香芹酚纳米乳液制备及其对腐败希瓦氏菌的抑制作用

【目的】探究使用超声波乳化法制备香芹酚纳米乳液(Carvacrol nanoemulsion,CNE)的最佳条件,并分析CNE抑制腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)的作用机制。【方法】通过正交实验优化CNE制备条件,分析乳化剂吐温-80用量、油相占比与超声时间对CNE平均粒径影响,对优化后的CNE进行平均粒径、多分散指数、形态、稳定性与抗菌活性表征,并初步探究其对腐败希瓦氏菌的作用机制。【结果】乳化剂吐温-80体积分数为11%、油相香芹酚体积分数为5%、超声时间为5 min时,CNE平均粒径最小,为(145.83±4.77)nm。优化后制备的CNE在热处理(25~100℃)条件下维持稳定,在pH接近中性时的Zeta电位绝对值较高,且在4℃下最适合贮藏。制备的CNE对腐败希瓦氏菌的最小抑菌浓度(MIC)为15.63μL/mL。腐败希瓦氏菌在CNE的处理下,其碱性磷酸酶活性上升,琥珀酸脱氢酶活性下降,蛋白质、核酸泄露量增加。推测CNE是通过破坏细胞壁完整性、细胞膜通透性和能量代谢途径抑制腐败希瓦氏菌生长。【结论】以香芹酚为原料制备的CNE对腐败希瓦氏菌具有较好抑制效果,具备作为鱼类保鲜抗菌剂的潜力。

低浓度微酸性电解水对纯培养及海虾中副溶血性弧菌与腐败希瓦氏菌的杀灭作用

为探究低浓度微酸性电解水(low concentration slightly acidic electrolyzed water,LcSAEW)对纯培养及海虾中的副溶血性弧菌与腐败希瓦氏菌的杀灭作用,该研究通过平板计数、生长曲线、电导率、膜电位、胞内物质渗漏量、活性氧和显微镜观察分析了LcSAEW对两种细菌的抑菌效果、细胞膜完整性以及细胞形态的影响。结果表明,有效氯浓度为4、8 mg/L的LcSAEW处理纯培养副溶血性弧菌与腐败希瓦氏菌30 s时,菌落数均降低8 lg CFU/mL以上。用10 mg/L的LcSAEW处理接种两种目标菌的海虾10 min后,菌落数分别降低1.6、1.25 lg CFU/mL。LcSAEW处理后,2种细菌的代谢活性和胞内ATP浓度均降低,而电导率、胞外DNA、蛋白质和K^(+)含量均上升。此外,膜电位呈现超极化,胞内活性氧累积,细胞形态出现凹陷、皱缩现象。综上所述,LcSAEW可以破坏细胞结构、细胞膜通透性,导致细菌活性紊乱甚至凋亡。该研究可为LcSAEW在水产品中的应用提供理论依据。

腐败希瓦氏菌的适冷机制研究进展

水产品在低温冷藏保存过程中会受低温特定优势腐败菌的污染而生成刺激性气味的代谢产物,感官发生不良变化,严重影响着冷链食品安全,其中腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)是多种水产品的特定腐败菌之一。本文通过分析腐败希瓦氏菌适冷性质与脂质、细胞膜、酶等因素之间的关系,阐述了腐败希瓦氏菌通过对脂肪酸代谢途径和细胞膜成分的改变,调节和维持细菌在低温下基本细胞膜流动性和物质交换能力,降低胞外环境的胁迫压力,并且发现胞外生物膜的形成会增强腐败希瓦氏菌冷适应能力。此外,甘油磷脂、溶血磷脂和相关酶等生物活性大分子调节合成和代谢途径能够影响腐败希瓦氏菌在低温下冷适应生长过程。转录组学研究也详细揭示了细菌通过代谢调节来维持其冷适应能力。因此,本文综述了腐败希瓦氏菌多种适冷调控机制,以期为保障水产品质量和安全提供新的思路。

冷藏大黄鱼腐败希瓦氏菌的鉴定与抑菌剂筛选

以福建宁德三都澳海域养殖的大黄鱼为试验材料,对在4℃冷藏15 d后的大黄鱼肉中冷藏终期的优势腐败菌希瓦氏菌进行分离、纯化和鉴定;采用牛津杯法、打孔法研究聚赖氨酸、壳聚糖、紫菜多酚等抑菌剂对DHY-1腐败希瓦氏菌的抑菌效果.结果表明,用选择性培养基可以分离出冷藏腐败大黄鱼中的腐败希瓦氏菌.紫菜多酚、聚赖氨酸、壳聚糖均对DHY-1腐败希瓦氏菌都有抑菌效果.聚赖氨酸对DHY-1希瓦氏菌的最小抑菌浓度为0.5 mg/mL.

基于转录组学的多组学分析腐败希瓦氏菌冷适应的机制

该文基于转录组(high-throughput transcriptome sequencing,RNA-seq)分析腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)ATCC8071在低温下基因表达的差异性。结果表明,在低温条件下,S.putrefaciens中2142个基因的表达具有明显差异,其中对S.putrefaciens低温冷适应机理起重要的作用基因大量集中于脂肪酸代谢、能量代谢相关通路中。进一步对S.putrefaciens差异基因联合低温条件下脂质组学与蛋白组学数据进行分析,结果表明,在低温下S.putrefaciens基因的差异在不同基因表达层面都表现出明显的一致性,表明脂肪酸代谢与能量代谢的改变对S.putrefaciens冷适应贡献的机制。

水产品腐败希瓦氏菌CsrA蛋白序列特征及应激响应的基因表达分析

目的:探究水产品腐败希瓦氏菌中重要转录后调控蛋白CsrA的序列特征及基因表达模式。方法:克隆腐败希瓦氏菌csrA基因,采用生物信息学手段分析CsrA结构及蛋白互作网络等,利用实时荧光定量PCR技术分析csrA对冷热、高盐、饥饿、乙醇和群体感应信号分子的应激响应表达特性。结果:CsrA为高度保守的亲水蛋白,含9个磷酸化位点,含1个α-螺旋和5个β-折叠,活性结构以二聚体形式存在,预测其互作蛋白涉及参与蛋白合成、鞭毛组装与运动、生物膜形成及群体感应调控等。4℃培养5 h显著诱导csrA基因的表达,而45℃培养1 h会立即诱导csrA基因的表达;高盐浓度能显著诱导csrA基因的表达;csrA基因在营养缺失培养基中的表达均呈逐渐升高趋势,5 h时显著高于对照组;5%乙醇处理组csrA基因表达量持续上调而10%乙醇会使csrA表达水平下降;群体感应信号分子可诱导csrA基因表达上调。结论:CsrA与腐败希瓦氏菌致腐密切相关,在其应对不同环境条件时发挥重要作用,研究结果可为进一步解析CsrA的生物学功能提供参考。

改性SiOx/WPU涂膜对腐败希瓦氏菌生物被膜的抑制作用

为获得对水产品中腐败希瓦氏菌生物被膜具有优良抑制性能的水性聚氨酯(WPU)涂膜,以不同微观形貌的SiOx微纳米粒子为粗糙度构建因子,采用滴涂法制备SiOx/WPU涂膜,测定改性SiOx/WPU涂膜表面的疏水疏油性能、表面能、微观形貌和热稳定性能,揭示改性SiOx/WPU涂膜对腐败希瓦氏菌生物被膜的抑制机制。结果表明,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的SiOx颗粒为粗糙度构建因子制备的C-SiOx/WPU涂膜,尽管表面氟含量最高,但其水和正十六烷接触角分别为139.0°±3.5°和0°,仅表现为疏水超亲油性,热稳定性和抗细菌黏附性最差;改性气相纳米SiOx/WPU涂膜表现为超疏水超亲油性,热稳定性最好,且可以抑制腐败希瓦氏菌的初期黏附;以改进的Stober法在同一溶剂体系中制备和改性SiOx微纳米粒子为粗糙度构建因子制备的改性微米级SiOx/WPU涂膜为超双疏表面,热稳定性较高,对腐败希瓦氏菌不可逆黏附的抑制最好,可有效降低生物被膜的代谢活性,减少胞外多糖(EPS)的分泌,培养24 h后其表面刚开始形成微菌落。本研究的超双疏性改性微米级SiOx/WPU涂膜可用于制备食品包装材料,为抗生物被膜材料在食品包装领域的应用提供技术支持。

等离子体活化水对腐败希瓦氏菌杀菌效果及机理

为探究等离子体活化水(plasma activated water,PAW)对水产品中常见的腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)的杀菌效果及其作用机制。本实验通过平板计数、荧光染色、扫描电子显微镜等方法,研究了PAW对Shewanella putrefaciens的杀菌作用以及对其细胞形态、细胞膜通透性、细胞膜电位和细胞内容物泄漏情况等指标的影响。结果表明:PAW能显著降低Shewanella putrefaciens的数量(P<0.05),经等离子体放电120 s的活化水(PAW120)处理6.0min后,菌落数对数值减少了7.44(lg(CFU/mL)),细菌形态发生皱缩和破裂,内膜和外膜通透性分别增加了989.31%和474.51%,胞内核酸、蛋白等大分子发生泄漏,电导率显著升高(P<0.05);傅里叶变换红外光谱分析结果显示,经PAW120处理后细菌细胞脂质和蛋白质结构发生变化。综上所述,PAW能够通过破坏细胞壁从而使细胞膜通透性增大、细胞内蛋白和核酸流出,最终导致细胞死亡。本研究可为PAW在水产品保鲜中的应用提供理论依据。

水产品腐败希瓦氏菌外膜脂蛋白受体结构、功能及基因表达分析

外膜脂蛋白受体LolB是革兰氏阴性菌运输脂蛋白的关键因子。采用生物信息学方法和实时荧光定量PCR技术探究水产品腐败希瓦氏菌LolB的理化性质、结构和功能及其在不同环境中的基因表达变化。结果表明:lolB基因具有较高的序列保守性;其蛋白LolB分子质量约为23 ku,是稳定的亲水性蛋白,含有信号肽,具有21个磷酸化位点,不具有跨膜结构。LolB的二级结构以无规则卷曲和β-折叠为主,三级结构呈β桶状结构。预测到LolB与脂蛋白转运系统的LolA、LolC和LolE家族跨膜蛋白、ABC转运相关蛋白及增加细胞膜刚性、维持胞壁质稳定性的催化型裂解转糖酶等多种蛋白质存在相互作用。荧光定量PCR结果表明:lolB基因在菌体受到一定程度的饥饿、乙醇、渗透压及高温胁迫时上调表达,而随着胁迫程度增加呈先升后降的表达趋势;4℃条件下,lolB基因表达模式与对照组相似;外源信号分子C6-HSL诱导lolB高表达,并和LolB蛋白的Leu51残基通过π-烷基存在相互作用。研究结果旨在为解析LolB在腐败希瓦氏菌中的功能和水产品腐败希瓦氏菌的靶向抑制提供新思路。

茶多酚抑制腐败希瓦氏菌机理研究

研究评价了茶多酚对腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)的抑菌和杀菌效果,并初步探讨了其抑菌机理。结果表明,茶多酚对腐败希瓦氏菌的最低抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)分别为1 mg·mL-1和16 mg·mL-1,2 mg·mL-1茶多酚处理能显著抑制细菌的生长曲线,在25℃和4℃作用96 h和192 h希瓦氏菌分别下降了105 CFU·mL-1和106 CFU·mL-1,杀菌作用表现时间依赖性。茶多酚单体的杀菌能力大小分别为EGCG>ECG>EGC>EC。在茶多酚作用下,腐败希瓦氏菌胞外上清中Na+/K+-ATP酶和AKP酶活性显著上升,投射电镜(TEM)观察细菌出现了破损、变形等现象。可见,茶多酚能有效抑制腐败希瓦氏菌的生长,在低温长时间下仍表现出杀菌能力,其杀菌机制主要是引起细菌细胞壁和细胞外膜损伤,使胞内成分泄漏,导致细菌死亡。

植酸对腐败希瓦氏菌的抑菌机理

结合植酸对南美白对虾的保鲜,以虾体优势腐败菌-腐败希瓦氏菌为研究对象,利用植酸溶液处理后,通过对细菌的抑菌效果及最小抑菌浓度、细菌生长曲线、碱性磷酸酶(AKP)等的测定研究其抑菌机理。结果表明,植酸对腐败希瓦氏菌有较强的抑菌效果,最低抑菌浓度(体积分数)为0.2%。同对照组相比,植酸能够影响细菌的生长规律,使细胞破损。细胞壁和细胞膜遭到破坏,AKP及电导率均增大,初步阐述了植酸对腐败希瓦氏菌的抑菌机理。

复合生物保鲜剂对腐败希瓦氏菌的抑菌机理

为了研究复合生物保鲜剂对冷藏带鱼优势腐败菌(腐败希瓦氏菌)的抑菌作用机理,通过牛津杯法测定了复合生物保鲜剂对腐败希瓦氏菌的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),并测定了复合生物保鲜剂对腐败希瓦氏菌的抑菌活力、细菌生长曲线、细胞膜完整性和细胞的稳定性,对细菌超微结构进行了观察。结果显示:复合生物保鲜剂对腐败希瓦氏菌的MIC与MBC分别为1.6 mg/ml与3.3 mg/ml,且随着作用时间的延长,复合生物保鲜剂对腐败希瓦氏菌的生长有明显抑制作用;尤其经2倍最小杀菌浓度的复合生物保鲜剂处理后,细菌未出现对数生长期;菌液在260 nm处的吸光值明显升高,菌体细胞膜完整性受到破坏;菌体细胞中的碱性磷酸酶升高,菌体细胞壁通透性增大;菌悬液的电导率值明显增大,细胞膜稳定性受损。细菌超微结构观察发现,复合生物保鲜剂作用于菌体细胞后,菌体细胞开始出现皱缩、扭曲变形、表面粗糙和布满泡状物及细胞壁塌陷等现象。表明复合生物保鲜剂可以破坏细菌的细胞内环境和细胞膜稳定性,影响了细菌的正常生长;并且通过影响细菌对营养物质的吸收和代谢物的排出,最终导致菌体死亡。

腐殖质AQS存在条件下腐败希瓦氏菌还原U(Ⅵ)的特性

在厌氧条件下,研究腐败希瓦氏菌还原U（Ⅵ）的特性,考察腐殖质模式物蒽醌2磺酸钠（AQS）浓度、金属离子（Cu2＋、Ca2＋、Cr6＋等）与有毒有机物等对U（Ⅵ）还原的影响。结果表明：腐败希瓦氏菌可以利用一些有机酸盐作为电子供体,以AQS作为电子穿梭载体,进行醌呼吸,高效还原U（Ⅵ）。当AQS的浓度为0~2 mmol/L时,能显著加速U（Ⅵ）的还原过程;当AQS的浓度高于2 mmol/L时,随着AQS浓度从2 mol/L增加到10 mol/L,AQS与U（Ⅵ）竞争电子,明显抑制U（Ⅵ）的还原。同时,Ca2＋和Cu2＋对U（Ⅵ）的还原均表现出较强的抑制作用,Cu2＋的抑制作用通过抑制呼吸链上脱氢酶的活性实现;但Mn2＋和Cr6＋对腐殖质还原U（Ⅵ）的影响较小,在60 h内,未观测到溶液中Cr6＋浓度的明显变化。金属离子对还原U（Ⅵ）抑制作用的强度与其浓度正相关。环境中甲苯、三氯乙酸和对硝基苯酚等有毒有机物可以作为电子供体被腐败希瓦氏菌利用而降解,得到氧化降解,同时实现U（Ⅵ）的高效还原。

脱色菌腐败希瓦氏菌的分离及其脱色性能研究

从印染废水处理装置中分离到一株高效脱色菌,经鉴定为腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens),这是该菌具有高效脱色性能的首次报道。在实验条件下,对该菌的脱色能力进行比较研究,它在合适条件下能有效地去除生产上常用的多种染料,在6h内对活性艳红染料的去除率可达99％～100％。实验中对充氧、温度以及共代谢碳源等因子对该苗的脱色能力的影响进行了研究,为在生产实际中的应用提供了依据。

培养温度对腐败希瓦氏菌DSM6067生长动力学及细胞膜理化特性的影响

低温是保障水产品质量安全的重要方法,然而仍有部分耐冷菌能适应低温环境,继续生长繁殖并最终导致水产品腐败变质。为了解不同培养温度对腐败希瓦氏菌生长动力学参数及细胞膜理化特性变化的影响,以水产品中典型的耐冷腐败微生物腐败希瓦氏菌模式菌株DSM6067为研究对象,对细菌的生长情况、细胞膜脂肪酸组成、膜蛋白含量、细胞微观结构和细胞膜流动性进行分析。结果表明,腐败希瓦氏菌模式菌株DSM6067分别在30,10℃和4℃培养条件下经3.35,25.94 h和122.03 h的延滞期后进入对数生长期;腐败希瓦氏菌虽在低温环境下培养增速较为缓慢,但能够适应低温环境继续生长。腐败希瓦氏菌在相应培养温度下的对数生长中期,30℃条件下细菌细胞膜不饱和脂肪酸总量仅43.36%,其中C16:1(棕榈油酸)为26.62%,而4℃培养下细菌细胞膜不饱和脂肪酸总量为51.04%,其中单不饱和脂肪酸C16:1含量高达46.66%,低温培养下细菌细胞膜中C16:1含量显著增加;细菌细胞膜蛋白表达量随培养温度的降低而有所上升;腐败希瓦氏菌微观结构观察显示,低温培养下的细菌细胞膜较为平滑,胞内空泡较少,细胞体积略大;在低温适应过程中,细菌细胞膜流动性增强。腐败希瓦氏菌细胞膜理化特性所产生的变化为细菌更好地适应低温环境生长提供了一定的物质基础。

模拟冷链流通中温度波动对腐败希瓦氏菌的生长及其腐败产物的影响

为研究冷链流通过程中温度波动对水产品腐败菌生长代谢的影响,分析了3种不同温度波动的模拟冷链流通条件下腐败希瓦氏菌在凡纳滨对虾汁中的生长情况及其代谢产物挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、pH值、总氨基酸含量、生物胺含量的变化情况。结果表明,10℃条件下接种腐败希瓦氏菌的虾汁24 h内细菌快速增殖,而在4℃条件下经192 h后仍处于平稳增长趋势。温度波动在流通初期对腐败希瓦氏菌的生长影响较大,对中末期菌落数的影响较小。低温和温度波动并不影响腐败希瓦氏菌生长的最大菌落数,但会显著影响其生长速率。流通196 h后接菌组A1、B1、C1的TVB-N含量分别从初始的5.47 mg/100 g上升至28.29、13.11和25.91 mg/100 g,表明温度波动显著提高腐败产物的累积。接菌组样品的总氨基酸含量均呈下降趋势,且以赖氨酸、酪氨酸和精氨酸下降最为明显。腐败希瓦氏菌产生的生物胺主要是腐胺和尸胺。综上所述,贮运流通初期发生温度波动对腐败希瓦氏菌的生长影响较大,会加速氨基酸的降解和腐败产物的生成。

环境因子对大黄鱼腐败希瓦氏菌生长影响的计数法分析

以分离于腐败大黄鱼中的腐败希瓦氏菌为对象,采用平板计数法和浊度法分析不同p H值、Na Cl浓度和温度下的生长情况,运用修正的Gompertz方程拟合生长曲线,用决定系数、准确度、精确度、残差平方和及平方根误差评价拟合优度,比较分析2种计数法下环境因子对生长界限和动力学参数的影响。结果表明,在3～8℃,p H值6.0及Na Cl质量分数3.5%时不生长;2种计数法下生长动力学参数最大比生长速率（μmax）和代时差异不显著（p〉0.05）,而迟滞期（λ）和最大细胞密度差异显著（p〈0.05）;环境因子对生长动力学参数有显著影响,温度和Na Cl浓度对代时影响较大,温度越高或Na Cl浓度越低,代时越短;在3～25℃,温度越高,μmax越大,增速为（0.014 3±0.003 2）h-1/℃,温度越高,λ越小,平板计数法下其降速约1.5 h/℃,而在8～15℃,浊度法下λ降速约2.5 h/℃;平板计数法下μmax的变化受Na Cl浓度及p H值影响较大,λ变化无明显规律,而浊度法下μmax的变化受Na Cl浓度和p H值影响不明显,λ变化较明显。因此2种计数法均可对腐败希瓦氏菌生长/非生长作出有效判断,环境因子强度较大时浊度法相比平板技数法迟滞期与最大细胞密度误差较大。

γ射线联合肉桂精油对腐败希瓦氏菌的抑制机制

研究γ射线辐照和肉桂精油联合对腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)的抑制效果,分析联合作用对S.putrefaciens的抑制机制。结果表明:辐照D_(10)(菌落总数降低到原始数量的10%所需要的辐照剂量)随着肉桂精油质量浓度的增加而减少,S.putrefaciens对辐照的相对敏感度随肉桂精油质量浓度的增加而增加。辐照和肉桂精油联合对S.putrefaciens具有较好的抑制作用,其对S.putrefaciens细胞形态、胞内外ATP、胞内p H值、膜蛋白以及膜脂肪酸等均具有显著破坏作用。联合作用处理S.putrefaciens的膜蛋白40 k D亚基减少,18 k D亚基增加,且使S.putrefaciens主要膜脂肪酸C_(14∶0)、C_(16∶0)、C_(16∶1)、C_(17∶1)、C_(18∶1)显著减少(P<0.05),其机理可能在于γ射线辐照增加了肉桂精油对S.putrefaciens细胞膜的破坏,从而导致其死亡。

超高压处理条件对腐败希瓦氏菌的影响

为研究不同压力条件的超高压处理对水产品特定腐败菌--腐败希瓦氏菌的影响以及对细胞损伤、致死的机制,分别对腐败希瓦氏菌菌体进行压力条件为200,300与400 MPa,保压时间9 min的超高压处理,并以常压(0.1 MPa)处理为对照组。分别测定细菌存活数、细菌生长曲线、电导率、碘化丙啶摄入量、核酸和蛋白质吸收量与酶活力等指标,并通过扫描电镜观察,综合评价不同压力条件对腐败希瓦氏菌菌体的影响。结果表明:与未经处理的菌体相比,腐败希瓦氏菌在不同压力的超高压处理后,其正常生长受到明显抑制,菌体对数生长期相应延迟。300 MPa与400 MPa高压处理能完全杀灭细菌。电导率值与碘化丙啶摄入量与压力呈正相关,而细胞膜中Na^+/K^+-ATPase活性明显下降。细菌超微结构观察表明,随着压力的增大,腐败希瓦氏菌菌体扭曲变形,菌体表面粗糙,且有细胞内容物外渗,菌体细胞均出现不同程度的损伤,最终导致细菌死亡。结论:超高压处理能够抑制腐败希瓦氏菌菌体生长,使其细胞膜受损,菌体活性受阻,最终导致其死亡。

超声沉积法制备ZnO薄膜对腐败希瓦氏菌生物被膜的抑制性能

分别以ZnCl_2和Zn(NO_3)_2为原料,采用超声沉积法在Ti片表面制备了ZnO薄膜,所得ZnO为六方纤锌矿型ZnO,反应物种类及超声时间影响ZnO薄膜的微观形貌.超声时间为3 h时,以ZnCl_2为原料制得的ZnO薄膜表面沉积层较厚,部分ZnO以纳米丝形式存在,且堆积松散;以Zn(NO_3)_2为原料的ZnO薄膜表面沉积层较薄,ZnO多以纳米颗粒形式存在,松散堆积于基底表面,少数颗粒呈纳米棒状.以Zn(NO3)2为原料,超声时间延长至6 h时所得的ZnO薄膜表面沉积量增大,部分ZnO呈纳米棒形式,颗粒不规则堆积于基底表面,相互间呈丝网状链接.经硬脂酸-乙醇疏水改性48 h后,钛片及ZnO薄膜均由亲水性转变为疏水性.由于以Zn(NO_3_)2为原料超声3 h得到的薄膜疏水性强于同等条件ZnCl_2为原料得到的薄膜,其抑制水产品腐败希瓦氏菌生物被膜的性能高于后者,而由于超声时间延长至6 h的样品表面ZnO附着量增大,其抗菌性能的发挥使样品对生物被膜的抑制性能更优.