芳樟醇对福氏志贺菌生长的抑制作用及其复合保鲜膜的探究

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福氏志贺菌(Shigella flexneri,Sh.flexneri)是一种常见且具有传染性的致病菌,常在食品和食品加工环境中发现(如,鲜切水果,蔬菜,肉类和废水)。目前,由于细菌耐药性基因的传播,寻找新型抗菌剂十分必要。芳樟醇是一种数量庞大天然植物提取物,具有广泛的杀菌、抗炎等特性,将它作为天然抗菌剂用于控制食品中的致病菌具有潜在的应用价值。本研究以细胞膜和DNA为靶点探究芳樟醇对福氏志贺菌的抑菌机理。进一步探究了芳樟醇对受福氏志贺菌污染猪肉中福氏志贺菌活性及猪肉品质的影响,通过猪肉蛋白组学研究,将鉴定获得的差异蛋白进行GO(Gene Ontology)注释和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析从而探索芳樟醇延缓受污染猪肉品质下降的机制。基于芳樟醇优良的的抑菌性能,为解决其因挥发性高、水溶性低且稳定性差导致的实际应用受限的问题,开发了一种以明胶/琼脂为基质,以富含花青素的蔓越莓提取物(p H指示剂)和芳樟醇壳聚糖纳米粒子为添加物的纳米粒子功能复合膜,以期为芳樟醇更好应用到食品行业打下基础,也为其深度利用提供新的视野。主要研究结果如下:(1)探究芳樟醇能够Sh.flexneri生长的抑制作用机制。芳樟醇对Sh.flexneri的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)分别为1μL/m L和4μL/m L。生长曲线表明,在MIC浓度下,芳樟醇能够完全抑制Sh.flexneri的生长。进一步探究了芳樟醇对Sh.flexneri的抑菌机理,结果表明芳樟醇能够降低细菌细胞活力、破坏细胞形态,造成细胞膜不可逆损伤和细胞内容物渗漏,并与Sh.flexneri的DNA以沟槽模式结合。在此基础上,芳樟醇可以抑制Sh.flexneri生物膜的形成,消除不同材料表面的成熟生物膜。(2)探究芳樟醇对猪肉中福氏志贺菌的生长及猪肉品质的影响。使用芳樟醇(0、MIC、MBC)对受福氏志贺菌污染的猪肉进行处理,并在特定时间间隔(0、2、4、6和8天)取样以测定芳樟醇对受污染猪肉的品质影响。结果表明芳樟醇能够抑制猪肉中福氏志贺菌的活性,延缓猪肉失重率、色泽(a*、b*、L*值)、p H值、挥发性盐基氮(TVB-N)值的变化。蛋白质组学分析表明芳樟醇能够调控蛋白在猪肉中的表达。结果表明芳樟醇能够延缓受污染猪肉4℃贮藏期内的品质降低。(3)探究芳樟醇纳米粒子对明胶/琼脂基p H颜色指示膜的影响。探究了蔓越莓提取物在不同的p H条件下的颜色改变。将蔓越莓提取物(p H指示剂)与芳樟醇壳聚糖纳米粒子(L-NPs)嵌入明胶/琼脂膜基质开发纳米粒子功能复合膜。通过红外光谱(FTIR)和X-射线衍射光谱(XRD)分析各组分之间的相互作用。此外,热重分析(TGA)进一步证实了这些薄膜具有良好的热稳定性。微观结构证明,蔓越莓提取物和L-NPs与薄膜基质相互作用,均匀分散在明胶/琼脂膜基质中。薄膜的物理性能(厚度、含水率、水溶解度、水接触角和机械性能)表明,L-NPs能够降低薄膜的亲水性,提高薄膜的柔韧性,。此外,蔓越莓提取物在薄膜中仍然具有有效的p H敏感性,蔓越莓提取物和纳米粒子显著提高了薄膜对浮游金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)和大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)的抑制活性和抗氧化活性。整体上,蔓越莓提取物和纳米粒子添加到明胶/琼脂基薄膜中能够制备一种具有p H敏感性、具有良好的抗菌和抗氧化性能的多功能复合膜。
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