苯乳酸对副溶血性弧菌的抑菌机制研究

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生食水产品因其营养丰富,味道鲜美而受到消费者的喜爱。目前,由微生物污染引起的生食水产品质量恶化和食品安全问题日益突出。副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是水产品中常见的致病菌污染之一,进入人体后会引发肠胃炎,严重时导致败血症甚至死亡。探索能有效解决水产品中副溶血性弧菌污染问题的方法对减少其引起的食源性疾病具有很强的现实意义。本文以副溶血性弧菌为研究对象,研究苯乳酸对其浮游菌和生物被膜的抑制活性,并初步将苯乳酸应用于三文鱼清洗环节,以评估其在食品基质中的杀菌效果;通过转录组测序分析揭示了苯乳酸对副溶血性弧菌的抑菌机制。主要研究内容及结论如下:1.苯乳酸对副溶血性弧菌的抑菌效果以12株副溶血性弧菌为受试菌株,通过测定最小抑菌浓度评价了苯乳酸的抑菌效果;并以副溶血性弧菌标准菌株ATCC17802作为受试菌株,从细胞膜完整性、膜通透性和基因组DNA共3个角度探究了苯乳酸对副溶血性弧菌的抑菌效应。结果表明,苯乳酸对12株副溶血性弧菌受试菌株的最小抑菌浓度均为3.2 mg/m L。在生理盐水条件下,浓度为1/8 MIC(0.4 mg/m L)的苯乳酸可以在5 min内完全灭活约8.5 log CFU/m L的副溶血性弧菌。同时,苯乳酸可以显著降低副溶血性弧菌细胞膜通透性,引起钾离子的泄露;此外,苯乳酸通过嵌插入DNA的碱基对之间与基因组DNA结合。2.苯乳酸对生食三文鱼片上副溶血性弧菌的清除效果探究了不同浓度苯乳酸对污染副溶血性弧菌的三文鱼片的除菌效果。结果表明,经不同浓度苯乳酸(1 MIC、2 MIC和4 MIC)浸泡20 min处理后,三文鱼片表面的副溶血性弧菌数量分别减少1.39,1.81和2.76 log CFU/g;经8 MIC浓度苯乳酸浸泡20min处理后,三文鱼片表面的副溶血性弧菌数量降低至无法检出。在4℃条件下,经2MIC苯乳酸预先浸泡处理20 min的三文鱼片经过8 d的存储后比对照组的副溶血性弧菌数量降低2.75 log CFU/g。3.苯乳酸对副溶血性弧菌生物膜的抑制效果通过结晶紫定量探究亚抑制浓度苯乳酸对副溶血性弧菌生物被膜形成的影响,结果表明,1/16 MIC,1/8 MIC,1/4 MIC和1/2 MIC苯乳酸对副溶血性弧菌96孔板表面生物膜的抑制率分别达到9.36%,19.91%,98.00%和98.36%。结合光学显微镜观察生物被膜形态,结果表明苯乳酸在界面形成的薄膜远比固体表面的生物膜致密厚实。1/16MIC和1/8 MIC苯乳酸能轻微抑制界面形成的薄膜,1/4 MIC和1/2 MIC苯乳酸能显著抑制界面薄膜的形成。此外,泳动和群集平板试验的结果表明1/4 MIC和1/2 MIC苯乳酸还可以显著降低副溶血性弧菌的运动能力。4.苯乳酸对副溶血性弧菌的抑菌机制研究采用转录组学测序技术,从基因表达层面揭示了苯乳酸对副溶血性弧菌抑菌的抑菌机制,结果表明:(1)苯乳酸抑制了三羧酸循环相关酶的基因的表达,从而干扰了细胞的能量代谢过程,导致细胞能量供应不足;(2)苯乳酸降低了氨基酸、金属离子和磷酸盐相关转运蛋白基因的表达,导致物质无法正常转运至胞内供给细胞的正常生命活动;(3)苯乳酸抑制了鞭毛的合成和趋化能力,降低了副溶血性弧菌的运动性和生物被膜形成能力,使得其对不利环境的抵抗能力变弱;(4)苯乳酸通过抑制副溶血性弧菌Ⅱ型分泌系统分泌能力,降低了其毒力。
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