金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)和副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是常见的食源性致病菌,都能影响食品的质量安全,对人体健康造成威胁,严重的可引起死亡。生物膜(biofilm)是由微生物形成的被其自身分泌的胞外基质所包裹的一类群体,这种特殊的结构能够抵御多种抗生素及抗菌剂的作用,从而有助于微生物自身的生存。但在医疗与食品安全领域,这种机制则可能引起严重的感染风险。而传统的用抗生素、消毒剂等处理的策略,不仅效果有限而且容易使细菌产生耐药性。因此开发出安全、高效、天然的抗生物膜的物质则具有非常重要的意义。本研究采用水提法和醇提法对10种天然香辛料(花椒、胡椒、丁香、肉桂、迷迭香、辣木叶、辣木茎、大蒜、洋葱、小茴香)的抑菌物质进行提取,在研究其抑菌能力的基础上筛选出抑菌能力强的提取物,进一步通过结晶紫染色法、微量二倍肉汤稀释法、XTT减低法、苯酚硫酸法以及激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)等方法来探究香辛料提取物对三种致病菌生物膜的抑制和清除作用。研究内容及结果如下:1.针对10种香辛料的提取物,用牛津杯法测定其对三种致病菌的抑菌作用。结果表明:不同的香辛料对不同的菌种有不同的抑制效果,大蒜、肉桂、辣木叶、辣木茎、丁香等都表现出很强的抗菌作用,而花椒、胡椒、小茴香、迷迭香等则相对较弱,洋葱的乙醇提取物和水提取物都没有表现出抑菌作用。总体上乙醇提取物的抑菌效果要强于水提取物,副溶血弧菌对香辛料的敏感性强于金黄色葡萄球菌和副溶血弧菌。2.根据抑菌圈的大小,针对每种致病菌选取两种抑菌效果最好的提取物并对其进行了复配,然后进行最小抑菌浓度(MIC)的测定。结果表明:所有的提取物对各自对应菌的MIC都在6.25mg/mL与12.5 mg/mL之间;相同的提取物对不同的菌种,其MIC也有所不同,如大蒜对金黄色葡萄球菌的MIC为12.5 mg/mL,而对副溶血弧菌的MIC则为6.25 mg/mL,说明金黄色葡萄球菌对大蒜的耐受性要强于副溶血弧菌;同时在复配实验中,我们发现,所有的复配物的抑菌能力并没有比单一提取物的强。3.通过结晶紫染色法研究pH、温度、时间以及营养水平等因素对生物膜形成的影响。结果表明:三种致病菌在一定的pH范围,只要不是过酸或过碱的环境,都能形成生物膜,但相对来说它们都更适于偏碱性的环境;而温度对生物膜形成的影响则更显著,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最适温度为37℃,副溶血弧菌的最适温度为30℃;时间对生物膜形成的影响也比较显著,而且三种致病菌的生物膜都在48h后达到成熟;富营养水平能够显著增加生物膜的形成量。4.根据筛选得到的香辛料提取物,分别研究其对三种致病菌生物膜形成的影响。结果发现:亚抑菌浓度的提取物都能够对生物膜的形成产生抑制作用,而且其还能抑制生物膜内细菌的代谢活性,减少细菌胞外多糖的分泌。CLSM观察发现,处理后死细胞的数量明显增多,且生物膜的厚度明显变小。5.进一步研究高抑菌浓度的提取物对成熟生物膜的清除能力。结果表明:高浓度的提取物对成熟的生物膜起到一定的清除作用,且能进入生物膜的内部杀死细菌,同时减少胞外多糖的附着,通过CLSM也观察到同样的现象。综上所述,本研究的香辛料具有一定的抑菌能力,且能够对生物膜产生抑制及清除作用,具有重要的开发潜力及应用价值。