食品在低温保存过程中,经常会受到低温腐败菌的污染,低温腐败菌产生的耐热蛋白酶和脂肪酶导致食品腐败变质。乳酸菌细菌素因其天然、无毒、无残留、高效的抑菌效果而成为研究与开发的热点,但是以nisin为代表的Class I和大部分Class II类细菌素主要是对革兰氏阳性细菌具有抑制作用,而低温腐败菌主要是革兰氏阴性细菌。实验前期分离出一株产植物乳杆菌素的植物乳杆菌菌株,经抑菌试验表明该菌株对以荧光假单胞菌为代表的低温腐败菌具有很好的抑菌效果,本实验对该植物乳杆菌素进行分离纯化,探究对荧光假单胞菌的抑菌机理,并初步分析植物乳杆菌素合成调控相关基因,具体研究结果如下:采用两步法快速纯化植物乳杆菌素,直接将发酵液经过SP Sepharose Fast Flow层析柱进行粗纯,粗纯后收集活性部分进行除盐浓缩,纯化倍数达到133.11,得率为2%;将上一步纯化的活性部分用Superdex Peptide 10/300 GL凝胶柱纯化,纯化后收集活性部分,离心浓缩,纯化倍数达到207.8,得率为0.2%。纯化后的样品经Tricine SDS-PAGE初步进行纯度和分子量的测定,在4.6k Da左右具有单一蛋白条带。采用HPLC鉴定样品纯度,在15.341min时,具有单一的吸收峰证明纯度较高;LC-ESI/MS精确测定分子量,为4.88k Da,同时通过氨基酸分析仪进行氨基酸成分分析,表明该植物乳杆菌素为一种疏水肽,为进一步的结构和特性分析奠定基础。从植物乳杆菌素对荧光假单胞菌生长曲线的影响、细胞形态变化、细胞膜破坏程度、对菌体遗传物质DNA的影响和生物膜的破坏五个方面探究抑菌机理。结果表明,添加不同浓度植物乳杆菌素对荧光假单胞菌的生长具有明显影响,在终浓度25.6μg/mL时,植物乳杆菌素可以完全抑制菌体生长,与链霉素对荧光假单胞菌生长影响的变化趋势相似,推测该抗菌物质的作用方式可能是与细胞内物质结合达到杀菌目的;扫描电镜结果显示作用前后细胞形态发生明显变化,部分细胞膜破裂,细胞基质外泄;流式细胞仪结果显示,随着植物乳杆菌素含量增加,PI的荧光吸收强度逐渐增强,当植物乳杆菌素终浓度在25.6μg/mL以上时,荧光强度增加量不再明显,表明该植物乳杆菌素通过破坏菌体细胞膜而起抑菌作用;对生物大分子DNA破坏性的实验结果表明,DNA条带没有消失,弥散或拖尾等,但是随着植物乳杆菌素浓度增加DNA条带逐渐变淡,表明该植物乳杆菌素对荧光假单胞菌菌体DNA有破坏作用,但具体作用机制仍需进一步探究;最后研究对荧光假单胞菌生物膜作用,结果表明该抗菌物质可以破坏生物膜,并有部分溶菌作用。针对该植物乳杆菌素产量较低,当前有报道群体感应QS系统可以调控植物乳杆菌素的合成,通过引物筛选优化,PCR扩增QS系统相关基因,并将PCR产物回收测序,结果表明该植物乳杆菌中存在调控植物乳杆菌素合成的QS基因。