10种硫醚类香料对金黄色葡萄球菌生长曲线、nuc基因表达量的影响(一)
摘要选取10种常见的硫醚类香料,通过测量其抑菌圈直径来研究各硫醚类香料对金黄色葡萄球菌和单增李斯特菌的抑制能力,并分析硫醚香料的结构与抑菌能力的关系。筛选出抑菌能力最强的硫醚类香料,利用反转录荧光定量聚合酶链式反应来考察其对金黄色葡萄球菌耐热核酸酶nuc基因表达水平的影响。结果显示:二烯丙基二硫醚(DADS)、甲基糠基二硫醚(MFDS)和二烯丙基硫醚(DAS)对两种革兰氏阳性菌的抑菌效果较好,且抑菌能力为DADS>MFDS>DAS。DADS相较于其它9种硫醚类香料抑菌效果最好,对金黄色葡萄球菌和单增李斯特菌的最低抑制浓度(MIC)分别为312.5 mmol/L和1.25 mol/L。当DADS的浓度为亚抑制浓度时(1/16MIC、1/8MIC、1/4MIC、1/2MIC),均能显著降低金黄色葡萄球菌nuc基因的表达水平(P<0.01)。以上结果说明:烯丙基和二硫键的存在能够增强硫醚类香料的抑菌能力,并且对抑制金黄色葡萄球菌毒力发挥重要作用。
近年来,由于天然香料的分离技术不断地改进,天然香料在市场中的比例逐渐增加,其中含硫香料在食品香料和食品添加剂中发挥着越来越重要的作用。含硫香料作为一种安全、无毒的天然香料,在美国食品香料和萃取物制造协会(FEMA)公布的一些安全性物质中,也占了很大的比例。硫醚香料作为含硫香料中的代表,主要来源于大蒜素。目前,对于硫醚类香料的抑菌构效研究较少,多用于抗癌的研究,一般通过干扰细胞周期来诱导癌细胞的凋亡。
金黄色葡萄球菌和单增李斯特菌是食品中最常见的两种革兰氏阳性致病菌。金黄色葡萄球菌是多种临床感染的病原菌,它能够引发菌血症、感染性心内膜炎和骨关节感染,以及皮肤和软组织感染和化静脓肿形成。单增李斯特菌可以进入人和动物的肠道,进而引起脑膜炎等疾病,感染人群主要集中于免疫力低下的人群,如孕妇、老人和新生儿等。寻找一种新型、有效,可应用于食品行业的抑制剂,来控制食源性致病菌的传播和感染具有重要的研究意义。
耐热核酸酶与金黄色葡萄球菌侵染宿主细胞的能力有着重要关系,直接影响它的毒性,由nuc基因编码,它的存在能够增强细菌侵袭能力,同时耐热核酸酶也是检测金黄色葡萄球菌污染食品的重要特征标志。本研究选取10种硫醚类香料,通过测量抑菌圈的直径来比较和判断它们的抑菌效果,并讨论硫醚香料的结构与其抑菌能力的关系。同时也筛选出抑菌能力最强的硫醚类香料,研究其对金黄色葡萄球菌nuc基因表达量的影响,为硫醚类香料作为食源性致病菌的抑制剂在食品行业中的应用提供一定的理论依据。
1材料与方法
1.1材料与试剂
本研究根据GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》选取了10种硫醚类香料,均从美国Sigma公司订购。名称及结构见表1。
表1 10种硫醚类香料的名称及结构
金黄色葡萄球菌ATCC 6538、单增李斯特菌ATCC 19115取自大连工业大学食品学院微生物实验室。
RNAprep pure培养细胞/细菌总RNA提取试剂盒,天根生化科技(北京)有限公司;SYBRR Premix Ex TaqTM、Random primers[pd(N)6]、Reverse Transcriptase M-MLV(RNase H-)、5×MMLV Buffer、dNTP Mixture、Recombinant RNase Inhibitor,宝生物工程(大连)有限公司;RNase-free water、荧光定量聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)引物,生工生物工程(上海)股份有限公司;胰蛋白胨、酵母浸粉、氯化钠、琼脂粉、大豆蛋白胨、磷酸二氢钾、葡萄糖(分析纯级),大连博诺生物化学试剂公司;无水乙醇(分析纯级),沈阳力诚试剂厂。
1.2仪器与设备
FA(A)型电子天平,上海民桥精密科学仪器公司;01J2003-04型高压灭菌锅,上海博讯实业有限公司;微生物生长动态监测系统,丹麦Biosense公司;MyiQTM2型荧光定量PCR仪,美国Bio-Rad公司。
1.3方法
1.3.1硫醚香料的处理选择乙醇作为硫醚类香料的溶剂,所需原液和无水乙醇的体积可按如下公式计算出,稀释至适当浓度后,置于4℃冰箱密封备用。
式中,c——稀释的硫醚类香料的浓度,mol/L;ρ——硫醚类香料的密度,g/mL;V1——硫醚类香料的体积,L;M——硫醚类香料的摩尔质量,g/mol;V2——无水乙醇的体积,L。
1.3.2培养基的制备金黄色葡萄球菌用溶菌肉汤(Lysogeny broth,LB培养基)培养,每配置100 mL培养基需要添加1 g胰蛋白胨、0.5 g酵母浸粉和1 g氯化钠,用100 mL去离子水将其混匀后,调节pH值至7.0,在121℃下灭菌20 min。
单增李斯特菌用胰蛋白胨大豆肉汤培养基培养,每配置100 mL培养基需要添加1.7 g胰蛋白胨、大豆蛋白胨0.3 g、氯化钠0.5 g、磷酸二氢钾0.25 g、葡萄糖0.25 g,最后用100 mL去离子水将其混匀后,调节pH值至(7.3±0.2),在121℃下灭菌20 min。
在配制固体培养基时,都需要向两种培养基中添加1.5 g/100 mL的琼脂粉。
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