纳米包埋对枯草芽孢杆菌环脂肽氧化的抑制及抗菌效果的强化作用

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枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种生防细菌,它可以产生伊枯草菌素(Iturins)、芬荠素(Fengycins)、表面活性素(Surfactins)等环脂肽(CL)类抗菌物质,常作为生物农药用于果蔬保鲜。本文的主要目的是研究CL的储存稳定性和固体脂质纳米颗粒(SLN)包埋对CL的抗菌性和储存稳定性的影响。因此,本文首先研究了 CL的储存特性和氧化过程;随后用SLN对其进行包埋,观察其包埋后的粒子特征、储存稳定性,深入研究了包埋对氧化的抑制作用、包埋后CL对黑曲霉(Aspergillus niger)的抗菌作用;在此基础上,通过分析包埋时SLN与CL的相互作用阐明SLN保护CL的机理;最后,通过检测黑曲霉的细胞膜透性、产生赭曲霉毒素A(OTA)的能力以及采用扫描电子显微镜(SEM)观察黑曲霉的孢子与菌丝,揭示包埋后CL的抑菌特性和抑菌机理。主要结果如下:(1)通过酸溶醇提法从高密度培养的枯草芽孢杆菌发酵液中提取CL,得率为3.1 g/L,提取的CL中水分含量为9.42±0.40%,蛋白质为24.93±0.33%,脂质为 15.29±0.02%,总糖为 15.12±0.02%,灰分为 14.68±0.01%。储存 30 d的CL已无明显抑菌活性,30d中酸价由1.99mg/g升至4.20mg/g,过氧化值由0.20%升至0.49%,CL颜色由米黄色变为黑棕色,发生氧化和褐变。(2)SLN对CL进行包埋后,得到纳米颗粒CL-SLN,其包封率(AE)为37.64%,载药量(LD)为33.23%,粒径为116±3.30 nm,分散性指数(PDI)为0.40±0.02,ζ电位为-0.92±0.02 mV,透射电子显微镜(TEM)观察CL-SLN形状规则,大小均一。CL-SLN在30 d的储存过程中酸价和过氧化值数值没有显著性变化,说明包埋有效抑制了 CL的氧化,并且发现CL-SLN与CL相比,抑菌时效显著延长。(3)热重(TG)、X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析发现CL与SLN在包埋时发生疏水相互作用,强化了 CL-SLN复合物的晶体结构,从而改善了包埋后CL的储存稳定性。(4)SEM发现,CL-SLN处理的黑曲霉菌丝和孢子褶皱更加明显,破碎程度加深,有内容物流出。此外包埋组处理的黑曲霉中OTA含量下降,黑曲霉细胞膜透性增加,对黑曲霉的抑菌效果增强。进一步的葡萄体内实验发现,与未包埋的CL相比,用CL-SLN处理的葡萄,霉菌总数得到明显控制,葡萄呼吸速率显著下降。本文用SLN包埋保护CL,提高了其稳定性,强化了其抗菌特性,获得的CL-SLN具有重要应用价值。
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