摘要腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)是水产品中特定腐败菌之一。多肽-锌螯合物具有抑菌潜力,但目前对其抑制腐生葡萄球菌的研究鲜有报道。该研究以鳜鱼蛋白为底物,采用酶水解和螯合反应,再经“离心-醇沉法”和“醇沉-离心法”分别制备出鳜鱼多肽-锌螯合物P2和P3。采用牛津杯法和二倍梯度稀释法研究P2和P3对腐生葡萄球菌的抑菌圈和最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)的影响;通过细菌生长曲线、电导率、紫外物质吸收、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活力,以及扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)等指标和表征结果来综合评价P2和P3对腐生葡萄球菌的抑菌效果。结果表明,P2和P3对腐生葡萄球菌产生的抑菌圈直径分别为(17.89±3.06)mm和(21.39±2.46)mm,MIC均为0.78 mg/mL;经P2和P3作用后,菌体生长受到抑制、细胞膜完整性被破坏、通透性随之增加,细菌体内SOD活力增加、CAT活力下降;SEM结果显示,经P2和P3处理后的菌体细胞表面粗糙褶皱、扭曲变形,菌体结构受到破坏,最终导致菌体死亡。
水产品中水分含量高、营养成分丰富,增加了其腐败变质的可能性。其中,微生物是导致水产品腐败变质的主要原因之一。水产品在腐败过程中微生物群组成持续变化,随着时间的延长,只有少数微生物占主导地位,导致水产品品质下降,这些细菌被称为特定腐败菌(specific spoilage organism,SSO)。腐生葡萄球菌是水产品特定腐败菌之一。
鳜鱼广泛分布于我国各主要江河湖泊,是重要的名优淡水鱼之一。近年来,随着饲料鳜鱼养殖规模扩大,其价格大幅度下降。鱼蛋白水解一直是蛋白质高质化利用的有效途径之一,蛋白质水解物还能够与金属离子螯合制备具有重要功能特性的多肽-金属螯合物,如鲢鱼多肽-锌,鲈鱼多肽-钙和罗非鱼多肽-锌等。
多肽-金属螯合物是指肽与金属离子之间通过多个配位体的螯合作用而形成的环状化合物,具有促进人体对矿物质的吸收、抗氧化和抑菌保鲜作用。多肽-锌螯合物是其中重要的一类,它的常规制备方法为醇沉-离心法,为许多研究者所采用,但是,WANG等采用离心-醇沉法和醇沉-离心法分别制备出P2和P3两种多肽-锌螯合物,一方面建立了一种新的制备方法,另一方面,也比较了2种螯合物性质的差异,拓展了多肽与锌螯合制备新技术。另外,针对其抑菌保鲜作用来说,有研究报道,多肽-锌螯合物具有抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和白色假丝酵母的能力。本团队前期研究初步表明鳜鱼蛋白源多肽-锌螯合物具有水产保鲜效果,但是,针对其多肽-锌螯合物抑制腐生葡萄球菌的机理尚不明确。
本实验以鳜鱼蛋白为底物,采用风味蛋白酶水解制备鳜鱼蛋白水解物,将水解物与锌离子螯合,再分别经过离心-醇沉法和醇沉-离心法制备多肽-锌螯合物(P1、P2和P3)。重点研究P2和P3对腐生葡萄球菌抑菌圈、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活力、生长曲线的影响,通过检测细胞膜通透性、细胞膜完整性、细胞微观结构以及细菌体内最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)来揭示鳜鱼多肽-锌螯合物对腐生葡萄球菌的抑菌机制,以期为多肽-金属螯合物的抑菌机理提供理论依据。
1材料与方法
1.1材料与仪器
鳜鱼(秋浦花鳜),安徽省池州市东至县大联圩有限公司,质量规格为0.5~0.6 kg;腐生葡萄球菌B8,作者所在课题组前期从腐败鳜鱼中分离、鉴定并保存的菌株;超氧化物歧化酶试剂盒、过氧化氢酶试剂盒,南京建成生物工程研究所;风味蛋白酶(500 LAPU/g),诺维信生物公司;酵母粉、胰蛋白胨和琼脂,生工生物工程(上海)股份有限公司;乙醚、氢氧化钠、氯化钠、无水乙醇等(分析纯),国药集团化学试剂有限公司。
UV-5500紫外可见分光光度计,上海元析仪器有限公司;ZWY-240恒温培养振荡器,上海智城分析仪器制造有限公司;FD-1 CE冷冻干燥机,北京德天佑科技发展有限公司;HH-6数显恒温水浴锅,上海力辰邦西仪器科技有限公司;H 1750R离心机,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;MJ-30D超声波清洗机,长沙明杰仪器有限公司;DDS-307A电导率仪,上海仪电科学仪器股份有限公司;全自动生长曲线分析仪,芬兰Bioscreen公司。