【摘 要】
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随着生活质量的改善,人们对食品质量和安全的关注与日俱增。目前由食源性致病菌导致的食源性疾病频发,对人类健康造成严重威胁。金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus,S.aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli,E.coli）是两种典型的食源性致病菌,在日常生活环境中广泛存在,能够寄附在人体的皮肤、鼻腔、咽喉和肠胃中,导致心肌炎、脑膜炎、肺炎等疾病。由于传统的杀菌技
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随着生活质量的改善,人们对食品质量和安全的关注与日俱增。目前由食源性致病菌导致的食源性疾病频发,对人类健康造成严重威胁。金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus,S.aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli,E.coli）是两种典型的食源性致病菌,在日常生活环境中广泛存在,能够寄附在人体的皮肤、鼻腔、咽喉和肠胃中,导致心肌炎、脑膜炎、肺炎等疾病。由于传统的杀菌技术存在着灭活不彻底、营养成分流失等问题,同时抗生素的广泛使用导致大量致病菌出现了强耐药性,因此寻求针对食源性病原菌污染的新型杀菌技术是食品安全的重中之重。光动力杀菌技术是利用光敏剂在光的激发下产生活性氧达到杀菌目的的一项新型杀菌技术,目前已经逐渐在食品行业中应用。针对传统杀菌技术的不足,本文采用纳米二氧化钛和竹红菌素两种光敏剂联合处理研究光动力技术（a PDI）对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用及机理。实验在460 nm的光照激发下进行,分为空白对照组（Ctrl）、阴性组（P25）、阳性组（Hypocrellin B（HB））和实验组（P25+HB）,在不同的光照强度和不同的光敏剂浓度条件下探究协同作用的最佳条件,并在此条件下探究光动力灭活效应的细胞及分子机制,得到如下结果:1)纳米二氧化钛（TiO2NP）和竹红菌素（HB）在可见光（460 nm）的激发下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有协同灭活效应。由于纳米二氧化钛晶型结构的差异,仅P25型的纳米二氧化钛表现出对病原菌的协同效应。革兰氏阳性菌（G+）和革兰氏阴性菌（G-）的差异性使光动力处理对金黄色葡萄球菌（G+）和大肠杆菌（G-）的灭活条件具有明显的差异性。结果显示,在P25浓度100μM、HB浓度10 n M、光照9 J/cm~2的条件下所述光敏剂对金黄色葡萄球菌产生协同抑制效应,使金黄色葡萄球菌的存活率降低1个数量级;而P25浓度300μM、HB浓度25μM、光照60 J/cm~2的条件同样可激发协同抑制效应,并使大肠杆菌的存活率降低3个数量级。本结果表明,纳米二氧化钛和竹红菌素能够产生协同抑菌效果,且联合光动力处理具有明显的浓度特异性和菌株特异性。2)通过碘化丙啶（PI）荧光染色、SYTO9/PI荧光染色、扫描电子显微镜（SEM）等实验发现在P25和HB的协同作用下,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的细胞壁完整性、细胞表面形态以及细菌生物膜形成能力均受到显著损伤,细胞表面变形皱缩,细胞胞内物质泄漏。3)在光动力处理下,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的基因表达水平发生显著变化。金黄色葡萄球菌中与细胞壁稳态和氧化应激相关的基因（Agr A、Mra Z、Lrg A和Cid A）表达改变,同时在大肠杆菌中与细胞壁稳态相关的基因（Arc A、Arc B、Che B、Che W、Frd A、Kdp A、Nar G、Nar Q、Omp R、Pho B、Pho R、Tor R）的表达水平也发生显著变化。在金黄色葡萄球菌中对Lrg A进行过表达会显著增加纳米二氧化钛和竹红菌素对金黄色葡萄球菌的抑制效应,表明在纳米二氧化钛和竹红菌素的联合处理下,金黄色葡萄球菌通过该基因产生应激效应,Lrg A相关的分子调控过程是联合失活效应的关键分子通路。4)纳米二氧化钛和竹红菌素介导的光动力处理对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的协同灭活效应能够在保持苹果品质的同时降低其食源性病原菌的污染,因此在食品中的食源性病原菌防治方面具有良好的应用前景。本研究表明,纳米二氧化钛和竹红菌素介导的光动力处理对典型的食源性病原菌具有显著的协同灭活效应,该光动力过程通过影响细胞壁稳态相关基因的表达水平对食源性病原菌造成损伤,能够在维持食品品质的前提下显著降低食源性病原菌的污染。此研究为控制食源性病原菌的污染提供了新的思路,为光动力杀菌技术在食品安全防治中的广泛应用提供了理论基础。
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