核黄素光动力耦合弱碱性电解水灭活沙门氏菌的初步机理研究

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuezhiyong2003
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光动力灭活(PDI)目前主要在临床医学领域有一些报道。一般而言,相关研究主要集中在PDI对癌细胞失活的效力。在食品工业中,一些研究也评估了PDI对食源性病原体的杀菌能力,但化学染料(伊红Y、亚甲基蓝、竹红菌素B)被广泛用作光敏剂,这大大限制了PDI在食品中的应用。在此条件下,利用姜黄素可食性光敏剂构建PDI,以杀灭纯培养物或食品中的细菌,但姜黄素具有疏水性,水溶性低,理化稳定性差。此外,这些研究主要集中在细菌细胞数量的减少,但没有研究PDI的杀菌机制。基于此,本文首先选择了常见的革兰氏阴性食源性致病菌沙门氏菌为研究对象,(1)利用可食性光敏剂核黄素构建了新型光敏剂PDI,因为核黄素是一种水溶性维生素B2,易溶于盐溶液,作为食品添加剂,其用量可能更大。此外,作为一种光敏剂,我们更希望在PDI中产生~1O2来潜在地杀灭细菌。其次,我们通过测量DNA完整性、蛋白质变化、形态变化、细胞膜损伤等,系统地阐明了核黄素介导的PDI的杀菌机理;(2)为了更好的提高PDI杀菌效率,我们用核黄素介导的PDI耦合弱碱性电解水,从而做到降低核黄素用量及节约时间成本,与此同时也探究了其杀菌效率提高的原因以及杀菌机理研究;(3)为了促进PDI在食品工业中的发展和应用,我们研究了核黄素介导的PDI以及PDI耦合弱碱性电解水对金枪鱼表面的沙门氏菌的杀菌作用,并通过水迁移率、脂质氧化、总蛋白含量、总挥发性碱性氮含量等方面进一步探讨了这两种处理方法对金枪鱼品质的影响,为新型PDI在食品工业中的开发和应用提供了依据。1.核黄素光动力灭活沙门氏菌的研究研究了新型核黄素介导蓝色发光二极管(LED)的光动力灭活(PDI)对沙门氏菌的杀菌作用及机理研究。杀菌结果表明,在辐照剂量为9.36 J/cm~2、核黄素浓度为150μmol/L的条件下,PDI对浮游态沙门氏菌的灭活率大于6.0 Log CFU/mL。杀菌机理分析表明,PDI处理破坏了沙门氏菌的细胞壁,降解了RNA,破坏了细胞膜功能,但几乎没有降解沙门氏菌的基因组DNA。因此,本研究加深了对核黄素介导的蓝光PDI对食源性致病菌的灭活作用及灭活机理的认识。2.核黄素光动力耦合弱碱性电解水高效灭活沙门氏菌的初步机理研究本研究在第二章研究基础之上,光动力通过耦合弱碱性电解水(PDI-SALEW)提高其杀菌效率,并通过测定其可见光光谱及单线态氧的产生来揭示杀菌效率提升原因。结果表明PDI-SALEW可降低核黄素自聚集,并使单线态氧的产生速率增大,最终使其杀菌速率较单纯的PDI增强。除此之外,也通过观察细胞形态,细胞壁完整性分析,细胞内成分泄露,细胞膜脂质氧化,DNA和胞内蛋白质探究其杀菌机理。结果表明,PDI-SALEW主要通过攻击细菌DNA,蛋白质,脂质,细胞壁和细胞膜来有效地使浮游沙门氏菌失活。3.核黄素光动力耦合弱碱性电解水灭活沙门氏菌及其对金枪鱼品质的影响本章以金枪鱼为研究对象,研究单纯的PDI及PDI-SALEW对金枪鱼上的沙门氏菌的灭活作用,并通过水分子迁移及各种水分含量,脂质氧化,脂肪酶活性,总蛋白含量和总挥发性盐基氮含量评价这两种方法对金枪鱼的质量影响。结果表明,在辐照剂量为93.6 J/cm~2、核黄素浓度为150μmol/L的条件下,PDI有效地降低了金枪鱼沙门氏菌2.1 Log CFU/mL;而在辐照剂量为18.72 J/cm~2、核黄素浓度为120μmol/L的条件下,PDI-SALEW有效地降低了金枪鱼表面4.30 Log CFU/mL沙门氏菌。对于单纯的PDI及PDI-SALEW,高剂量辐照促进了金枪鱼肌原纤维外空间滞留水向游离水的转化,共同促进了脂质的氧化,但对金枪鱼总蛋白质和总挥发性碱性氮含量无明显的负效应。
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