Surfactin灭活肉制品源芽孢的分子机理研究

Spore remaining in food, which is able to germinate, influences shelf of product and threats heavily food safety. Applying biological preservatives is an important developing trend to solve this challenge. Preliminary work showed biological preservative Surfactin had effect on destroying spore. Inactivation effect and molecular mechanism of Surfactin inactivating spore would be studied in this project. Integrity of spore destroyed would be examined by using scan and transmission electron microscopy. Function locus of Surfactin inactivating spore would be sure by using fluorescence labeling. Spore permeability affected by Surfactin would be determined by using ultraviolet spectroscopy. To reveal mode of action of Surfactin, binding activity of Surfactin and peculiar component of spore would be detected by HPLC technology. Molecular mechanism of Surfactin inactivating spore would be illustrated and mechanism model would be constructed by applying methods above. This project would lay a theoretical foundation for biological preservatives inactivating spore, provide new thought for enhancing spore control technology. This study would extend remarkably food shelf and improve safety level.

肉制品残存具有萌发能力的芽孢是影响产品货架期和严重威胁其安全的重要因素，利用生物防腐剂灭活芽孢是解决这一难题的发展趋势，前期研究表明生物防腐剂Surfactin具有破坏芽孢效果。据此，本项目主要对Surfactin灭活肉制品源芽孢的效果及其分子机理进行研究。利用扫描、透射电子显微镜观察Surfactin破坏芽孢完整性效果，采用荧光标记技术进行Surfactin作用位点研究，通过紫外分光光度法检测Surfactin对芽孢通透性的影响，利用HPLC技术检测Surfactin和芽孢特异组分结合活性。从而阐明Surfactin灭活芽孢作用效果、部位、位点和方式，揭示其灭活芽孢的分子机制，构建Surfactin灭活芽孢机理模型。项目的实施将为生物性防腐剂灭活芽孢奠定理论基础，为提高芽孢的控制技术提供新思路，指导肉品企业安全生产，显著延长肉类食品货架期和提高其安全水平。

[背景]芽孢具有极强环境抗性，严重影响食品货架期，危及人民生命健康。为解决芽孢残存难题采取的高温处理技术存在高能耗、破坏质构与风味、降低营养价值等缺陷，亟待开发芽孢杀灭与控制新技术。利用生物防腐剂灭活芽孢是解决这一难题的发展方向之一。前期研究表明脂肽Surfactin具有杀灭芽孢效果，但其作用机制不明，阐明Surfactin 灭活芽孢分子机理，可为开发芽孢控制技术提供新思路，从而显著提升食品安全水平。.[主要研究内容]研究Surfactin灭活芽孢动力学曲线，研究肉制品各组分对其灭活芽孢效果的影响。研究Surfactin在芽孢的分布确定其灭活芽孢的作用位点；研究Surfactin对芽孢通透性、完整性等特性的影响确定其灭活芽孢的作用途径；研究Surfactin和芽孢特异性分子的结合情况确定其作用方式。综合以上研究结果，初步阐明Surfactin灭活芽孢分子机理。.[重要结果及关键数据]研究结果表明，surfactin对苏云金芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌及解淀粉芽孢杆菌的最小抑制浓度在250-300μg/mL，20、25、30、35μg/mL的surfactin对其增殖均有较好的抑制效应，但是并不能对其芽孢产生明显的杀灭效应。盐类（NaCl和Na2HPO4）可提高surfactin对芽孢的破坏效应，具有协同效应，但盐浓度、surfactin浓度不同，其协同效应程度不同。蛋白质和脂类物质会影响surfactin对芽孢的破坏效应，并且蛋白质对surfactin灭活芽孢的影响效应要高于脂类物质的影响。利用响应曲面实验设计优化了surfactin对芽孢的破坏效应。扫描电镜显微观察表明，surfactin可破坏芽孢壁的完整性，实现对芽孢的杀灭效应，此外通过测定芽孢外液紫外吸收变化也显示有内容物泄露，但利用流式细胞仪测定这一效应则较弱。DNA结合实验研究结果显示产生了明显的增色效应，表明surfactin可与DNA物质结合影响细胞功能。DPA（2,6-吡啶二羧酸）结合实验表明，两者具有一定的结合效应。综合以上研究结果，显示surfactin对芽孢的杀灭效应主要为对芽孢完整性的破坏、DNA及芽孢特异组分结合效应，综合作用后导致杀灭芽孢效应的发挥。.[科学意义]初步阐明了surfactin对芽孢的作用途径、方式及其机制，为进一步开发新型芽孢控制技术奠定理论基础。