【摘 要】
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苯乳酸是近年来发现的一种新型天然抑菌物质,具有广谱抑菌性,不仅能够抑制革兰氏阳性菌和阴性菌,而且能够有效抑制多种真菌。但PLA的抑菌能力较Nisin、ε-聚赖氨酸等生物防腐剂低,作为生物防腐剂使用成本较高,限制了其商业化应用。因此,本研究以期筛选到能够与PLA联用发挥协同增效作用的防腐剂或有机酸,从而降低PLA使用剂量,降低使用成本;此外,研究PLA与协同增效剂的协同抑菌机理,为PLA与防腐剂在食
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苯乳酸是近年来发现的一种新型天然抑菌物质,具有广谱抑菌性,不仅能够抑制革兰氏阳性菌和阴性菌,而且能够有效抑制多种真菌。但PLA的抑菌能力较Nisin、ε-聚赖氨酸等生物防腐剂低,作为生物防腐剂使用成本较高,限制了其商业化应用。因此,本研究以期筛选到能够与PLA联用发挥协同增效作用的防腐剂或有机酸,从而降低PLA使用剂量,降低使用成本;此外,研究PLA与协同增效剂的协同抑菌机理,为PLA与防腐剂在食品防腐中的联合使用提供理论依据。以两种常见食源性致病菌Listeria monocytogenes 10403s和Escherich coli ATCC44752为指示菌,采用二倍稀释法和棋盘法分别测定苯乳酸、各种防腐剂以及有机酸的最小抑菌浓度及联合抑菌指数,并通过时间-杀菌曲线进一步考察协同组合在最优配比条件下的协同抑菌效果。结果表明,筛选出5种与PLA联用能够对E.coli产生协同作用的抑菌剂,分别为苯甲酸钠、山梨酸钾、乳酸、醋酸和柠檬酸。并通过时间-杀菌曲线验证了协同作用效果,1/4MIC浓度PLA分别与1/2MIC浓度乳酸、醋酸、山梨酸钾、苯甲酸钠和柠檬酸联用作用E.coli 24 h后,与空白组相比活菌数分别降低4.24、3.41、2.85、2.79和2.43个对数值。筛选出2种与PLA能够对L.monocytogenes产生协同抑菌作用的有机酸乳酸和醋酸。时间-杀菌曲线结果显示,1/4MIC浓度PLA分别与1/2MIC浓度乳酸和醋酸联合作用L.monocytogenes 24 h后,与空白组相比活菌数分别降低5.29和4.88个对数值。联合使用后,PLA使用剂量降低75%,苯甲酸钠、山梨酸钾、乳酸、醋酸和柠檬酸的使用剂量分别降低50%,大大减少了防腐剂的使用剂量,降低了成本。NPN探针标记测定E.coli外膜通透性研究结果显示,PLA、乳酸和醋酸均能够增加E.coli外膜的通透性,联合使用后通透性破坏程度增加。流式细胞实验检测L.monocytogenes膜完整性破坏情况显示,1/4MIC浓度PLA与1/2MIC浓度的乳酸、醋酸联合作用时,对L.monocytogenes膜完整性的破坏率为96.4%和87.1%,可以达到甚至超过MIC浓度PLA、乳酸和醋酸的作用效果,表明联合使用增加了对L.monocytogenes膜完整性的破坏作用;然而PLA、乳酸和醋酸单独或联合使用对E.coli膜完整性的破坏率均低于10%,表明联合使用也不能够引起E.coli膜完整性的破坏。通过扫描电镜观察作用前后菌体超微结构的变化,可以看出1/4MIC浓度PLA与1/2MIC浓度乳酸、醋酸联用后就能够使菌体表面出现大量凹陷皱缩,且破坏程度较各自单独MIC浓度作用时更为显著,进一步说明联用后对菌体超微结构产生了协同破坏作用。另外,通过荧光光谱法发现PLA、乳酸和醋酸均能够与DNA发生嵌入式结合;当PLA与乳酸、醋酸联用时能够使DNA荧光猝灭程度增强,增加了对DNA稳定性的影响。因此推断,PLA分别与乳酸和醋酸发挥协同作用的机制是通过增强彼此对细胞膜通透性和完整性的破坏;进而细胞膜受损使PLA、乳酸、醋酸更易进入到细胞内部,与DNA结合,影响DNA稳定性,进而发挥协同抑菌作用。
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