肌苷对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌作用及机制研究
酸土脂环酸芽孢杆菌（Alicyclobacillus acidoterrestris）是导致果汁腐败变质的主要微生物，对水果及食品加工产业有显著的影响。通过研究肌苷对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌活性及机理，有利于开创出新型、高效、安全的危害控制方法，也为肌苷以后在水果加工产业中作为食品防腐保鲜剂的应用奠定了理论基础。本文主要对肌苷的抑菌活性进行测定，并进一步探究其抑菌机制，通过构建酸土脂环酸芽孢杆菌在肌苷处理后的蛋白互作网络关系，从蛋白层面分析其参与的功能模块过程和调控机制，进一步验证肌苷的抑菌效果。 本论文的主要研究结果如下： 1.嗜酸耐热酸土脂环酸芽孢杆菌污染酸性果汁造成的营养损失、风味劣变、出现沉淀等质量问题是制约果蔬加工及出口贸易的瓶颈。本文通过光密度测定、生物被膜测定、扫描电子显微镜检测、平板菌落计数、果汁理化特性及感官品质鉴定等方法，研究了肌苷对酸土脂环酸芽孢杆菌生长的抑制效果及对鲜榨澄清果汁品质的影响。结果表明，不同浓度的肌苷在酸性条件下均能高效抑制该菌营养菌体的生长繁殖，且对鲜榨澄清果汁的酸度、糖度、色度及口感等理化特性和感官品质无显著影响。低至5mM的肌苷添加量即可降低该菌的生物被膜形成能力，损伤菌体的细胞壁和细胞膜，导致菌体裂解死亡。在初始污染菌含量高达105CFU/mL时，仍能将菌体的数量降低1个数量级，控制营养菌体的数量使之不能产生达到嗅觉阈值的愈创木酚量，有望成为酸性果汁生产中抑制酸土脂环酸芽孢杆菌污染的新型高效防腐剂。 2.进一步探究肌苷对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌机理。在5mM和10mM肌苷处理120min的条件下，该菌对二甲苯的吸附率由36.82%升至46.87%和55%，说明肌苷可提高酸土脂环酸芽孢杆菌的疏水性，疏水性的提高反应菌体细胞膜表面受损。胞内蛋白测定结果显示，经肌苷处理后酸土脂环酸芽孢杆菌胞内蛋白含量明显降低，菌体细胞膜遭到破坏后，胞内蛋白等内容物流失；通过PI染色法测定肌苷处理后酸土脂环酸芽孢杆菌膜损伤结果显示，5mM肌苷处理菌体后，主峰便发生明显偏移，随着肌苷处理浓度增大，主峰向右偏移更明显，表明菌体膜损伤；对应荧光倒置显微镜的结果，经肌苷处理后大量菌体被染为红色，证明菌体细胞膜受损严重。肌苷的添加导致酸土脂环酸芽孢杆菌的细胞膜受损严重。结果表明低浓度肌苷便能有效破坏酸土脂环酸芽孢杆菌的正常生长及代谢。 3.前期研究探讨了肌苷对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌机理。为进一步验证具体的抑菌机制，本文通过构建肌苷的蛋白互作网络，以MCODE分子复合物的检测算法对其进行模块分析和功能注释，结果显示：获得的肌苷蛋白互作网络含54个节点，192条边，通过聚类分析得到5个功能模块，模块分析表明肌苷通过参与DNA裂解过程、核苷和核苷酸代谢过程、嘌呤核苷的生物合成途径、翻译起始因子活性等途径，引发细胞凋亡从而导致菌体生长受到抑制而死亡。本研究从分子蛋白层面阐述了肌苷对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌机制。 本试验发现肌苷对酸土脂环酸芽孢杆菌具有良好的抑菌性，且将肌苷应用于鲜榨澄清果汁中，较低浓度肌苷对鲜榨澄清果汁的理化品质和感官品质无明显影响。并研究了肌苷对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌机理，发现肌苷可破坏酸土脂环酸芽孢杆菌的细胞膜、细胞壁，诱导其蛋白和内容物流失，可能参与DNA裂解过程、嘌呤核苷酸代谢过程、嘌呤核苷的生物合成等过程抑制了菌体的正常生长繁殖。
水果加工;酸土脂环酸芽孢杆菌;肌苷处理;抑菌机制
河南科技学院
硕士
农产品加工及贮藏工程
焦凌霞
2022
中文
TS255.3
2022-10-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）