小抑菌浓度为0.5 μL/mL;阴沟肠杆菌细胞膜通透性随着香芹酚含量（0.25～2 μL/mL）的增加而逐渐增加。经香芹酚处理的阴沟肠杆菌细胞膜内外电势改变,ATP大量漏出。通过扫描电子显微镜观察,发现经香芹酚处理的菌体细胞形态干瘪且明显被破坏,含量高于1 μL/mL的香芹酚几乎能够溶解菌体。推测香芹酚通过作用于细胞膜改变膜内外电势,造成细胞膜通透性改变,引起细胞ATP等内容物泄露,从而影响细胞功能,达到抑菌的作用。     

曲酸对冷鲜鸭肉中优势腐败菌的抑制作用及其抑菌机理

以冷鲜鸭肉中优势腐败菌假单胞菌、气单胞菌、热杀索丝菌和具有致腐能力的病原微生物沙门氏菌为研究对象,采用抑菌圈直径、液体生长曲线和最小抑菌浓度评价曲酸的抑菌作用,分析曲酸对细胞膜和菌株胞内物质的影响,探索曲酸的抑菌机理。结果表明：曲酸对4 株菌株均具有良好的抑制作用,其中热杀索丝菌对曲酸处理敏感,最小抑菌质量浓度为0.5 mg/mL,液体体系下低质量浓度曲酸溶液处理即能完全抑制其生长;随着曲酸质量浓度增加,沙门氏菌、假单胞菌和气单胞菌的抑菌圈直径增加,对假单胞菌和气单胞菌的抑制尤为明显,其抑菌圈直径增加1 倍以上;2.0 mg/mL曲酸处理在液体体系中能完全抑制上述3 株菌株的生长。曲酸处理能够提高菌株细胞膜疏水性1～2 倍,降低细胞膜表面的选择渗透性和破坏细胞膜结构,菌株培养液中Ca2＋、K＋、Mg2＋离子浓度增加;曲酸处理还可破坏呼吸链脱氢酶、促使β-半乳糖苷酶和碱性磷酸酶等内容物质泄漏、菌体细胞膜破裂形成孔洞。同时,曲酸处理引起菌株胞外蛋白质含量显著上升（P＜0.05）,胞内分子质量大于66.4 kDa和小于20 kDa的蛋白质减少。整体来看,曲酸抑制4 株菌株的机理基本一致,主要是通过促进疏水物质暴露、破坏菌株相关酶和改变细胞膜通透性,同时干扰菌株蛋白质新陈代谢,从而抑制菌株的增殖。     

芳樟醇对莓实假单胞菌的抑菌活性及机制

食品在生产、运输和贮藏过程中易受致病菌污染而引起食源性疾病。芳樟醇具有抗菌作用,但其作用机制尚不明确。研究芳樟醇对莓实假单胞菌的抑菌活性及作用机制,可为其作为天然食品防腐剂的开发提供理论依据。通过测定最小抑菌浓度、绘制细菌生长曲线评价芳樟醇的抑菌活性;通过扫描电子显微镜观察、结晶紫染色实验、二乙酸荧光素染色实验以及测定电导率、核酸泄漏、呼吸代谢活力和呼吸链脱氢酶活性的变化探究芳樟醇的抑菌机制。结果表明:芳樟醇对莓实假单胞菌具有较强的抑制作用,最小抑菌浓度为1.5mL/L;芳樟醇能破坏莓实假单胞菌细胞的结构形态和细胞膜的完整性,增加细胞膜的通透性,导致胞内物质泄漏、膜外电导率升高;能抑制呼吸代谢活力和呼吸链脱氢酶活性,破坏呼吸链,导致胞内代谢紊乱。研究认为,芳樟醇可通过破坏莓实假单胞菌的细胞结构和抑制其呼吸代谢而发挥抑菌作用,有望作为天然防腐剂应用于食品的防腐保鲜。     

Bacterial Quorum Sensing and Food Industry

Abstract: Food spoilage and biofilm formation by food‐related bacteria are significant problems in the food industry. Even with the application of modern‐day food preservative techniques, excessive amounts of food are lost due to microbial spoilage. A number of studies have indicated that quorum sensing plays a major role in food spoilage, biofilm formation, and food‐related pathogenesis. Understanding bacterial quorum‐sensing signaling systems can help in controlling the growth of undesirable food‐related bacteria. This review focusses on the various signaling molecules produced by Gram‐negative and Gram‐positive bacteria and the mechanism of their quorum‐sensing systems, types of signaling molecules that have been detected in different food systems using biosensors, the role of signaling molecules in biofilm formation, and significance of biofilms in the food industry. As quorum‐sensing signaling molecules are implicated in food spoilage, based on these molecules potential, quorum‐sensing inhibitors/antagonists can be developed to be used as novel food preservatives for maintaining food integrity and enhancing food safety. Practical Application: Bacteria use signaling molecules for inter‐ and intracellular communication. This phenomenon of bacterial cell‐to‐cell communication is known as quorum sensing. Quorum‐sensing signals are implicated in bacterial pathogenicity and food spoilage. Therefore, blocking the quorum‐sensing signaling molecules in food‐related bacteria may possibly prevent quorum‐sensing‐regulated phenotypes responsible for food spoilage. Quorum‐sensing inhibitors/antagonists could be used as food preservatives to enhance the shelf life and also increase food safety.     

食源性细菌关键小分子信号通路研究进展

食源性细菌引起的食品腐败和生物被膜形成是食品科学领域关注的热点。研究表明这些现象与细菌群体感应（quorum sensing,QS）系统和第二信使环二鸟苷酸（cyclic di-guanosine monophosphate,c-di-GMP）系统密切相关,深入研究发现细菌可通过利用胞外自诱导物和胞内c-di-GMP分别感知细胞密度和外界刺激来调控一系列生理活性。鉴于此,本文主要围绕食品腐败和生物被膜形成关联的QS和c-di-GMP这两个系统,阐述食源性细菌关键小分子信号通路,探讨QS和c-di-GMP信号通路之间的调控网络,旨在更好地理解食品体系中细菌引起的腐败和生物被膜形成现象,提供保障食品品质与安全的控制靶点。