芳樟醇对荧光假单胞菌和腐败希瓦氏菌的抑菌机理研究

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芳樟醇是许多植物精油的主要成分之一,具有极强的抗真菌和细菌的效果,因此在天然食品防腐剂的开发方面具有十分广阔的前景。本研究探究了芳樟醇对荧光假单胞菌和腐败希瓦氏菌的抑菌作用机制,首先探究了芳樟醇对两种供试菌的抑菌活性和细菌形态结构的影响,随后运用代谢组学技术与细菌代谢活性探究相结合,进一步揭示芳樟醇对两种供试菌的抑菌机制。本研究的主要目的是探究芳樟醇的抑菌作用机制,并为天然防腐剂的开发和安全有效地应用于食品工业提供理论基础。实验结果如下:(1)运用二倍梯度稀释法测定两种供试菌的最小抑菌浓度(MIC),结果表明芳樟醇对两种供试菌的MIC值分别为1.25%(v/v)和1.5%(v/v)。通过对两种供试菌的生长曲线进行测定,发现芳樟醇对两种供试菌具有显著的抑菌效果。(2)对膜电位(MP)和细胞内容物泄漏等因素进行测定来探究芳樟醇对细菌膜结构和通透性造成的损伤。结果表明芳樟醇损害了两种供试菌的形态和结构,膜通透性增加,细胞内电解质及大分子物质如蛋白质等的外泄。(3)通过测定细菌代谢活力和TCA循环等代谢途径中的关键酶活性发现芳樟醇的加入导致两种供试菌的代谢活力、呼吸链脱氢酶和TCA循环关键酶活性受到抑制。此外,Na+K+ATP酶的的活力显著下降表明芳樟醇可抑制两种供试菌的能量合成。(4)采用代谢组学鉴定并筛选差异代谢物和代谢通路,并探究芳樟醇对两种供试菌的代谢机制。结果表明,与对照组相比,使用芳樟醇处理2 h导致荧光假单胞菌100种代谢物发生了显著变化,其中34种和66种分别上调和下调,导致腐败希瓦氏菌170种代谢物发生了显著变化,其中81种和89种分别上调和下调。芳樟醇的处理会导致两种供试菌代谢过程的紊乱,其中对荧光假单胞菌的影响主要包括氨基酸代谢、呼吸能量代谢、嘌呤代谢、氨基酰-t RNA生物合成以及泛酸和辅酶A(Co A)生物合成等代谢途径的异常,对腐败希瓦氏菌的影响主要包括氨基酸代谢、呼吸能量代谢、甘油磷脂代谢、泛酸和辅酶A(Co A)生物合成以及氨基酰-t RNA生物合成等循环的异常。综上所述,芳樟醇具有有效的抑菌作用,首先破坏两种供试菌的正常细胞结构,引发细胞膜去极化,细胞渗透性增加,造成胞内物质泄漏。之后,造成细胞代谢活动异常,抑制了两种供试菌的呼吸和能量代谢。最后,引起细胞凋亡。
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