随着食品供应的日益全球化,由食源性致病菌引起的食品变质和食源性疾病已成为严重的食品安全和公共卫生问题。为防止食源性致病菌带来的巨大经济损失,山梨酸钾和苯甲酸钠等化学防腐剂已广泛用于食品工业。然而,化学防腐剂的持续使用可能导致耐药菌株的出现,给食品安全带来巨大隐患。因此,开发高效、安全、环保的天然防腐剂具有重要意义。单癸酸甘油酯天然存在于椰子油、棕榈仁油和樟树籽仁油中,具有出色的乳化和抗菌性能,有望成为一种多功能食品添加剂。本课题组前期研究发现,单癸酸甘油酯对多种食源性致病菌有较好的抑菌活性,但其作用机制尚未明确。本文以山梨酸钾和苯甲酸钠为阳性对照,研究了单癸酸甘油酯对常见食源性致病菌的抑菌活性。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为指示菌,采用体外抑菌实验、蛋白质组学结合基因敲除技术、转录组学和非靶向代谢组学整合分析等研究手段,从细胞水平、蛋白质水平、转录水平和代谢水平等多层面探究了单癸酸甘油酯的抑菌机理,并以苹果汁、胡萝卜汁和新鲜鸡胸肉为食品模型,评估了单癸酸甘油酯在食品贮藏中的保鲜效果,为开发单癸酸甘油酯成为绿色、安全的食品防腐剂提供理论及应用基础。主要研究结果如下:（1）通过测定最低抑菌浓度（MIC）、最低杀菌浓度（MBC）以及p H对MIC的影响,评估单癸酸甘油酯对多种革兰氏阴性菌的抑菌活性。结果表明,单癸酸甘油酯对大肠杆菌、副溶血性弧菌和痢疾志贺菌的MIC和MBC值相同,分别为1.25、0.625和0.625 m M,均明显低于山梨酸钾和苯甲酸钠。在不同p H条件下,单癸酸甘油酯的抑菌效果保持稳定。然而,单癸酸甘油酯对乙型副伤寒沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌和普通变形杆菌的抑制效果较差,MIC值均大于10m M。杀菌动力学分析发现,1.25m M的单癸酸甘油酯在15min内使大肠杆菌快速失活。细胞膜完整性、内外膜通透性、质子动力势、体外模拟与磷脂双分子层的相互作用等实验结果表明,单癸酸甘油酯能快速透过大肠杆菌外膜,与内膜的磷脂双分子层相结合,破坏其结构完整性,引起质子动力耗散,细菌内外膜的通透性增加。扫描电镜和透射电镜观察进一步证实了单癸酸甘油酯快速破坏大肠杆菌内膜,引起细胞内容物的泄漏。（2）采用微量棋盘稀释法测定单癸酸甘油酯与植物精油对大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌的协同抑菌活性,以提高单癸酸甘油酯对革兰氏阴性菌的抑菌广谱性。结果表明,单癸酸甘油酯和香芹酚组合对两种食源性致病菌均有协同抑菌作用,其分级抑菌浓度指数（FICI）＜0.375。利用多种荧光探针检测单癸酸甘油酯和香芹酚对细菌细胞膜完整性、膜电位和ROS累积的影响,并分析内外膜通透性和菌体细胞形态的变化。结果表明,香芹酚能快速提高大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌外膜通透性,促使单癸酸甘油酯进入细菌周质空间,与细菌质膜结合并破质膜结构,同时单癸酸甘油酯能加剧香芹酚诱导的ROS累积效应,导致菌体死亡。（3）采用i TRAQ蛋白质组学分析单癸酸甘油酯对大肠杆菌蛋白质表达的影响,共筛选出500种差异表达蛋白,其中235种显著上调,265种显著下调。生物信息学分析发现,单癸酸甘油酯能抑制大肠杆菌氨基酸转运和代谢,促进蛋白质合成,导致胞内氨基酸过度消耗;阻碍碳水化合物的转运,促进丙酮酸氧化,抑制糖酵解和TCA循环,干扰电子传递,导致碳水化合物的代谢紊乱,能量供应受到限制;抑制大肠杆菌的应激反应能力,降低其抗逆性。此外,经单癸酸甘油酯处理后,Omp A、Omp C、Omp F、Omp W和Omp X等5种外膜蛋白的表达发生明显变化。通过构建基因敲除菌株和生长抑制率的测定,发现Omp X在调控单癸酸甘油酯进入大肠杆菌过程中起关键作用。结合基因敲除、紫外吸收光谱和分子对接实验探究单癸酸甘油酯与大肠杆菌外膜磷脂酶A的相互作用。结果表明,单癸酸甘油酯通过非极性相互作用与外膜磷脂酶A相结合,激活其磷脂酶活性,水解外膜磷脂,导致内膜磷脂补偿性地转运到外膜,引起内膜消耗和收缩,出现“膜壁分离”现象。（4）通过测定MIC和MBC、p H对MIC的影响、生长曲线和时间-杀菌曲线,评估单癸酸甘油酯对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌等革兰氏阳性菌的抑菌效果。结果表明,单癸酸甘油酯对三种革兰氏阳性菌有较好的抑菌活性,其MIC和MBC值相同,分别为0.625、0.312和0.625 m M,且均明显低于山梨酸钾和苯甲酸钠。当p H值从3增加到9时,单癸酸甘油酯对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌的MIC均保持不变。从菌体微观结构变化、细胞膜完整性、细胞组分变化、细胞膜脂肪酸成分和细胞膜蛋白含量变化、脂肪酸合成相关基因表达变化等方面探讨单癸酸甘油酯对细菌细胞膜的扰动作用。结果发现,经单癸酸甘油酯处理后,金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌的细胞膜脂肪酸含量、SCFAs/BCFAs的比例和膜蛋白的分布均发生明显变化,导致膜流动性的显著性降低。三种细菌均需要合成更多的磷脂,以降低单癸酸甘油酯所引起的细胞膜损伤。（5）采用转录组学和非靶向代谢组学整合分析技术,研究单癸酸甘油酯对金黄色葡萄球菌胞内m RNA和代谢物水平的影响。结果显示,经单癸酸甘油酯（0.312m M）处理后,255个基因和95种代谢物（正离子模式45种,负离子模式50种）发生了显著变化。对转录组学和代谢组学结果关联分析发现,这些差异表达基因和代谢物主要参与氨基酸代谢、糖酵解、丙酮酸代谢、TCA循环、嘧啶代谢等代谢通路。深入分析发现,单癸酸甘油酯引起金黄色葡萄球菌的细胞膜通透性增加,导致氨基酸、N-乙酰化氨基酸、寡肽和胺类等胞内溶质的外泄,胞内渗透压失衡。单癸酸甘油酯抑制了金黄色葡萄球菌氨基酸代谢、TCA循环和电子传递链,阻断有氧呼吸,降低毒力因子活性,导致其生长延滞。亚致死损伤的金黄色葡萄球菌通过增加蛋白合成和嘧啶代谢,增强糖酵解,激活厌氧呼吸,促进生物膜的形成等途径,在单癸酸甘油酯胁迫下存活。（6）以苹果汁、胡萝卜汁和新鲜鸡胸肉为模拟体系,通过菌落计数、理化分析、感官评价等实验评估单癸酸甘油酯在食品贮藏过程中的保鲜效果。结果显示,添加0.625m M单癸酸甘油酯能有效降低苹果汁和胡萝卜汁中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌活菌数,且对其理化和感官特性无显著影响;1.25～2.5m M单癸酸甘油酯腌制鸡胸肉20min,可延缓细菌增殖、脂质氧化和TVB-N值升高,抑制感官品质恶化,延长鸡胸肉的贮藏时间。