基于革兰氏阳性菌生长曲线等指标评价纤维素基抑菌材料L-Met改性MCC（M-MCC）抑菌效果（五）
2.5 M-MCC对细胞膜通透性的影响
如图9所示，与未处理的L.monocytogenes组相比，在1 MIC处理下，胞外电导率呈现上升的趋势，这种情况在2 MIC处理下表现得更加明显。这是因为活的细菌细胞拥有完整的细胞膜，能够选择性的控制膜内外的物质跨膜运输，所以胞外电导率较为稳定。而M-MCC处理过的L.monocytogenes、S.aureus胞外电导率上升，这说明M-MCC可能改变了细胞膜的通透性，或是破坏了细菌细胞膜，从而导致细菌胞内离子和聚合物转移到悬液中，造成电导率的变化。
图9 M-MCC处理对L.monocytogenes和S.aureus胞外电导率的影响
2.6 M-MCC对细胞内容物的影响
核酸和蛋白质是生物细胞的重要组成部分，一般情况下，核酸和蛋白质等大分子不会跨过活细胞的细胞膜运输，因此，核酸和蛋白的泄漏情况可以一定程度上反映出细菌细胞膜的完整性。如图10所示，经过1 MIC和2 MIC处理后L.monocytogenes和S.aureus的OD260 nm和OD280 nm均有一定程度的上升，这说明部分L.monocytogenes和S.aureus细胞的核酸和蛋白质泄漏到上清液中，即M-MCC对细菌细胞膜的完整性产生了影响，使菌体细胞死亡，导致核酸和蛋白质泄漏。各处理组均在反应3 h左右核酸和蛋白的吸光度达到峰值，之后核酸和蛋白吸光度无明显变化，即细菌的胞内核酸和蛋白不再泄漏。所用M-MCC的浓度越高，上清液中核酸和蛋白质检出量越多，即对细菌细胞的破坏越严重。
图10 M-MCC处理对L.monocytogenes（A）和S.aureus（B）细胞内容物泄漏情况的影响
2.7 M-MCC对细胞DNA含量的影响
DAPI是一种能够和DNA具有极强结合能力的荧光染料，能够透过完整的细胞膜，因此一般用于活细胞的染色。利用DAPI的过膜能力，使之与L.monocytogenes活细胞的DNA相结合，观察M-MCC对L.monocytogenes细胞DNA的影响。如图11所示，对照组无处理的L.monocytogenes细胞荧光强度较强，而经过1 MIC和2 MIC处理的细胞荧光强度明显降低。这说明经过M-MCC处理的细胞DNA发生了泄漏，细胞内DNA含量降低，这也与核酸泄漏情况相符合。
图11 M-MCC处理后的L.monocytogenes激光共聚焦图像
3结论
本研究成功制备了具有抑菌效果的M-MCC抑菌剂，用以应对食品中L.monocytogenes和S.aureus的污染。通过SEM、EDS、FTIR、XPS、XRD和TGA表征改性后M-MCC的形貌变化、元素变化以及稳定性，结果表明L-Met成功接枝。对M-MCC的体外抗氧化能力进行研究，发现其对ABTS阳离子自由基有着良好的去除效果。而后通过MIC以及细菌生长曲线进行了M-MCC对L.monocytogenes和S.aureus抑菌效果的研究。确定了M-MCC对L.monocytogenes和S.aureus的MIC为15 mg/mL。细菌生长曲线表明M-MCC能推迟指示菌的对数生长期。这可能与革兰氏阳性菌独特的细胞壁结构有关。通过研究细胞膜通透性、细胞膜完整性、细胞内容物以及DNA含量等多个方面，分析了M-MCC对L.monocytogenes和S.aureus细胞膜的作用。相关结果表明，M-MCC处理对L.monocytogenes的生长有显著的抑制效果，相应的胞外电导率、核酸和蛋白质的含量都发生明显的变化，且与处理时间的长短密切相关。综上，M-MCC可能是直接作用于L.monocytogenes的细胞膜表面，较低浓度的M-MCC可增加细菌细胞膜的通透性，破坏细菌胞内外电解质平衡，从而抑制细菌的生长；较高浓度的M-MCC则剧烈作用于细菌细胞膜表面，破坏细菌的细胞膜结构，使细胞死亡并释放出原本胞内的核酸和蛋白质等大分子，从而起到抑菌的作用。表明M-MCC抗菌剂在抗菌应用方面潜力巨大。