群体感应抑制剂调控食源性微生物生物膜形成的研究进展

食源性微生物的生物膜是附着在固体表面上形成的具有空间组织的群落,因其能够附着在食品工业环境中的生物或非生物表面,且对消毒剂和抗菌剂能产生抗药性,通常难以控制,被认为是造成设备损坏、能源成本增加、食物变质和引起食源性疾病的原因之一,给食品工业带来了巨大的挑战.研究发现群体感应在生物膜的形成中起至关重要的作用,可以通过阻断...     

基于食源性细菌群体淬灭的生物膜控制研究进展

食源性致病菌和特定腐败菌在不同食品表面以及食品工业环境中形成的生物膜是引起食品质量安全问题的重要来源,研究发现群体感应系统在细菌生物膜的形成过程中起着至关重要的作用。鉴于此,本文在剖析食源性细菌群体感应系统在生物膜形成中的调控作用基础上,详细阐述了食源性细菌群体淬灭在控制生物膜中的研究现状以及相应的群体淬灭机制。此外,展望了食源性细菌群体淬灭在生物膜控制中的重点研究方向,旨在丰富食品质量与安全领域基础理论,为提升食品质量、保障食品安全提供支撑。     

基于群体感应的单增李斯特菌生物膜形成与控制研究进展

单增李斯特菌的生物膜结构可以赋予细菌对消毒剂更强的耐受性,这使得如何有效清除其生物膜成为了食品加工业的难题。群体感应与细菌生物膜的形成、毒力侵袭特性和应激响应等生理特性密切相关。因此,本文概述了单增李斯特菌生物膜的特性,重点从群体感应（呋喃糖基硼酸二酯系统和寡肽自诱导因子系统）角度阐述了单增李斯特菌生物膜的形成机制,并综述了当前控制单增李斯特菌生物膜形成的可行方法及植物提取物作为群体感应抑制剂的研究现状。以期为预防和控制单增李斯特菌生物膜的形成提供新思路。     

群体感应系统及其在乳酸菌生物膜形成中的作用

以黑果枸杞花青素微胶囊在水相体系中花青素的保留率为指标,采用控制变量法研究了环境因素温度、循环冻融、自然光照、紫外光照对花青素稳定性的影响,进一步研究了花青素的氧化降解规律;采用体外模拟胃肠液的方法对花青素微胶囊的稳定性和靶向释放特性进行了研究。结果表明:花青素微胶囊的热降解符合一级降解动力学模型;微胶囊化花青素在低温和低 pH条件下较稳定,光照能够降低花青素的稳定性。在体外模拟胃肠液稳定性实验中,花青素微胶囊在胃液中比肠液中稳定,与未包埋花青素溶液相比,花青素微胶囊溶液在模拟胃液中其花青素的保留率提高了14.8%,在模拟肠液中提高了17.3%;在体外模拟胃肠液靶向释放实验中,在胃液中,90 min 后,花青素微胶囊溶液和花青素未包埋溶液中花青素的释放率分别为7.5%、20.7%;在肠液中花青素缓慢释放,240 min 后,二者花青素的释放率分别为21.9%、27.2%;并且花青素微胶囊后能够显著提高其在水相体系中的稳定性,起到在胃肠液中缓释的效果。     

群体感应在食源性微生物生物膜形成中的作用

生物膜(Biofilm)是由众多微生物聚集黏附在物体表面形成的多细胞群体结构,多种食源性微生物均能形成相应的生物膜,且该现象的产生对食品加工与安全有着重要影响。群体感应(Quorum sensing,QS)已被证明是调控生物膜形成的重要因素。文章主要介绍了群体感应对几种食源性细菌及真菌生物膜形成的调控作用,旨在为食品加工过程中微生物生物膜的控制与利用提供参考。     

黑木耳提取物对细菌群体感应及生物膜形成的抑制作用

采用报告菌平板法检测黑木耳甲醇粗提物对细菌群体感应现象的抑制作用,同时,采用微孔板法和菌落计数法研究黑木耳粗提物对大肠杆菌Escherichia coli 8099 生物膜形成的影响。结果表明：黑木耳粗提物能有效抑制大肠杆菌生物膜的形成,0.3g/mL 黑木耳粗提物的抑制率可以达到72.16%。     

冷藏草鱼源气单胞菌的群体感应现象及其对生物膜形成的影响

以冷藏草鱼的优势腐败菌气单胞菌（Aeromonas spp.）为研究对象,利用报告菌株Chromobacterium violaceum CV026检测细菌的群体感应活性,通过染色法定量测定细菌的生物膜形成,并探究温度以及群体感应信号分子对气单胞菌生物膜形成的影响。结果显示,冷藏草鱼的气单胞菌属包含多个不同种,分离获得的20 株气单胞菌中90%能产生N-酰基高丝氨酸内酯。进一步分析生物膜形成量较强的2 株菌A. salmonia W41和A. salmonia W69,结果显示该2 株菌在30 ℃和8 ℃的生物膜形成量高于37 ℃。菌株W41和W69主要分泌N-丁酰基高丝氨酸内酯（N-butanoyl-L-homoserine lactone,C4-HSL）和N-己酰基高丝氨酸内酯（N-hexanoyl-L-homoserine lactone,C6-HSL）信号分子,50 μmol/L的C6-HSL显著促进W41生物膜的形成;而低浓度的C4-HSL和C6-HSL促进W69生物膜的形成,高浓度的C4-HSL和C6-HSL抑制W69生物膜的形成。可以看出,大多数气单胞菌属具有群体感应现象,气单胞菌属生物膜的形成受个体差异和温度的影响,同时群体感应信号分子的浓度和类型也是影响气单胞菌属生物膜形成的主要因素。     

群体感应信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成机制的研究进展

乳酸菌生物膜具有黏附性、抗逆性以及抗菌活性等多种物理特性和生理功能,被广泛应用于改善食品质构以及食品的生物保鲜中。乳酸菌生物膜的形成需经历附着、形成、成熟、老化脱落和重新附着5个阶段,其形成受到群体感应系统的调控。群体感应系统(quorum sensing system,QS)是细菌中广泛存在的一种基因表达调控系统,该系统通过信号分子靶向调控相关基因的表达,从而调控细菌的生理功能。LuxS/AI-2型QS是调控乳酸菌益生特性的主要群体感应系统。明悉乳酸菌的LuxS/AI-2型QS及其调控生物膜形成的机制,对于乳酸菌在食品工业中的进一步应用至关重要。重点介绍了乳酸菌生物膜的形成过程,以及LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜形成的5个调控元件,即信号分子AI-2(autoinducer-2)、关键调控基因(luxS、tuf、fba、gap)、关键调控蛋白(LuxS、LacI、AraC、PadR以及Rbs家族蛋白)、信号分子AI-2的可能受体蛋白(LuxP、LsrB、RbsB和含有dCACHE结构域的受体蛋白)以及关键代谢路径的最新研究进展;总结了信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成的可能分子机制,以及信号分子AI-2受体蛋白的筛选策略。希望为深入了解LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜的形成提供理论指导。     

淬灭副溶血弧菌群体感应的乳酸菌益生特性研究

以副溶血弧菌的群体感应为靶标,筛选对副溶血弧菌群体感应和生物被膜形成具有抑制作用的乳酸菌菌株,分析其益生特性。采用哈维氏弧菌BB170生物发光法及结晶紫染色法测定10株乳酸菌淬灭副溶血弧菌群体感应和抑制生物被膜形成的效果,并分析其自聚性、共聚性、疏水性、生物被膜形成能力以及抗菌谱。结果表明,10株乳酸菌对副溶血弧菌生物被膜形成的抑制作用存在明显差异,乳酸菌抑制副溶血弧菌AI-2活性与抑制生物被膜形成具有相关性,其中菌株A10对副溶血弧菌AI-2和生物被膜的抑制率分别为82.92%和87.70%,对副溶血弧菌AI-2活性有促进作用的菌株B11、L18基本对生物被膜形成没有抑制作用;菌株MS1的自聚率和疏水率均达到80%以上,成膜能力强,且其淬灭副溶血弧菌群体感应和抑制生物被膜形成的作用明显,抑制率分别为69.54%和77.32%,抗菌作用强。本研究为乳酸菌源群体感应抑制剂的研究开发提供参考,对乳酸菌资源的充分开发利用具有积极意义。     

单增李斯特菌生物膜形成及其调控机制研究进展

单增李斯特菌是一种重要的食源性致病菌,极易在食品接触表面形成难以清除的生物膜,导致食品持续性的污染.细菌生物膜在形成量、活细菌数量、微观结构等方面受到环境因素及菌株自身特性的影响.在单增李斯特菌的生物膜形成过程中,多种调控机制发挥着重要的作用.该文介绍了细菌生物膜的形成过程及影响单增李斯特菌生物膜形成的重要因素,简述了...     

群体感应抑制剂对发酵乳杆菌生物膜生成的影响

以课题组前期筛选出的2株高产信号分子AI-2的发酵乳杆菌2-1和211为研究对象,选择D-半乳糖、D-核糖和呋喃酮作为群体感应抑制剂,采用化学发光法和结晶紫染色法测定2株发酵乳杆菌的AI-2活性以及生物膜形成量。结果表明：一定浓度的3种抑制剂都可以抑制2株发酵乳杆菌信号分子AI-2的活性,其中200μmol/L D-核糖对菌株2-1 AI-2活性抑制效果最好,抑制率为19.65%,50μmol/L D-核糖对菌株211 AI-2的活性抑制效果最好,抑制率为28.57%;同时不同浓度的抑制剂对2株发酵乳杆菌的生物膜形成量都有一定的抑制作用,对其生长量的影响并不显著。扫描电镜结果显示添加D-核糖对2株发酵乳杆菌生物膜状态下的菌体形态虽无明显影响,但会降低细菌的黏附性。     

群体感应系统对单增李斯特菌生物被膜形成的影响

以单增李斯特菌（Listeria monocytogenes）为研究对象,分析Agr群体感应系统和LuxS/AI-2系统对其生物被膜形成的调控作用。通过同源重组对LMB33426菌株进行agrD基因以及luxS基因的无痕敲除,比较野生菌株与agrD、luxS基因缺失菌株的生物被膜特性差异。结果表明,与野生株相比,ΔagrD突变株和ΔluxS突变株的生物被膜形成能力下降;ΔagrD突变株的疏水性显著下降,在37 ℃下的泳动能力较野生株增强;群体感应系统基因敲除对菌株的耐药性没有产生较大影响。基因缺失株的构建为进一步研究群体感应系统对单增李斯特菌生物被膜形成的调控机制提供参考,同时为单增李斯特菌的预防控制奠定了基础。     

LuxS/AI-2型群体感应系统调控细菌生物被膜形成研究进展

生物被膜是大多数细菌在自然状态下的一种生长方式,使菌体具有浮游态时不具有的优势。它的形成和发展受到群体感应系统的调控,该系统是细菌依赖于群体密度而调控其生理行为的一种机制。其中LuxS/2型自诱导物（autoinducer 2,AI-2）群体感应系统又称种间群体感应系统,广泛存在于G＋及G－菌中。其信号分子AI-2被认为是种间通用的信号分子,参与调控多种细菌的生物被膜。此外,目前已发现多种LuxS/AI-2型群体感应系统抑制剂,它们可以影响许多细菌生物被膜的形成。目前研究人员已开始致力于揭示LuxS/AI-2型群体感应系统调控生物被膜形成的分子机制,这对于进一步理解LuxS/AI-2型群体感应系统与生物被膜的关系具有重要意义。     

粪肠球菌Z096对副溶血弧菌生物被膜及群体感应的抑制作用

为了研究粪肠球菌Z096对副溶血弧菌生物被膜和群体感应（quorum sensing,QS）系统的抑制作用,采用竞争、清除、排阻三种方式模拟Z096与副溶血弧菌在微菌落环境中的相互作用,并进一步探究了Z096的提取物（Z096-E）对副溶血弧菌生物被膜形成、成熟生物被膜清除、细胞表面疏水性、自聚性、QS信号分子AI-2活性、群集泳动能力以及胞外多糖和蛋白合成的影响。结果表明:Z096可通过竞争、清除、排阻的方式与副溶血弧菌相互作用,降低浮游和生物被膜状态的副溶血弧菌细胞数量,干扰副溶血弧菌在载体表面的粘附,且Z096-E能够显著抑制副溶血弧菌生物被膜形成,有效清除成熟生物被膜,1.6 mg/mL的Z096-E处理12 h,副溶血弧菌生物被膜抑制率为70.43%,代谢活性减少率为84.15%;12.8 mg/mL的Z096-E处理副溶血弧菌成熟生物被膜4 h,生物被膜清除率为58.21%,代谢活性减少率为69.84%。而且1.6 mg/mL的Z096-E对副溶血弧菌群集和泳动能力、细胞表面疏水性和自聚性、胞外多糖和蛋白合成的抑制率分别为47.26%、53.56%、63.37%、89.38%、77.65%和51.91%,抑制效果具有浓度依赖性。此外,Z096-E可使副溶血弧菌QS信号分子AI-2活性减弱,表明Z096-E是一种AI-2类群体感应抑制剂,其可通过干扰QS系统,从而影响副溶血弧菌的生理特性。因此,本研究发现了一株能够抑制副溶血弧菌生物被膜的乳酸菌,其提取物Z096-E能作为一种防控副溶血弧菌生物被膜的新型乳酸菌生物制剂,这对消除致病菌生物被膜污染以及开发新型抗菌剂具有积极的作用。     

丹皮酚对格氏沙雷菌群体感应现象及生物被膜形成的影响

采用生物传感器紫色杆菌CV026检测丹皮酚的群体感应现象抑制能力,探讨丹皮酚对格氏沙雷菌群体感应现象及生物被膜形成能力的影响.结果表明:在亚抑菌浓度下,丹皮酚对紫色杆菌CV026产紫色菌素有抑制作用,500 μg/mL丹皮酚处理紫色杆菌后紫色菌素产量下降57.95％.光学显微镜分析丹皮酚对格氏沙雷菌生物被膜形成有抑制作...     

Citrus Extracts as Inhibitors of Quorum Sensing,Biofilm Formation and Motility of Campylobacter jejuni

Quorum Sensing (QS), a signaling system present in bacteria, influences the expression of a variety of virulence factors. This study investigated the ability of citrus extracts to inhibit the activity of AI-2 molecules that mediate QS in Campylobacter jejuni and the effects of these extracts on motility, biofilm formation and expression of flaA-B. Cultures of C. jejuni were exposed to extracts of Citrus limon, Citrus medica and Citrus aurantium peels at various concentrations. Swarm motility tests were performed in Muller Hinton agar; biofilm formation was determined colorimetrically in microtiter plates; AI-2 activity was measured with a bioluminescence assay using V. harveyi; and flaA-B expression was determined by qRT-PCR. Treatment with C. limon or C. medica peel extract reduced swarm motility 44–59%, whereas treatment with C. aurantium extract reduced swarm motility 35–40%. Biofilm formation was reduced 60–75 % by these extracts, depending on extract concentration and /or strain tested. All three citrus extracts decreased AI-2 activity by about 90 %, and at 75 % of MBC, significantly (P ≤ 0.05) reduced expression of flaA-B. These findings provide preliminary metabolic and molecular insights into the effects of edible antimicrobials on QS and virulence factors of C. jejuni.     

大菱鲆源蜂房哈夫尼亚菌群体感应现象及生物被膜调控的研究

本文以腐败大菱鲆中分离得到的一株具有群体感应现象的细菌为研究对象,通过生理生化试验及16S r RNA鉴定其为蜂房哈夫尼亚菌(Hafnia alvei,Ha-01)。利用检测菌株紫色杆菌CV026及根癌农杆菌A136进行平行划线检测其信号分子(N-酰基高丝氨酸内酯,AHLs),并利用平板打孔法研究其分泌AHLs动力学及不同生长阶段生物被膜产生量,同时通过添加外源信号分子研究AHLs与生物被膜形成的关系。结果显示,菌株Ha-01能够产生群体感应现象,在培养过程中信号分子产生量呈现先升高后降低的趋势,且在16时达到最大值;生物被膜产生量与培养时间呈正相关,在72时达到最大值,然后逐渐趋于稳定,且添加外源AHLs标准品能够促进生物被膜的形成。研究证实,菌株Ha-01能够产生群体感应现象且能够调控生物被膜的形成。