甘油糖酯具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等多种生物活性,在食品、化妆品、生物制药等行业具有广泛的应用前景。已有研究报道表明甘油糖酯具有良好的抑菌活性,但对于其具体的抑菌模式和作用方式尚不清楚。因此,本文在实验室前期研究的基础上,利用酶法催化合成半乳糖基月桂酸甘油单酯,研究其对以食品中常见腐败菌的抑菌活性和稳定性,探究其抑菌的具体作用机制。主要结果描述如下:1.半乳糖基月桂酸甘油单酯抑菌活性和稳定性的测定。采用打孔法研究半乳糖基月桂酸甘油单酯对食品中常见腐败菌和致病菌的抑菌效果;采用倍比稀释法测定其对几种细菌的最小抑菌浓度(MIC);采用平板稀释法和光电比浊法研究半乳糖基月桂酸甘油单酯的抑菌稳定性和抑菌时效。结果表明:半乳糖基月桂酸甘油单酯对大肠杆菌、荧光假单胞菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌活性,对黄曲霉、黑曲霉和酿酒酵母等真菌的抑制效果不明显或无抑制性。其中半乳糖基月桂酸甘油单酯对荧光假单胞菌的MIC为0.078 mg/mL,对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC均为0.156 mg/mL。单月桂酸甘油酯对pH值、温度和紫外照射有较强的抑菌稳定性,但对NaCL盐不稳定,这可能是因为半乳糖基月桂酸甘油单酯是一种非离子表面活性剂,生物表面活性剂主要特性就是耐酸、热及离子强度、低毒性和生物可降解性等。半乳糖基月桂酸甘油单酯对蜡样芽孢杆菌的抑菌时效好于对大肠杆菌的效果,36 h内对蜡样芽孢杆菌的抑菌率几乎保持在100%不变。随着时间的增加,半乳糖基月桂酸甘油单酯对大肠杆菌和蜡样芽孢杆菌的抑菌率呈下降的趋势,这可能是因为大肠杆菌和蜡样芽孢杆菌酶系降解了半乳糖基月桂酸甘油单酯,解除其对细胞的生理代谢的干扰的结果。2.半乳糖基月桂酸甘油单酯对细菌细胞壁、膜的作用机制。以蜡样芽孢杆菌和大肠杆菌为实验菌株,采用生长曲线法测定半乳糖基月桂酸甘油单酯对细菌生长的影响;采用分光光度法研究其对细菌细胞壁通透性、膜通透性和胞内大分子物质泄漏的影响;通过扫描电镜和透射电镜观察半乳糖基月桂酸甘油单酯对细菌形态结构的影响。结果表明:半乳糖基月桂酸甘油单酯能在延至期或对数期初期抑制蜡样芽孢杆菌和大肠杆菌的生长,使其不能达到正常的生长高峰。半乳糖基月桂酸甘油单酯能破坏蜡样芽孢杆菌和大肠杆菌菌体细胞壁和细胞膜的完整性,使菌体细胞壁和细胞膜的通透性增加,胞内具有紫外吸收的大分子物质外泄,影响细菌的新陈代谢和各种生理活动,最终导致细菌的死亡,并且半乳糖基月桂酸甘油单酯对菌体细胞膜的作用强度还与其浓度大小有关。半乳糖基月桂酸甘油单酯还能使蜡样芽孢杆菌和大肠杆菌的细胞形态结构发生改变,表面形成明显的褶皱,菌体边缘模糊,细胞壁和细胞膜裂解、模糊甚至完全消失,部分菌体变形。3.半乳糖基月桂酸甘油单酯对细菌代谢活力、DNA和蛋白质的影响。以蜡样芽孢杆菌和大肠杆菌为实验菌株,采用分光光度法测定半乳糖基月桂酸甘油单酯对细菌代谢活力和对细菌膜蛋白构象的影响,通过琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰氨凝胶电泳(SDS-PAGE)观察半乳糖基月桂酸甘油单酯对细菌基因组DNA和蛋白质表达的影响。结果如下:半乳糖基月桂酸甘油单酯进入细菌细胞内后,能抑制蜡样芽孢杆菌和大肠杆菌的代谢活力,使代谢生成的活化氢离子减少,且抑制作用强度随物质的浓度的增大而增强。这可能是因为半乳糖基月桂酸甘油单酯破坏了细菌细胞完整的结构,使其细胞膜通透性增加,大量的离子、核酸类及蛋白等物质发生泄漏,致使细胞代谢紊乱,从而使其代谢活力受到了抑制。琼脂糖凝胶电泳实验表明半乳糖基月桂酸甘油单酯不仅对菌体基因组DNA有一定的破坏作用,使DNA发生不同程度的断裂,造成DNA的损伤,而且能影响菌体DNA的合成,使DNA的含量减少。半乳糖基月桂酸甘油单酯对蜡样芽孢杆菌和大肠杆菌细胞膜上的氨基酸残基具有淬灭作用,荧光强度下降,改变菌体细胞膜蛋白质的构象。SDS-PAGE凝胶电泳实验表明半乳糖基月桂酸甘油单酯对蜡样芽孢杆菌蛋白质的合成有一定的影响,不能使大肠杆菌细胞内蛋白质合成完全受阻。综上所述,本论文利用细胞生物学、生物化学等方面的知识,初步研究了半乳糖基月桂酸甘油单酯的抑菌机理。研究发现半乳糖基月桂酸甘油单酯对细菌的抑制作用并不是单独的方式,它包括一系列的过程,其中细胞壁和细胞膜是半乳糖基月桂酸甘油单酯的重要靶点。半乳糖基月桂酸甘油单酯通过改变膜蛋白构象,破坏细胞膜的结构,使细胞膜通透性增加,导致胞内大分子物质外泄,进入细胞内后,使细胞代谢絮乱,破坏菌体DNA的结构,造成DNA的损伤,影响菌体DNA和蛋白质的合成,最终造成细菌死亡。