纳米酶在食品保鲜中的应用

具有优异广谱抗菌特性的纳米酶,为解决由微生物引起的食品腐败问题提供了一种全新策略。纳米酶可在生理环境中催化相应的底物而产生活性氧,因其制备简便、成本低、催化效率高,易于规模化生产和稳定性高等优点,故在食品保鲜领域具有广阔的应用前景。本文综述纳米酶的分类,包括金属或金属氧化物基纳米酶、碳基纳米酶、聚合物基纳米酶及其它材料,调控纳米酶抗菌活性的主要因素(大小、形态、涂层及改性、组成成分等),为如何设计高效抗菌纳米酶提供了参考。本文还阐述纳米酶在食品保鲜中的应用,包括纳米酶基抗菌薄膜应用及其在检测食品中细菌污染水平中的应用。由于其广谱抗菌特性和可忽略的生物毒性,抗菌纳米酶能降低食品工业中微生物的危害,而且有助于控制食品生产及加工中的交叉污染问题,对保障食品安全,促进食品工业健康可持续发展具有十分重要的现实意义。总而言之,抗菌纳米酶有望成为一种新型的抗菌剂和/或策略,在食品保鲜中展现出广阔的应用前景。

群体感应淬灭酶PF-1240的半理性设计及其对蜂房哈夫尼亚菌群体感应的抑制

群体感应(QS)是细菌通过N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)等信号分子相互交流的过程。通过群体感应淬灭(QQ)酶体外降解AHLs,是抑制腐败菌致腐因子产生的一种有效手段。为进一步提升QQ酶PF-1240的活性和实用性,通过同源建模手段构建酶PF-1240的三维预测模型,并将其与不同的AHLs进行分子对接。以此为基础,利用虚拟突变手段对影响酶活性的关键位点进行筛选并鉴定出Asn418为最佳突变位点,进而对突变体进行表达,分析其酶学性质和QS抑制效果。结果表明:突变酶对短链AHLs有较强的淬灭能力,其最适pH值变为7,最适温度由30℃变为20℃。此外,突变酶有效降低了蜂房哈夫尼亚菌的群集和泳动能力,当其质量浓度为15μg/mL时,生物膜的抑制率为41.93%,抑制效果远好于野生酶。本研究表明Asn418是影响PF-1240酶学性质及酶活性的关键氨基酸,为酶PF-1240的理性设计及在水产品保鲜领域应用提供了理论依据。

外源AHLs培养下荧光假单胞菌qPCR内参基因的筛选

目的:荧光假单胞菌是冷藏食品的优势腐败菌,其致腐基因受到群体感应系统的调控。为了准确定量腐败基因的表达,研究群体感应调控食品腐败的机制,需筛选荧光假单胞菌的内参基因。方法:以荧光假单胞菌PF-08为研究对象,选择8个常见的内参基因(dsbA、carA、rpsL、gyrB、atpD、rpoD、gltA、16S rRNA),添加不同类型群体感应信号分子培养后,利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测其基因表达量,采用geNorm、Normfinder、BestKeeper和RefFinder综合评估候选内参基因的表达稳定性,筛选最适内参基因。结果:在不同类型外源信号分子培养下,荧光假单胞菌中Ct值变化程度最小的是gltA,16S rRNA的Ct值过低;geNorm分析表达最稳定的内参基因是atpD和rpoD,且二者联用能准确定量目的基因表达水平;Normfinder和BestKeeper的分析结果都显示gltA是最稳定的内参基因;进一步用RefFinder综合评估,内参基因中表达较稳定的是rpoD和gltA。结论:rpoD和gltA在荧光假单胞菌经不同QS信号分子处理后均稳定表达,可用于后续荧光假单胞菌腐败基因的表达研究,也可为研究其它腐败菌的QS相关基因表达提供内参基因参考。

金枪鱼源莓实假单胞菌MS-10全基因组测序及分析

分析莓实假单胞菌环境适应及腐败相关基因,为后续研究其致腐机制提供理论依据。从腐败的冷藏金枪鱼中分离腐败菌,利用根癌农杆菌KYC55筛选具有群体感应的分离株并用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)检测其分泌的N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs),利用16S rRNA比对及平均核苷酸一致性(ANI)分析确定菌株类型;通过全基因组测序,确定菌株的基因功能及注释信息;利用嗜铁素检测(CASAD)平板法和紫外法检测不同温度下菌株分泌的嗜铁素量;检测接种MS-10的冷藏金枪鱼中菌落总数及挥发性盐基氮变化,结合腐败代谢物产量因子(YTVB-N/CFU)分析MS-10的致腐能力。结果表明:分离株为莓实假单胞菌(MS-10),能够分泌群体感应信号分子C8-HSL和C10-HSL,其基因组大小为5.25 Mb,GC占比为58.2%。比对多个数据库发现,MS-10的功能基因主要集中在生物代谢、信号转导以及环境应激等方面,包含群体感应调控基因traI/R及大量致腐相关基因。低温条件更有利于MS-10分泌嗜铁素。接种MS-10的金枪鱼块在冷藏期间菌落总数和TVB-N值相比于空白组明显增加,其YTVB-N/CFU值为2.77×10-7 mg/CFU。结论:莓实假单胞菌MS-10具有群体感应系统,为耐冷致腐菌,从基因水平上证明其具有较强的致腐潜力及环境适应性。研究结果为进一步探究MS-10群体感应调控机制,开展其致腐性研究提供数据支撑。