细菌素可作为食品添加剂用于控制食源性致病菌、延长货架期、替代抗生素等,具有广阔的应用前景。在之前的研究中,通过结合面包乳杆菌MN047的全基因组序列和多肽信息学分析的方法,鉴定得到一种新的II类细菌素(细菌素BM1029)基因,并在大肠杆菌表达系统中成功表达。基于此,本研究以新型异源表达细菌素BM1029为研究对象,探究了BM1029对大肠杆菌ATCC25922和金黄色葡萄球菌ATCC25923的抑菌作用及机制。主要研究内容与结果如下:(1)对得到的工程菌株使用IPTG进行诱导,反复冻融裂解细胞,离心后得到的上清作为细菌素粗品。通过透析、超滤等方式除去盐离子及杂质蛋白,之后使用离子交换色谱和高效液相色谱等方式进一步分离纯化,通过LC-MS/MS鉴定纯化后的样品。获得14个片段,覆盖率为88.52%,表明纯化得到的蛋白为目标细菌素。结构和性质预测表明细菌素BM1029具有α-螺旋结构,较高的稳定性,功能注释为可能的DNA结合蛋白。(2)通过琼脂扩散法测定了细菌素BM1029的抑菌谱及稳定性,结果表明BM1029对测试的革兰氏阳性和革兰氏阴性食源性致病菌均显示出较强的抑菌活性,对测试菌株的最小抑菌浓度范围在2-32 mg/L。同时,细菌素BM1029在60、80、100和121°C下处理5、10和20 min后,抑菌活性仍然能维持在较高水平;用不同的p H(2-11)、表面活性剂处理后细菌素BM1029的抑菌活性没有发生明显的下降,表现出了较高的热稳定性、p H耐受性和化学试剂稳定性。此外,细菌素BM1029在测试浓度范围内没有发生明显的溶血现象,溶血率与氨苄西林类似,缺乏对真核细胞的活性。在对生长曲线和时间杀灭动力学的分析中发现,BM1029可抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的增长速率,降低活菌数,在一定程度上,相同时间内细菌素BM1029作用于大肠杆菌的效果强于作用于金黄色葡萄球菌。(3)为了阐明细菌素BM1029对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的作用模式,进行了抑菌机制的研究。扫描电镜(SEM)表明细菌素BM1029可导致指示菌细胞表面的形态变化,细菌素处理后的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的表面会出现褶皱、凹陷、凸起等现象。透射电镜(TEM)观察到大肠杆菌和金黄色葡萄球菌经BM1029处理后,胞内物质泄漏,内部的核糖体和DNA分布不均匀,表明BM1029的作用位点也可能存在于周质空间。乳酸脱氢酶(LDH)的释放实验表明BM1029会诱导大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的细胞膜的通透性增加。通过流式细胞仪测定碘化丙啶(PI)的释放发现大分子PI透过细胞膜结合指示菌的DNA,表明BM1029会破坏指示菌细胞膜的完整性。相比较于金黄色葡萄球菌,经BM1029处理后的大肠杆菌存在更多的LDH释放和PI摄取,说明其具有更高的细胞膜破损。凝胶阻滞实验表明BM1029会结合指示菌的DNA。此外,BM1029会干扰大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的细胞周期,使其细胞周期被阻滞在R期。(4)细菌素BM1029在奶制品和肉制品贮藏期间的应用结果表明BM1029会抑制牛奶和牛肉中大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长。此外,BM1029的存在也会降低牛奶贮藏间p H的下降速率和牛肉冷藏过程中的总菌落数。综上所述,新型细菌素BM1029具有广谱抑菌活性及良好的稳定性,可作为食品防腐剂在奶类及肉类产品中应用。