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荧光假单胞菌(P.fluorescens)是一种常见的食源性腐败菌,低温条件下能快速生长繁殖,引起水产品与肉类的腐败变质。更糟糕的是,它可以附着在食物表面并形成生物被膜,使其更难被清除,严重影响了食品品质与卫生安全。通常人们会选择利用抗生素来解决上述问题,但是抗生素的滥用会导致细菌耐药性的出现。因此,开发安全有效杀灭荧光假单胞菌并根除其生物被膜的方法迫在眉睫。研究表明,天然植物提取物,例如酚酸类化合物,具有抗氧化、抑菌与抗炎等优良的生物活性。而相较于酚酸类物质,酚酸酯类物质则具有更强的生物活性。已有研究证明,没食子酸烷基酯(GACs)相较于没食子酸在抑菌、抗生物被膜、抗氧化及抗炎等功效上展现出了更优异的活性。GACs中不同长度的烷基链对其生物活性的影响差异显著,尤其是抑菌活性。其中,分子结构中含有8个碳的烷基支链的没食子酸辛酯(OG)展现出了与细菌膜最佳的亲和力和最优的抑菌活性。同时,OG还被美国食品药品监督管理局(FDA)与世界卫生组织(WHO)所允许作为一种功能性添加剂添加到食品当中。基于此,本研究开发了一种将OG与蓝光(420 nm)辐照结合的超高效光动力失活系统,并首次发现了OG具有抑菌性与光敏性的双重功效。将OG介导的光动力失活技术(PDI)运用于高效杀菌与生物被膜的清除中,并深入阐明了OG介导的PDI抑菌机制,最后将PDI技术与纳米静电纺丝技术相结合,将包含有OG的光敏性纳米材料应用于中国大鲵肉块的贮藏保鲜中,展现了其作为光动力抑菌材料在食品安全领域的广阔应用。本论文主要研究结果如下:1.通过对没食子酸(GA)与没食子酸烷基酯(GACs)的抑菌活性进行了初步筛选,分别选用了荧光假单胞菌(G+)与金黄色葡萄球菌(G-)作为实验菌种,测定了GA与GACs对它们的最小抑菌浓度(MIC)与最小杀菌浓度(MBC)。并结合油脂分配系数分析了GACs的疏水性对上述目标菌的抑制活性的影响。结果显示,OG对两种实验菌皆具有优良的抑菌活性,MIC值与MBC值分别为0.1m M、3.2 m M与0.05 m M、0.1 m M。随后,通过分析细菌对GA与GACs的亲和力,比较了细菌对具有不同烷基链长的GACs的摄取水平与摄取速率,其中OG对荧光假单胞菌与金黄色葡萄球菌都具有最快的摄取速率(90.6 min-1与124.5min-1),这表明了细菌与OG的亲和力最佳,进一步证实了细菌对GACs的亲和力与GACs的抑菌活性关系紧密。最后,通过将OG与蓝光辐照有效结合,实现了OG在低浓度(0.4 m M与0.1 m M)下对荧光假单胞菌与金黄色葡萄球菌的快速杀灭(15 min与10 min)。2.研究了OG与蓝光协同介导的PDI对荧光假单胞菌高效抑菌的抑菌机理。OG由于其疏水部分与细菌细胞膜具有高度亲和性,可以与细菌细胞膜相互作用,发挥其优良的抗菌能力。通过测定蓝光辐照下荧光假单胞菌对OG的摄取情况,发现蓝光辐照有利于促使OG更快更多地渗透入细胞内,胞内积累大量的OG在蓝光辐照时会发生光催化氧化还原反应,发生电子转移产生双氧水(H2O2),H2O2随后被蓝光光解产生羟基自由基(●OH)。因此,产生的●OH会进攻细菌细胞中多个靶点,例如细胞膜、脂质与蛋白质,使得细菌难以产生耐药性。因此,由于OG与蓝光协同作用所产生的ROS具有多靶点的进攻方式,该技术可以被认为是一种低风险、安全高效的杀菌手段。3.研究了OG与蓝光协同介导的PDI对荧光假单胞菌生物被膜的影响。首先研究了OG协同蓝光辐照抑制生物被膜形成的能力,在保证细菌活性的亚致死前处理条件下(0.1 m M+15 min BL),生物被膜的形成量降低了84%,有效地抑制了生物被膜的形成。接着又研究了OG协同蓝光辐照对于成熟生物被膜的清除作用,结果显示,在0.4 m M OG协同蓝光辐照作用90 min后,55%的成熟生物被膜被有效清除。因此,OG介导的PDI还可以有效清除成熟生物被膜,减少其生物量。最后,通过分析生物被膜与上清液中活菌数,发现OG介导的PDI在减少生物被膜生物量的同时,还降低了其中的活菌数,分别使得生物被膜与上清液中活菌数下降了68%与79%。以上结果证明了OG介导的PDI不仅对浮游细菌有高效杀灭作用,还可以抑制生物被膜的形成并有效清除成熟生物被膜。4.研究了没食子酸辛酯/β-环糊精纳米纤维(OG/βCD-IC NFs)作为新型光动力抑菌纳米材料对于中国大鲵肉块的贮藏保鲜作用。OG/βCD-IC NFs作为一种光动力抑菌纳米材料,在溶液环境中可以通过释放OG实现光动力灭菌。与此同时,将OG/βCD-IC NFs包覆于中国大鲵肉块表面,可以有效抑制大鲵表面微生物的生长(前9天无任何微生物检出),并在一定程度上维持了大鲵肉新鲜的风味,延长了货架期。展现了其作为新型光动力抑菌材料在食品安全领域的广阔应用前景。