【摘 要】
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产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）是肉制品中常见的有害菌,其在食品加工环境中形成的生物膜很难去除,对肉制品安全造成极大威胁。目前,食品加工环境中C.perfringens生物膜的形成规律与特征尚不清楚,这给C.perfringens生物膜的防治带来挑战。乳酸菌预先形成生物膜作为一种新型的防控有害细菌生物膜策略,其对C.perfringens生物膜的抑制效果与机理尚未明晰
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产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）是肉制品中常见的有害菌,其在食品加工环境中形成的生物膜很难去除,对肉制品安全造成极大威胁。目前,食品加工环境中C.perfringens生物膜的形成规律与特征尚不清楚,这给C.perfringens生物膜的防治带来挑战。乳酸菌预先形成生物膜作为一种新型的防控有害细菌生物膜策略,其对C.perfringens生物膜的抑制效果与机理尚未明晰。本文研究了产芽孢能力不同的两株C.perfringens在不锈钢表面形成生物膜的规律与特征;通过筛选确定具有抑制C.perfringens生物膜形成能力的植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）R2,并探究了其预先形成生物膜对C.perfringens生物膜形成的抑制机理;从L.plantarum生物膜中提取胞外聚合物（Extracellular polymeric substances,EPS）,探究了其对C.perfringens生物膜的抑制效果与机理。研究结果如下:（1）在相同温度下,不同C.perfringens菌株形成生物膜的规律整体相似。在10℃培养初期,C.perfringens分泌较多的蛋白质促进其粘附（P＜0.05）;在25℃培养下,C.perfringens形成的生物膜细胞数量更多,且生物膜内的蛋白质和多糖含量均呈先上升后下降的趋势（P＜0.05）。在形成生物膜过程中,两株C.perfringens生物膜内均未观察到芽孢形成。C.perfringens在10℃条件下培养3 d形成生物膜时,Spo0A和Sig F基因的相对表达量相比于培养1 d时显著上调（P＜0.05）,而Sig E和Sig K基因的相对表达量显著下调（P＜0.05）,这说明在10℃条件下C.perfringens生物膜细胞不对称分裂后σF因子调控母细胞中σK和σE因子的过程可能受阻;在25℃培养3 d时,C.perfringens生物膜细胞的Spo0A基因的相对表达量显著下调（P＜0.05）,这可能导致Spo0A无法正常调控σF因子的合成。（2）在72 h的培养周期内,L.plantarum R2生物膜可显著抑制C.perfringens生物膜的形成。L.plantarum生物膜可显著增加生物膜内AI-2活性、活性氧（ROS）水平和超氧化物歧化酶（SOD）活性（P＜0.05）。荧光定量PCR结果表明,L.plantarum R2生物膜可显著下调C.perfringens浮游菌体的Cid A、Pil T和Spo0A基因的表达量（P＜0.05）,导致浮游菌体的粘附能力下降;同时,可显著上调C.perfringens Lux S和Ahpc基因的表达量（P＜0.05）,说明其增强了C.perfringens生物膜细胞的群体感应并引起氧化应激;此外,C.perfringens Spo0A基因表达量下调,这直接减少了C.perfringens生物膜的形成。（3）L.plantarum R2生物膜内提取的EPS可显著抑制C.perfringens浮游菌体的生长和生物膜的形成。经EPS处理后,C.perfringens浮游菌体的细胞膜完整性被破坏。同时,EPS亦会影响菌体的运动能力,降低其对载体表面的粘附。在生物膜形成与发展过程中,EPS可通过增强群体感应与氧化应激水平,减少生物膜的形成。
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