新鲜农产品的微生物安全一直是关系公众健康的严重问题。新鲜或鲜切果蔬的消费由于营养和健康的关系而受到青睐,但不幸的是,随着产品消费数量的增加,与此相关的食源性疾病的爆发也增加了。与农产品消费有关的食源性疾病的爆发对生产者和加工者以及消费者来说代价都是相当大的。所以,果蔬的保鲜也成为深受消费者关心的问题,消费者不仅关心果蔬的质地、色泽和营养品质,同时也对果蔬的微生物安全及保鲜剂的安全使用非常重视。本文以致病性的大肠杆菌、沙门菌和单增李斯特菌作为目标微生物,首先以湖北地区特色蔬菜藕带为载体,研究了乳酸的抗菌作用效果,然后从细胞和分子层面,通过生物学手段研究了乳酸对三种常见致病菌细胞的表面特性、形态结构、生理功能与代谢等方面的影响,由此探讨乳酸的抗菌机理。主要研究结果如下：将天然抗菌剂乳酸应用在鲜切藕带上,结果表明0.5%以上浓度的乳酸均能有效地减少藕带上常见食源性致病菌(沙门菌、大肠杆菌和李斯特菌)的含量。用0.5%和2.0%的乳酸处理藕带时,分别可以降低1.5 log CFU/g和2.3 log CFU/g,随着乳酸浓度的增加其抗菌有效性增加。同时,经乳酸处理过的藕带色泽比较好,能明显提升藕带的色泽品质,且在贮藏期间下降缓慢。其中对a*值的影响较为突出,乳酸处理对藕带红度值(a*值)的积累贡献是最小的。试验结果发现,乳酸具有比已广泛商业使用的次氯酸钠在抗菌和改善藕带色泽方面的效果都更佳。研究结果表明,沙门菌、大肠杆菌及李斯特菌在近中性及偏酸性的pH值条件范围内均可以正常生长。另外,结合许多常见即食食物的典型pH值为5.8和6.5,因此将分别选择pH 5.8和pH 6.5作为条件来考察同一pH值条件下乳酸与无机酸(盐酸)对细菌生长影响的差异。通过研究发现,在近中性(pH 6.5)环境下,四种不同浓度的乳酸对三种菌生长的抑制效果普遍优于相同pH 6.5的盐酸组和各自的对照组,而pH 6.5的盐酸组的生长趋势与对照组几乎一样,0.5%及以上浓度的乳酸具有明显的抑制效果,其中1%和2%的乳酸几乎能完全抑制三种菌的生长。而在偏酸性(pH 5.8)环境下,0.25%的乳酸即具有明显的抑菌效果,0.5%及以上浓度的乳酸几乎可以完全抑制三种目标菌的生长。因此,在相同近中性(pH 6.5)和偏酸性(pH 5.8)环境条件下,乳酸对目标致病菌生长的抑制效果优于无机酸(盐酸),且随着pH值的降低差异越大。作为细胞抵御外来抗菌剂作用的第一道屏障,菌体细胞的表面特性及细胞膜的完整性会首先受到威胁。本研究针对乳酸处理后的沙门菌、大肠杆菌和李斯特菌表面电荷(ζ-电位)、表面疏水性、膜的完整性及扫描电镜图像的变化来揭示乳酸对菌体细胞表面特性的影响。ζ-电位的结果显示乳酸处理对三种菌体的表面电荷影响严重,乳酸处理后的菌体表面初始ζ-电位为负,随着处理时间的延长菌体表面的负电荷逐渐减少甚至变为正电荷。通过对乳酸处理后菌体表面疏水性的测定可以发现,处理后的三种菌体细胞表面疏水性都显著升高(p<0.05)。结果还表明,细胞内钾离子外渗的结果与表面电荷的改变是相符的,表明细菌表面的ζ-电位受渗漏出胞外带正电荷的K影响很大。此外,从扫描电镜(SEM)图像可以明显地观察到,经乳酸处理的三种菌均出现有破损,其中大肠杆菌尤为明显。通过考察沙门菌、大肠杆菌和李斯特菌细胞细胞形态和胞内物质的改变来进一步研究揭示乳酸对细菌细胞的影响与作用机制。研究发现,0.5%的乳酸可以使三种菌体细胞在作用2h后完全失活,同时会伴随蛋白质的渗漏。SDS-PAGE图像上乳酸处理组的蛋白条带浓度的明显变浅进一步验证了乳酸可对三种菌体的细胞膜造成破坏,且很有可能对菌体蛋白的含量和活性造成影响。菌体细胞Z-均直径的测定结果显示,经乳酸处理的三种菌体细胞均变小,对沙门菌来说尤其明显,且在透射电镜(TEM)图像上可以明显观察到这一现象。此外,还可以从TEM图像中明显观察到乳酸处理组中已破坏的细胞膜,聚集或无规则分布的菌体细胞内容物。总的来说,结果显示乳酸的处理可以使细菌细胞的生理和形态均发生变化,这也是乳酸发挥其抗菌作用的机制之一。采用蛋白质组学方法,研究乳酸处理对三种目标菌蛋白质组的影响。在沙门菌组中共发现有15个蛋白质差异点,在大肠杆菌试验中共发现有19个蛋白质差异点,在李斯特菌组中共发现47个蛋白质差异点。沙门菌、大肠杆菌和李斯特菌试验中经质谱成功鉴定的蛋白质差异点分别为10个、15个和43个,均包括存在质差异的点(处理后消失或新生成)和存在量差异的点(处理后蛋白量升高或降低的点)。通过对成功鉴定的蛋白点进行GO分析和KEGG pathway分析可发现,乳酸对三种菌的细胞膜和胞内物质均造成破坏,对细胞内的物质代谢和能量代谢均造成重大的影响,其中对李斯特菌的影响涉及的方面更为广泛。除此之外,在所鉴定出的差异蛋白中还有些是酸胁迫的应激反应体现,有些蛋白涉及毒力因子基因,还有些蛋白参与了物质运输、信号转导以及蛋白翻译修饰与折叠等生物功能过程,甚至有些蛋白与基因表达有关。可见,乳酸可通过影响三种菌体的细胞活性和某些生理学功能发挥抗菌作用,最终导致细胞死亡。