作為一種重要的食源性病原體，李斯特菌廣泛分布于自然環(huán)境中，常從各種食物中分離出來(lái)。這種細(xì)菌可引起人類(lèi)李斯特菌病，具有典型的臨床癥狀，如敗血癥和腦膜炎。單核細(xì)胞增生李斯特菌作為一種食品相關(guān)病原體，能夠在食品接觸的不同表面形成生物膜，嚴(yán)重威脅食品安全。苯乳酸(PLA)是一種小分子有機(jī)酸，天然存在于蜂蜜和一些由乳酸菌發(fā)酵生產(chǎn)的產(chǎn)品中。PLA可以抑制許多革蘭氏陽(yáng)性菌（如單核細(xì)胞增生李斯特菌和金黃色葡萄球菌）和革蘭氏陰性菌如熒光假單胞菌、副溶血性弧菌和大腸桿菌。苯乳酸(PLA)對(duì)包括單核細(xì)胞增生李斯特氏在內(nèi)的許多細(xì)菌菌株表現(xiàn)出極好的抑制作用。
本研究旨在研究PLA對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌生物膜及其在牛奶和五香牛肉中的生長(zhǎng)的影響。采用微孔板法測(cè)定了生物膜的生物量，電鏡觀察生物膜結(jié)構(gòu)。并通過(guò)菌落計(jì)數(shù)確定食品樣品中單核細(xì)胞增生李斯特菌生長(zhǎng)瓊脂稀釋法的結(jié)果表明，單核細(xì)胞增生李斯特菌10403S的PLA最低抑菌濃度(MIC)值為6 mg/ml。亞抑制濃度的PLA可以通過(guò)減少單核細(xì)胞增生李斯特菌中胞外多糖和細(xì)胞外蛋白的分泌來(lái)抑制生物膜的形成。研究結(jié)果表明PLA能夠抑制牛奶和香料牛肉中單核細(xì)胞增生李斯特菌的生長(zhǎng)。PLA有潛力作為替代抗菌劑來(lái)控制食品工業(yè)中的單核細(xì)胞增生李斯特菌污染及其生物膜。
對(duì)于單核增生李斯特菌生長(zhǎng)過(guò)程測(cè)量，使在不存在或存在PLA（1/10MIC、1/8MIC、1/4MIC和1/2MIC）的情況下，將單核細(xì)胞增生李斯特菌10403S接種到BHI肉湯中。將菌株的五個(gè)菌落分別接種到BHI肉湯中并孵育。然后將細(xì)菌培養(yǎng)物在補(bǔ)充有不同濃度PLA的BHI中稀釋。將樣品在用Bioscreen C全自動(dòng)生長(zhǎng)曲線分析儀(芬蘭）中在37°C下孵育48小時(shí)，每小時(shí)測(cè)量一次OD 600nm，生成細(xì)菌的微生物生長(zhǎng)曲線。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：本研究確定了PLA對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌生物膜的影響，包括生物膜形成、成熟生物膜和生物膜EPS。確定PLA對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌運(yùn)動(dòng)性和毒力相關(guān)基因的運(yùn)動(dòng)性、毒力和表達(dá)的影響。PLA可以通過(guò)減少胞外多糖和胞外蛋白來(lái)抑制單核細(xì)胞增生李斯特菌的生物膜形成并去除成熟的生物膜，表明PLA對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌具有抗生物膜活性。此外，PLA對(duì)牛奶和香料牛肉中的單核細(xì)胞增生李斯特菌生長(zhǎng)有抑制作用。研究數(shù)據(jù)表明，PLA具有作為控制食品工業(yè)中單核細(xì)胞增生李斯特菌污染及其生物膜的替代抗菌劑的潛力。
圖1、核細(xì)胞增生李斯特菌10403S在不同濃度PLA的BHI中的生長(zhǎng)曲線。當(dāng)暴露于1/2MIC的PLA時(shí)，菌株生長(zhǎng)受損，滯后期延長(zhǎng)9.5%(P<0.05)，最大生長(zhǎng)速率降低62.8%。
圖2、在有和沒(méi)有PLA的BHI中，單核細(xì)胞增生李斯特菌10403S的平均滯后期持續(xù)時(shí)間、平均最大生長(zhǎng)速率和平均最大光密度(0D)。
圖3、PLA對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌10403S生物膜基質(zhì)中EPS含量的影響。將生物膜在PLA（分別為1/10MIC、1/8MIC和1/4MIC）存在下孵育48小時(shí)，然后將生物膜中(A)胞外多糖、(B)細(xì)胞外蛋白和(C)細(xì)胞外DNA的量被確定了。在暴露于PLA（分別為1/2MIC、1×MIC和2×MIC）4小時(shí)后，對(duì)成熟生物膜中(D)胞外多糖、(E)胞外蛋白和(F)胞外DNA的含量進(jìn)行定量。
圖4、PLA對(duì)(A)溶血活性、(B)附著能力和(C)侵入Caco-2細(xì)胞的影響。
圖5、單核細(xì)胞增生李斯特菌10403S(A)在UHT全脂牛奶和(B)添加PLA的巴氏殺菌牛奶中的菌落計(jì)數(shù)，以及(C)在浸涂PLA后在五香牛肉上的菌落計(jì)數(shù)。
總結(jié)：PLA作為一種安全、天然的抗菌劑，被認(rèn)為是一種替代防腐劑，在食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。本研究使用Bioscreen全自動(dòng)生長(zhǎng)曲線分析儀評(píng)估了PLA對(duì)控制食品中單核細(xì)胞增生李斯特菌生長(zhǎng)的影響。當(dāng)添加到UHT全脂和巴氏殺菌牛奶中時(shí)，3 mg/ml的PLA在4°C下儲(chǔ)存14天后有效抑制了單核細(xì)胞增生李斯特菌的生長(zhǎng)。對(duì)于五香牛肉的表面應(yīng)用，研究中使用了更高濃度的PLA。當(dāng)濃度≥3 mg/ml的PLA在作為浸漬劑使用時(shí)，在儲(chǔ)存期間顯著降低了五香牛肉樣品上的單核細(xì)胞增生李斯特菌計(jì)數(shù)。PLA具有獨(dú)特的氣味特征，在使用時(shí)會(huì)影響食品的感官特性。因此，需要進(jìn)一步研究以確定既能具有良好的抗菌活性又能獲得令人滿(mǎn)意的食品感官特性的PLA的適當(dāng)抑制濃度。PLA與其他抗菌劑或物理方法相結(jié)合，將有利于提高其在食品保鮮中的應(yīng)用效果。
相關(guān)新聞推薦
1、自然霉變玉米產(chǎn)生的霉菌毒素對(duì)肉鴨生產(chǎn)性能影響（上）
2、微生物生活策略對(duì)激發(fā)效應(yīng)和土壤碳平衡的化學(xué)計(jì)量調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)展
3、瘤內(nèi)微生物群對(duì)?腫瘤免疫治療效果與發(fā)展的影響