芳樟醇(3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇),别名里那醇,是一种无色或浅黄色、易挥发的液体,存在于多种植物精油中。芳樟醇具有较高的安全性,我国食品安全国家标准GB 1886.148—2015将芳樟醇列入食品添加剂,美国食品和药物管理局将芳樟醇归类为“公认安全使用物质”(GRAS)。芳樟醇可用作天然食用香料,也可用于配制食用香精,在食品生产加工过程中常用作增香剂和调味剂;同时,芳樟醇具有良好的抗菌活性。研究表明,芳樟醇对铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、腐败希瓦氏菌]和大肠杆菌等细菌均表现出较强的抗菌活性,对白色念珠菌、皮肤癣菌等真菌也具有抑菌活性,气相的芳樟醇对大肠杆菌也具有较强的气相抗菌活性。研究认为,芳樟醇在活性食品包装中具有应用前景,可通过微胶囊化、制备抗菌膜等方式释放其抗菌活性,延长食品的保质期。目前,芳樟醇的抑菌机制尚不明确,有关芳樟醇对莓实假单胞菌的抑菌活性及机制的研究鲜有报道。

本研究拟以莓实假单胞菌为指标菌,探讨芳樟醇对其抑菌活性及作用机制。通过测定芳樟醇的最小抑菌浓度(MIC),判断其抑菌作用强弱;采用紫外分光光度法测定指标菌的生长曲线,评价芳樟醇的抑菌活性;通过扫描电子显微镜观察、结晶紫染色实验、二乙酸荧光素(FDA)染色实验以及测定电导率、核酸泄漏、呼吸代谢活力和呼吸链脱氢酶活性的变化,考察芳樟醇对莓实假单胞菌细胞结构的破坏作用和呼吸代谢的抑制作用,探究芳樟醇对指标菌的抑菌机制,希望为其应用于食品保鲜和开发天然防腐剂提供理论依据。


莓实假单胞菌生长曲线的绘制


采用紫外分光光度法测定莓实假单胞菌的生长曲线。按1.3.1方法制备菌悬液,以5%(体积分数)的接种量接种于液体营养肉汤培养基中;以加入浓度为1倍MIC(1MIC)和2倍MIC(2MIC)的芳樟醇为实验组,按1.3.2方法设置空白组和阴性对照组,于30℃、150 r/min摇床培养,每隔2 h取样,并测定600 nm处的吸光值(OD600),连续24 h。以培养时间为横坐标,所测吸光值为纵坐标,绘制莓实假单胞菌的生长曲线。


芳樟醇对莓实假单胞菌生长的影响


细菌的生长曲线可以直观反映其生长情况及生长速率。为研究芳樟醇对莓实假单胞菌生长的影响,在研究抑菌活性的基础上,测定了莓实假单胞菌的生长曲线,结果如图1。由图1可知,空白组和阴性对照组的细菌生长均呈典型的S型生长曲线,空白组经过一定时间的延滞期后,OD值显著增高,进入快速生长的对数期;阴性对照组生长略微缓慢于空白组,最终与空白组同时达到稳定期,表明1%的乙醇有一定的抑菌作用,但对细菌生长影响不大。含有1MIC和2MIC芳樟醇的实验组,生长曲线呈现显著差异,OD值基本处于低值波动,数值和增长幅度明显低于空白组和阴性对照组,说明细菌生长较为缓慢。结果表明,芳樟醇延缓了莓实假单胞菌细胞的生长周期,能有效抑制莓实假单胞菌的生长。

图1莓实假单胞菌的生长曲线


本文研究了芳樟醇对莓实假单胞菌的抑菌活性及作用机制,结果表明:芳樟醇对莓实假单胞菌具有较强的抑制作用,其最小抑菌浓度为1.5 mL/L;芳樟醇能破坏莓实假单胞菌细胞膜的完整性,增加细胞膜的通透性,导致胞内物质向外泄漏;芳樟醇抑制呼吸链脱氢酶活性,破坏呼吸链,引起细胞呼吸代谢活力降低,从而导致胞内代谢紊乱,抑制菌体生长。


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