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我国淡水鱼产量大且种类丰富,但大多地区以鲜销为主,在低温保鲜条件下贮藏,加工水平较低,这导致了淡水鱼在死后易腐败,对淡水鱼产业造成了巨大的经济损失,以及极大的资源浪费。前人研究表明淡水鱼的腐败变质变主要由腐败菌造成,大部分革兰氏阴性腐败菌的生长及腐败能力由其自身分泌的群体感应AHLs信号分子调控。本文以内蒙古地区常见的鲫鱼、鲤鱼、鲈鱼为研究样品,揭示其在4℃腐败过程中品质变化,并结合高通量测序手段探究鱼体在新鲜点、鲜度终点、腐败点的菌相变化。分离筛选内蒙古淡水鱼的特定腐败菌(SSO),接种鱼汁模型模拟腐败,并构建了以RBL-2H3为生物识别元件的丝网印刷电化学传感器,用于监测、评价AHLs水平变化,为淡水鱼的腐败监测提供新的、高效的技术与手段,为淡水鱼在低温贮藏过程中的腐败预防研究提供理论依据与基础。本文主要的方法与结果如下: (1)淡水鱼于4℃贮藏,随着低温腐败的进行,淡水鱼的pH值、电导率、菌落计数、TVB-N值和感官QI分数显著上升(P<0.05),其中腐败速度最快的为鲈鱼,其次是鲤鱼,鲫鱼最慢。鲫鱼鲜度终点选定为第12d,鲤鱼和鲈鱼为第8d,三种淡水鱼腐败点均为第16d。高通量测序表明鲜度终点菌相构成比新鲜点和腐败点更具有多样性,内蒙古淡水鱼新鲜点优势菌属包括Aeromonadaceae、Ochrobactrum、Shewanella、Acinetobacter、Rhodococcus等;鲜度终点优势菌属包括Aeromonadaceae、Pseudomonas、Shewanella、Vagococcus、Carnobacterium、Moraxellaceae等;腐败点优势菌为Aeromonadaceae、Pseudomonas、Shewanella、Vagococcus等;整个贮藏过程中,Aeromonadaceae占比减少,Shewanella与Pseudomonas比重逐渐增加,Pseudomonas和Shewanella为4℃冷藏下内蒙古淡水鱼腐败过程中的优势腐败菌。 (2)从内蒙古地区三种淡水鱼的腐败样品中,通过4℃生长测试与菌落形态观察结合生理生化鉴定,共分离筛选到候43株选菌株。提取菌株DNA,进行16S rDNA测序,发现候选菌株中气单胞菌属、希瓦氏菌属、假单胞菌属占据主要构成部分。其中气单胞菌属有11株,希瓦氏菌属13株,假单胞菌属8株,另外得到嗜冷杆菌4株,热杀索氏菌2株,肉食杆菌2株,类香味菌属2株以及芽孢杆菌属1株。判断Pseudomonas fluorescens strain L228荧光假单胞菌与Shewanella baltica OS678希瓦氏菌是内蒙古鲫鱼、鲈鱼、鲤鱼在4℃腐败过程中的特定腐败菌。 (3)选用8mg/mL多壁碳纳米管(MWNTs)修饰丝网印刷电极(SPCE),扫描电镜以及电化学表征证明MWNTs修饰后SPCE电极基础电阻大幅降低,灵敏度提高。优化氧化石墨烯(GO)在海藻酸钠(NaAlg)凝胶中比例,结果表明最优浓度为0.1mg/mL。多晶体X射线衍射和傅里叶红外光谱检测发现GO和NaAlg形成凝胶后良好融合,扫描电镜观察到凝胶呈3D网状结构,能稳固的包裹高浓度的RBL-2H3细胞。传感器的电化学表征结果中CV、DPV和EIS测试结果证明细胞传感器的构建成功。电极上细胞在1×103~1×108cells/mL浓度范围内的电阻值线性上升,线性方程为y=720.04x+397.35,R2=0.9853,选择1×107cells/mL作为最优细胞浓度进行后续的实验。 (4)经过CCK-8细胞活力检测、Ca2+荧光探针检测以及流式细胞术检测,发现5种AHLs对RBL-2H3细胞均有着不同程度的损伤作用,并诱导细胞凋亡。透射电镜以及扫描电镜观察到AHLs对细胞损伤主要为细胞膜破损,细胞释放内容物伴随颗粒脱出,损伤严重的细胞皱缩甚至破碎,细胞核消融。使用RBL-2H3细胞构建电化学传感器检测Pseudomonas以及Shewanella的主要信号分子3OC12-HSL与C4-HSL标准品,3OC12-HSL浓度在0.1~1.0μM范围内,ΔRet与3OC12-HSL浓度具有线性关系,线性方程为y=-1530.5x+3789.6,R2=0.9904;C4-HSL浓度在0.2~1.0μM范围内,线性方程为y=-1321.5x+4340.5,R2=0.9755,两者检测限均在0.1μM左右。结果表明该电化学细胞传感器可以用于AHLs水平评价。 (5)将特定腐败菌Pseudomonas以及Shewanella,分别接入无菌鱼汁中于4℃条件下模拟腐败,随着时间的延长,鱼汁中细菌浓度及TVB-N值逐步上升,蛋白质浓度下降。电化学细胞传感器检测细胞电阻值变化表明,Pseudomonas以及Shewanella产生的AHLs浓度在0~6d逐步增加,并在第6d到达最高后下降,菌株腐败能力也随之降低,表明AHLs对腐败能力具有调控作用。