ZnO薄膜微观形貌对腐败希瓦氏菌生物被膜形成的影响

为研究ZnO薄膜微观形貌对腐败希瓦氏菌生物被膜形成的影响,采用溶胶凝胶（sol-gel）法和水热合成法在不锈钢片表面制备ZnO薄膜,并进行疏水性改善处理。研究了不锈钢片及ZnO薄膜对腐败希瓦氏菌生物被膜的抑制性能及作用机理。研究结果表明,ZnO为六方纤锌矿晶体,ZnO薄膜比不锈钢片的疏水性强,sol-gel法制备的ZnO薄膜由不规则形状的纳米颗粒堆积而成,水热合成法制备的ZnO薄膜由均匀的纵向排列纳米棒组成,且后者的疏水性更优。同期不同材料表面的生物被膜产生PIA的能力无差别,影响生物被膜粘附的主要因素是材料表面的疏水性。在生物被膜生长过程中,其合成EPS能力、蛋白含量及新陈代谢活性均逐渐增强,水热合成法制备的ZnO薄膜的抗菌作用显著抑制了被膜菌的代谢和生长,其抑制生物被膜性能最优。     

ZnO薄膜的sol-gel法制备及其对腐败希瓦氏菌生物被膜的抑制性能

借助真空条件,采用溶胶-凝胶（sol-gel）法在孔径约为50?nm的多孔钛片上制备具有不同微观形貌的ZnO薄膜,并对其进行X射线衍射光谱、红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、选区电子衍射、亲水性表征分析,研究ZnO薄膜微观结构对其抑制腐败希瓦氏菌生物被膜性能的影响。结果表明,ZnO为六方纤锌矿型,溶胶涂膜次数影响ZnO薄膜的微观形貌。溶胶涂膜1?次所得薄膜表面沉积的ZnO总量较小,且ZnO首先在TiO2孔的边缘沉积,溶胶涂膜4?次所得薄膜上ZnO沉积量增大,沿孔道顶端密集堆积。多孔钛片呈疏水性,ZnO薄膜呈亲水性,且随涂膜次数增多,其亲水性增强。由于多孔钛片具有疏水性,其抑制水产品腐败希瓦氏菌生物被膜的性能高于普通钛片;由于ZnO具有杀菌性能,则ZnO薄膜对生物被膜的抑制性能增强,且涂膜4?次的样品对生物被膜的抑制性能更优。     

ZnO-PDMS超双疏薄膜对腐败希瓦氏菌生物被膜的抑制机制

为提高食品贮藏加工材料表面对水产品腐败希瓦氏菌生物被膜的抗黏附性能,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为成膜剂,以水热合成法制备的不同微观形貌的ZnO微纳米粒子为改性剂,采用流延法制备了ZnO-PDMS薄膜,并研究了薄膜对腐败希瓦氏菌生物被膜的抑制性能及作用机理。结果表明：改性ZnO微纳米粒子的微观形貌影响PDMS薄膜的疏水疏油性能,以绒球状和花状ZnO微纳米粒子为改性剂,可获得ZnO-PDMS超双疏薄膜,对水和油的接触角均大于150°。薄膜的抗菌黏附性能与疏水疏油性能呈正相关,随着培养时间的延长,ZnO薄膜释放的Zn²⁺破坏了细菌细胞膜,并抑制胞内ATP酶和AKP酶活性,引起细菌代谢紊乱导致细菌死亡。相较于棒状和绒球状微纳米粒子改性的PDMS薄膜,花状ZnO-PDMS薄膜具有更强的抗黏附性能和抑菌效能。同时具有超双疏性能和抗菌性能的ZnO-PDMS薄膜可有效抑制腐败希瓦氏菌生物被膜的形成和生长,研究旨在为抗生物被膜材料的研制提供技术支持。     

不同类型表面材料对单增李斯特菌生物被膜形成的影响

以常见的食源性病原菌单增李斯特菌为研究对象,研究PPR,PVC,玻璃,不锈钢4种常见食品加工设备材料对生物被膜态微生物的影响,分别采用扫描电镜观察和超声振荡分离、平板计数培养检测不同类型材料表面生物被膜的形成与生长.实验结果表明:35℃下TSB培养24 h,单增李斯特菌可在PPR,PVC,玻璃和不锈钢等材料表面形成稳定的生物被膜.其表面粘附的菌体数目由多到少依次为:不锈钢PPRPVC玻璃.这说明材料粗糙度对生物被膜的形成影响显著,且粗糙度越大,越易形成生物被膜.改善材料的表面性质来减少菌体的粘附可作为一种间接控制生物被膜的新途径.     

不同条件对阪崎克罗诺肠杆菌生物被膜形成的影响

本研究旨在探究不同生长温度(12℃、25℃、37℃)、培养基质(胰蛋白胨大豆肉汤、婴幼儿乳粉肉汤)和接触材料(不锈钢、玻璃、硅胶)对阪崎克罗诺肠杆菌ATCC 29004生物被膜形成的影响。研究首先通过活菌计数法评估不同条件下阪崎克罗诺肠杆菌粘附及生物被膜中的活菌量反映菌体粘附及成膜能力;随后借助场发射扫描电镜观测不同因素对菌体生物被膜微观结构的影响;最后分析不同条件下形成的生物被膜对三种季胺类消毒剂的抗性。结果表明:25℃和37℃下阪崎克罗诺肠杆菌的粘附菌量和生物被膜形成量高于12℃,菌体在胰蛋白胨大豆肉汤中的生物被膜形成量高于在婴幼儿乳粉肉汤中的形成量,37℃时硅胶材料表面粘附菌量高于不锈钢和玻璃材料,其他条件下菌体在三种材料表面粘附和生物被膜形成量无明显差异;阪崎克罗诺肠杆菌在25℃和37℃形成了致密且立体的生物被膜结构,12℃生物被膜为单层结构,三种材料表面生物被膜结构呈现出明显差异;阪崎克罗诺肠杆菌生物被膜对消毒剂的抗性取决于菌体的生长温度、接触材料及消毒剂的种类。综上所述,生长温度、培养基质和接触材料对阪崎克罗诺肠杆菌生物被膜形成均有影响,调节生长条件和选择接触材料对于控制阪崎克罗诺肠杆菌生物被膜的形成具有重要意义。     

亚硝酸钠对金黄色葡萄球菌和副溶血性弧菌生物被膜形成的抑制作用

本文以金黄色葡萄球菌和副溶血性弧菌为研究对象,采用微孔板检测法,分别以OD630值与生物被膜清除率反映两种菌的生物被膜生成量及不同培养时间添加不同浓度亚硝酸钠对两种菌形成生物被膜的抑制效果,并通过细胞表面反应和细胞间聚集实验初步研究其抑制机理。结果表明:亚硝酸钠对两种致病菌生物被膜的形成均有一定的抑制作用,600 mg/L、培养48 h对金黄色葡萄球菌生物被膜清除率达37.31%,抑制效果最佳;而对副溶血性弧菌而言,添加200 mg/L亚硝酸钠培养12 h时清除率达36.67%,效果最佳。由细胞表面反应与细胞间聚集实验结果表明,亚硝酸钠能有效抑制两种菌的表面粘附和菌体聚集,其主要通过影响细胞聚合与表面粘附,从而抑制金黄色葡萄球菌和副溶血性弧菌生物被膜的形成与生长。     

PET基纳米ZnO溅射成膜及其紫外线通透性能

在纺织材料表面附着ZnO能增加其防紫外线透过功能,利用RF磁控溅射法在PET非织造布表面沉积ZnO薄膜,并利用原子力显微镜(AFM)和能量弥散X射线法(EDX)对ZnO薄膜的表面形貌和结构进行表征和分析。结果表明:利用RF磁控溅射沉积的纳米ZnO薄膜其成膜方式是一种多层生长模式,薄膜颗粒中只含有Zn、O 2种元素;沉积的ZnO颗粒具备纳米级尺度,且颗粒分布均匀、膜层致密。利用紫外可见分光光度计测试表明,形成的ZnO薄膜对紫外线具有很好的吸收能力,对可见光的透过基本没有影响。     

凹凸棒等几种大表面基质对抗菌脂肽产量提增效果的比较及其机制初探

探讨了几种大表面基质对抗菌脂肽产量的影响,旨在探索抗菌脂肽产量提增的新方法。将凹凸棒、活性炭、纱布等几种大表面积基质加入纳豆菌培养液中培养,通过对特定指示菌的抑菌率计算,测定发酵液中脂肽的生成量,并通过扫描电镜从微观形态上观察菌体在大表面基质上的附着状况,分析大表面基质的作用机制。在相同的发酵条件下,凹凸棒实验组效果最佳,其产生的抗菌脂肽对金葡菌的最高抑菌率为63.2%,较对照组高23.6%,活性炭次之,较对照组高11.9%,纱布组效果较弱,较对照组高9.6%;凹凸棒实验组发酵液中的最大生物量为4.7×108,较对照组高44.7%,活性炭组较对照组高38.5%,纱布组较实验组高38.5%;扫描电镜观察到芽孢杆菌在凹凸棒表面形成的生物被膜组织致密,黏附稳定,附着有高密度的菌体;活性炭表面的生物被膜表现出特殊的褶皱结构,黏附有大量的被膜态菌体,纱布纤维表面形成相对较稀薄但完整连贯的生物被膜并有较多菌体黏附。3种大表面固体基质的加入对抗菌脂肽产量具有明显提增效果,其中凹凸棒的效果最好;产量提升的原因可能与大表面基质的加入增加了发酵液中的菌体浓度以及菌体在大表面固体基质上可以形成生物被膜有关。     

改性SiOx/WPU涂膜对腐败希瓦氏菌生物被膜的抑制作用

为获得对水产品中腐败希瓦氏菌生物被膜具有优良抑制性能的水性聚氨酯(WPU)涂膜，以不同微观形貌的SiOx微纳米粒子为粗糙度构建因子，采用滴涂法制备SiOx/WPU涂膜，测定改性SiOx/WPU涂膜表面的疏水疏油性能、表面能、微观形貌和热稳定性能，揭示改性SiOx/WPU涂膜对腐败希瓦氏菌生物被膜的抑制机制。结果表明，以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的SiOx颗粒为粗糙度构建因子制备的C-SiOx/WPU涂膜，尽管表面氟含量最高，但其水和正十六烷接触角分别为139.0°±3.5°和0°，仅表现为疏水超亲油性，热稳定性和抗细菌黏附性最差；改性气相纳米SiOx/WPU涂膜表现为超疏水超亲油性，热稳定性最好，且可以抑制腐败希瓦氏菌的初期黏附；以改进的St?觟ber法在同一溶剂体系中制备和改性SiOx微纳米粒子为粗糙度构建因子制备的改性微米级SiOx/WPU涂膜为超双疏表面，热稳定性较高，对腐败希瓦氏菌不可逆黏附的抑制最好，可有效降低生物被膜的代谢活性，减少胞外多糖(EPS)的分泌，培养24 h后其表面刚开始形成微菌落。本研究的超双疏性改性微米级SiOx/WPU涂膜可用于制备食品包装材料，为抗生物被膜材料在食品包装领域的应用提供技术支持。     

茶多酚和葡萄籽提取物对假单胞菌抗生物被膜的抑制作用

研究茶多酚(TP)和葡萄籽提取物(GSE)对假单胞菌生物被膜形成的影响。采用结晶紫法、XTT法和银染法评价TP和GSE在不同质量浓度和不同添加时间下对假单胞菌抗生物被膜的作用。结果表明,2株铜绿假单胞菌能够形成被膜,其中1~3 d是快速形成期。随着作用质量浓度增加,TP和GSE对假单胞菌生长和生物被膜的抑制作用增强(P0.05),其MIC分别为1 mg/m L和2 mg/m L,在亚抑菌浓度仍表现明显的抗生物被膜作用(P0.05)。1/2 MIC TP和GSE在被膜形成初期的12 h添加能显著抑制被膜形成(P0.05),其中0 h添加效果最佳,抑制率为55%~67%;24 h后添加作用微弱,且TP和GSE不能清除成熟的生物被膜。TP和GSE处理组显著降低被膜菌的菌体活力(P0.05),并且处理组细菌胞外分泌物低于对照组。TP和GSE在亚抑菌浓度下表现出较强的抗铜绿假单胞菌生物被膜作用,主要通过影响假单胞菌初期的粘附。本研究为植物多酚在食品贮藏和保鲜的广泛应用提供理论基础。     

丁香酚对解淀粉芽孢杆菌气液界面生物膜的抑制作用

为研究丁香酚对解淀粉芽孢杆菌DY1a生物膜的抑制作用及成膜早期界面黏附聚集能力的影响,分析了不同质量浓度的丁香酚对生物膜形成、生物膜表面微观结构、膜内活菌数及生物膜基质多糖和蛋白质含量的影响,并评价其对成熟生物膜的清除能力,通过细菌运动能力实验、细胞表面疏水性、细胞表面Zeta电位及细胞自聚集能力,综合分析丁香酚对生物膜形成早期界面黏附聚集能力的影响。结果表明:丁香酚对解淀粉芽孢杆菌的最低生物膜抑制质量浓度(MBIC)为1.500mg/mL,MBIC的丁香酚对成熟生物膜清除率为28.85%。添加1/2 MBIC、1/4 MBIC的丁香酚培养基气液界面形成的生物膜较为单薄,表面较为光滑平整,生物膜内活菌数显著降低。丁香酚对腐败菌泳动能力抑制率为22.16%~100.00%,对丛集能力的抑制率为43.86%~97.50%,使细胞表面疏水性、细胞表面负Zeta电位和自聚集率均降低。此外,丁香酚显著抑制了腐败菌胞外多糖和蛋白质合成。丁香酚对芽孢杆菌生物膜的抑制作用主要是通过抑制细菌运动能力,降低细胞表面的疏水性、自聚集性,从而干扰早期菌体在成膜界面上的黏附能力,并通过抑制胞外聚合物组分的合成分泌延迟生物膜的形成和成熟。丁香酚可作为抑制腐败解淀粉芽孢杆菌气液界面生物膜形成的潜在抗生物膜剂。     

Soy protein – Poly (lactic acid) bilayer films as biodegradable material for active food packaging

The preparation and characterization of biodegradable bilayer films from isolated soy protein (SPI) and poly (lactic acid) (PLA) were carried out in this work. The films showed high transparency and strong adhesion between layers without adding an extra component, or without chemically modifying the film surfaces. The application of the PLA layer largely increased the mechanical properties of the films with respect to those of pure SPI films. Furthermore, the hydrophobic characteristics of the PLA layer improved film performance under conditions in which water was involved, markedly decreasing the amount of total soluble matter, the swelling index and the water vapor permeability. The biodegradation under soil burial conditions was evaluated measuring weight loss as a function of time, showing a two-step degradation and a faster degradation rate for the protein component compared to those of PLA layer. The films prepared were evaluated as active packaging by incorporation of an antifungal and an antibacterial agent (natamycin and thymol, respectively) to the SPI layer, showing a marked growth inhibition of mold, yeast and two strains of bacteria by in-vitro microbiological assays.     

Influence of ethanol concentration on biofilm bacterial composition from a denitrifying submerged filter used for contaminated groundwater

The influence of the ethanol concentration on the composition and activity of a developed biofilm in a denitrifying submerged unidirectional filter was studied. Process yields (represented as inorganic nitrogen removal), total platable bacteria, denitrifying bacteria, nitrate- and sulphate-reducing bacteria and denitrifying activity (N2O production) were compared at different ethanol concentrations (0 to 46.74 mg l(-1)). The biofilm exhibited a diverse bacterial composition and higher microbial development at the entrance of the unidirectional biofilter. The number of cells per gram of dry weight of biofilm was increased when the ethanol concentration increased, with the exception of nitrate reducers, for which the number of cells decreased per gram of biofilm in relation to height. Five different species of denitrifying bacteria were isolated from the biofilm, all of which were gram-negative rods. All of the species manifested an increase in denitrifying activity when the ethanol concentration was increased. In this sense, the number of denitrifying bacteria in the biofilm was positively correlated with the ethanol concentration. Both nitrate- and sulphate-reducing bacteria were present in the biofilm in the lower and higher part of the column. Nitrate-nitrogen removal in the submerged filter showed a high correlation with the influent ethanol concentration.     

发酵温度对发酵玉米醪中总酸及主要微生物的影响

测定了15、20、25、30、35℃五个温度下自然发酵玉米醪的pH值、总酸含量、乳酸菌及酵母菌数量的变化,研究比较了发酵温度对玉米醪中总酸含量及主要微生物数量的影响,并以玉米酸煎饼的总酸含量为参照,确定了不同温度下的最适发酵时间,以期为玉米酸煎饼的生产及质量的提高提供依据。结果表明,随着发酵时间的延长,pH值由5.62～6.94降低至3.30～3.80;总酸含量增加,初始范围为3.89～16.14 g/kg,最适的发酵时间分别是72～84 h、72～108 h、48～72 h、21～27 h、24～27 h;乳酸菌、酵母菌相互作用,乳酸菌数量5个温度下变化趋势大致相同,达到最大值后保持稳定并略有减少,酵母菌数量在温度较高时(30℃、35℃)达到最大值后逐渐减少,整个发酵过程中,乳酸菌的数量明显多于酵母菌的数量。     

六株人源益生菌的表面性质与黏附性能研究

通过测定六株人源益生菌的自凝集及疏水性能力,并以人结肠腺癌细胞系Caco-2和HT-29作为体外细胞黏附模型评价其黏附能力,最后探究生长阶段、菌体浓度和孵育时间对发酵乳杆菌CECT5716黏附能力的影响。结果表明嗜酸乳杆菌F-1的自凝集率最高,为69.92%;疏水性最强的是鼠李糖乳杆菌MP-108,达到90.10%;乳双歧杆菌AD011对Caco-2和HT-29的黏附性均为最强,分别为(42.80±0.68)、(47.01±0.20) CFU/cell;不同益生菌的自凝集能力、疏水性及黏附能力均存在菌株特异性,其自凝集能力、疏水性及黏附能力间无明显相关性。此外,发酵乳杆菌CECT5716黏附能力随菌体浓度增大而显著(p<0.05)增加,当菌体浓度达108 CFU/mL以上时黏附能力不再显著提高;随着共孵育的时间延长,其黏附能力也增强,在共孵育2 h后不再提升;且菌体生长稳定期时表现出的黏附能力最强,达到(3.61±0.20) CFU/cell。所考察的益生菌大部分都具有较强的潜在黏附能力,其中以乳双歧杆菌AD011最强。这些益生菌具有可在人体肠道定殖生长的潜在益生功能,在食品和药品等行业中具有良好的应用前景。     

大黄鱼源腐败菌的黏附特性与生物膜特性分析

以分离纯化自冰鲜大黄鱼的3 株希瓦氏菌（MA1-5、MA1-7、MA1-13）和3 株假单胞菌（R3-1、R3-2、R3-5）为供试菌株,研究鱼源腐败菌的表面疏水性、自凝聚能力、生物膜和腐败菌对鱼体（鱼肠、鱼鳃和体表）黏液的黏附能力,探明黏附特性与不同部位黏附能力的相关性,并进一步研究生物膜在不同因素下的形成特性。研究表明,希瓦氏菌具有更强的表面疏水性和自凝聚能力,对鱼体黏液的黏附性强,并具有更强的生物膜形成能力。主成分分析和聚类分析说明黏附能力在属间存在差异性,属内具有相似性。腐败菌对鱼肠和鱼鳃的黏附能力与自凝聚能力和生物膜形成能力具有较高的相关性,对体表黏附能力只与生物膜形成能力有关。腐败菌生物膜的形成受初始菌浓度、培养时间、温度、pH值、盐含量等多种环境因素影响。希瓦氏菌在初始菌浓度106 CFU/mL以上、37 ℃、pH 7～8、0.8% NaCl时形成的生物膜量最多;生物膜在12～24 h期间快速形成,并在36 h达到峰值后,随培养时间延长而逐渐下降。经鱼体黏液包被后,生物膜形成量受到显著影响,鱼鳃黏液促进生物膜形成,鱼肠黏液抑制生物膜形成。     

不同低聚糖对变异链球菌、牙龈卟啉单胞菌和具核梭杆菌作用的体外研究

为更好地了解功能性低聚糖对口腔微生物的影响,本文采用体外实验方法,研究不同低聚糖对变异链球菌、牙龈卟啉单胞菌和具核梭杆菌生长、产酸、粘附性和生物被膜形成量等的影响。胰蛋白胨大豆肉汤（Trypticase Soy Broth,TSB）培养基中加入不同浓度的低聚半乳糖、低聚木糖、低聚果糖和低聚异麦芽糖制备培养基培养变异链球菌、牙龈卟啉单胞菌和具核梭杆菌,测定细菌在培养基中48 h生长过程中的OD值、pH、黏附能力及生物被膜形成量等指标。比较分析不同低聚糖对细菌发酵前后生长、产酸及黏附能力等特性的影响。结果表明:四种低聚糖对三种病原菌均有不同程度的抑制作用。其中,低聚木糖对三种病原菌的生长抑制效果最强;浓度为0.5%的低聚木糖和低聚半乳糖即能明显抑制三种菌液的产酸能力;相比糖醇和其它低聚糖,低聚木糖浓度≥5%时,对三种病原菌的抑制率均大于60%;7%浓度的四种低聚糖对三种病原菌的黏附率均<50%;低聚半乳糖和低聚木糖浓度>5%时,对三种病原菌生物被膜的形成具有较好的抑制作用。与山梨糖醇相比,复配糖（低聚木糖、木糖醇、低聚半乳糖）对三种病原菌的生长抑制作用更为明显。     

Membrane-aerated biofilm reactor for the treatment of acetonitrile wastewater

A membrane-aerated biofilm reactor (MABR) was studied for the treatment of wastewater containing acetonitrile, a typical organonitrile compound. The MABR used hydrophobic hollow fiber membranes as the diffusers for bubbleless aeration as well as the carriers for biofilm growth. The objectives were to prevent the stripping-loss of acetonitrile during aeration and to achieve acetonitrile biodegradation plus nitrogen removal simultaneously in a single biolfilm on the membranes. In the MABR, oxygen and substrates were supplied to the biofilm from opposite sides, in contrast to those from the same side in conventional biofilm bioreactors. Operational factors, including surface loading rate and upflow fluid velocity in the bioreactor, on the effect of acetonitrile biodegradation performance were examined. The profiles of dissolved oxygen concentration and microbial activities and populations in the biofilm were investigated. Experimental results showed that, with the adapted microorganisms, removal of acetonitrile at approximately 98.6 and 83.3%, in terms of total organic carbon and total nitrogen, were achieved at a surface loading rate (in terms of membrane surface) of up to 11.29 g acetonitrile/ m2 x d with an upflow fluid velocity of 12 cm/s and a hydraulic retention time of 30 h. The biofilm on the membranes developed an average thickness of about 1.6 mm in the steady state and consisted of oxic/anoxic/anaerobic zones that provided different functions for acetonitrile degradation, nitrification, and denitrification. The acetonitrile-degrading bacteria in the MABR appeared to secrete more extracellular polymeric substances that enhanced the attachment and development of the biofilm on the membranes. The study demonstrated the potential of using the MABR for the treatment of organonitrile wastewater.