苯乳酸的抑菌活性及抑菌机理研究

摘要

食源性致病菌引起的疾病已经成了社会公共安全问题，困扰着世界多国。在经济不断提升的大环境下，社会大众赋予食品质量及其营养品质颇高的期待。鉴于此，许多国家的政府、企业和科研人士都很重视开发没有公害、效果优良、价格实惠的食品添加剂。苯乳酸是一种高值有机酸和新型的天然广谱抑菌剂。它可以明显抵抗真菌，革兰氏阳性菌，阴性菌。因此，本课题选取L-苯乳酸和D-苯乳酸，这两种苯乳酸的异构体形式为原料，研究它们的抑菌活性和作用机制。
　　本文的主要研究内容及结果如下：
　　（1）比较了L-苯乳酸和D-苯乳酸的抑菌能力。结果发现，这两种对映异构体可以抑制食品中常见的Staphylococcus aureus、Escherichia coli等八种食品腐败菌，且效果较好。通过用两种苯乳酸异构体处理上述8种供试菌种，测定了抑菌圈直径、最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC），发现D-苯乳酸的抑菌效果略强。生长曲线的研究结果表明苯乳酸浓度越高，对细菌生长的抑制越显著，即使较低浓度的L-苯乳酸也能够延迟细菌生长对数期的到来。
　　（2）探讨了L-苯乳酸抑制Bacillus subtilis和Pseudomonas aeruginosa的作用机理。通过细胞完整性实验及扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和荧光倒置显微镜的观察实验，分析了L-苯乳酸对细菌壁膜系统的影响。这几项实验结果表明L-苯乳酸发挥抑菌作用首先是作用于细菌细胞壁和细胞膜结构，引起细胞骨架破坏，细胞凹陷、断裂，胞内物质大量流失。SDS-PAGE凝胶电泳及琼脂糖凝胶电泳实验结果进一步表明，细菌细胞的结构被破坏后，L-苯乳酸进入细胞内，不仅能够抑制蛋白质和DNA的正常合成，还能够结合DNA，从而抑制了细菌的正常生长。流式细胞仪检测了细菌细胞凋亡，结果表明L-苯乳酸可以诱导细菌细胞快速发生凋亡，进一步死亡。总而言之，上述研究在细胞水平和分子水平这两个层面上揭示了L-苯乳酸抑制细菌生长的作用。

目录

1 绪论

1.1.1 苯乳酸的简介

1.1.2 苯乳酸的性质

1.2 食品行业现状

1.3 生物抑菌剂的抑菌能力及机理研究进展

1.3.1 微生物源天然抑菌剂

1.3.2 植物源天然抑菌剂

1.3.3 动物源天然抑菌剂

1.3.4 生物抑菌剂的抑菌机理

1.3.5 生物抑菌剂抑菌试验方法

1.4 苯乳酸的合成方法介绍

1.4.1 化学合成法

1.4.2 微生物转化法

1.5 苯乳酸的应用前景

1.6 研究意义及主要内容

2 苯乳酸的抑菌活性分析

2.1 引言

2.2.1 试验主要材料

2.2.2 试验主要试剂

2.2.3 试验主要仪器与设备

2.3 试验方法

2.3.1 试验材料的准备

2.3.2 抑菌圈的测定

2.3.3 最低抑菌浓度（MIC）、最低杀菌浓度（MBC）的测定

2.3.4 L-苯乳酸对细菌生长曲线影响的测定

2.3.5 L-苯乳酸对细菌生存率的影响

2.4 结果与分析

2.4.1 D-苯乳酸、L-苯乳酸抑菌圈的测定

2.4.2 最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）的测定

2.4.3 L-苯乳酸对细菌生长曲线的影响

2.4.4 L-苯乳酸对细菌生存率的影响

2.5 讨论

2.6 本章小结

3 苯乳酸的抑菌机理探讨

3.1 引言

3.2.1 试验材料

3.2.2 试剂

3.2.3 主要仪器与设备

3.3 试验方法

3.3.1 L-苯乳酸对细菌细胞壁完整性的影响

3.3.2 L-苯乳酸导致的细菌细胞内可溶性蛋白泄露

3.3.3 L-苯乳酸对细菌细胞膜完整性的影响

3.3.4扫描电镜观察L-苯乳酸对细菌壁膜的影响

3.3.5透射电镜观察L-苯乳酸对细菌壁膜的影响

3.3.6 L-苯乳酸对细菌细胞凋亡的影响

3.3.7 L-苯乳酸对细菌蛋白合成的影响

3.3.8 L-苯乳酸对细菌基因组DNA合成的影响

3.3.9 L-苯乳酸与DNA结合的凝胶阻滞分析

3.4.1 L-苯乳酸对细菌细胞壁完整性的影响

3.4.2 L-苯乳酸引起菌体内容物泄露

3.4.3 L-苯乳酸对细菌细胞膜完整性影响分析

3.4.4 扫描电镜观察L-苯乳酸对细菌壁膜的影响

3.4.5透射电镜观察L-苯乳酸对细菌壁膜的影响

3.4.6 L-苯乳酸对细菌细胞凋亡的影响

3.4.7 L-苯乳酸对细菌蛋白合成的影响

3.4.8 L-苯乳酸对细菌基因组DNA合成的影响

3.4.9 L-苯乳酸与DNA结合的凝胶阻滞分析

3.5 本章小结

参考文献

在学期间的研究成果

致谢