冷等离子体对单核增生李斯特菌的杀菌机理

作者：窦勇^*; 姚妙爱; 闾怀中; 胡佩红; 董静

来源：中国农业科学, 2020, 53(24): 5104-5114.

• 冷等离子体
• 单核增生李斯特菌
• 细胞膜
• 流动性
• 氧化损伤

【目的】作为一种新兴的非热灭菌技术,冷等离子在食品行业中得到了广泛的应用。通过探讨冷等离子体对细菌细胞膜的破坏效果,阐述其抗菌机制,为冷等离子体在食品行业的应用提供参考。【方法】本研究以单核增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)为试验菌株,研究冷等离子体处理对LM形态和胞内物质的影响,阐述LM细胞膜完整性的变化;冷等离子体处理后,通过测定细胞膜脂肪酸含量和类型的变化,比较8-苯胺-1-萘磺酸荧光强度的改变,反映冷等离子体对LM细胞膜流动性的影响。通过测定碘化丙啶荧光、电导率和β-半乳糖苷酶活性的变化,观察冷等离子体对LM细胞膜通透性的改变。最后,通过检测胞内活性氧和活性氧相关基因表达量的变化,阐明冷等离子体对LM细胞膜造成的氧化损伤。【结果】冷等离子体处理后,LM细胞膜表面观察到破损变形的结构,胞内蛋白质和DNA分别下降了68 mg·mL-1和14μg·mL-1,证明冷等离子体破坏了细胞膜的完整性。冷等离子体处理使LM细胞膜中不饱和脂肪酸的含量从40.17%上升至53.91%,饱和脂肪酸的含量从53.68%下降到41.57%,8-苯胺-1-萘磺酸荧光强度从8.99下降到3.73,说明冷等离子体处理后细胞膜的流动性增加。此外,冷等离子体处理后,碘化丙啶可以透过细胞膜,与胞内遗传物质结合发出红色荧光,电导率由0.15 mS·cm-1上升至0.33 mS·cm-1,β-半乳糖苷酶活性也发生了明显的变化,OD420nm从0.274提高至0.683,说明LM细胞膜通透性提高。胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)荧光和荧光强度的变化说明,冷等离子体刺激细胞膜上ROS的产生,因此对细胞膜造成了氧化损伤。qRT-PCR结果显示冷等离子体处理下调了perR和recA的相对表达量,分别下降43.29%和52.71%,而sigB的相对表达量上调了89.42%,揭示冷等离子体处理条件下,微生物在基因层面的氧化应激和调控机制。【结论】冷等离子体的活性基团通过对细胞膜的作用,破坏LM的细胞活性,起到了抑制效果。

• 单位
  江苏财经职业技术学院