半乳糖基月桂酸甘油單酯的抑菌活性及機(jī)理的研究.pdf

1、甘油糖酯具有抗菌、抗腫瘤、抗病毒等多種生物活性，在食品、化妝品、生物制藥等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。已有研究報道表明甘油糖酯具有良好的抑菌活性，但對于其具體的抑菌模式和作用方式尚不清楚。因此，本文在實驗室前期研究的基礎(chǔ)上，利用酶法催化合成半乳糖基月桂酸甘油單酯，研究其對以食品中常見腐敗菌的抑菌活性和穩(wěn)定性，探究其抑菌的具體作用機(jī)制。主要結(jié)果描述如下:
　　1.半乳糖基月桂酸甘油單酯抑菌活性和穩(wěn)定性的測定。采用打孔法研究半乳糖基月桂酸

2、甘油單酯對食品中常見腐敗菌和致病菌的抑菌效果;采用倍比稀釋法測定其對幾種細(xì)菌的最小抑菌濃度(MIC);采用平板稀釋法和光電比濁法研究半乳糖基月桂酸甘油單酯的抑菌穩(wěn)定性和抑菌時效。結(jié)果表明:半乳糖基月桂酸甘油單酯對大腸桿菌、熒光假單胞菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌具有良好的抑菌活性，對黃曲霉、黑曲霉和釀酒酵母等真菌的抑制效果不明顯或無抑制性。其中半乳糖基月桂酸甘油單酯對熒光假單胞菌的MIC為0.078 mg/mL，對大腸桿

3、菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的MIC均為0.156 mg/mL。單月桂酸甘油酯對pH值、溫度和紫外照射有較強的抑菌穩(wěn)定性，但對NaCL鹽不穩(wěn)定，這可能是因為半乳糖基月桂酸甘油單酯是一種非離子表面活性劑，生物表面活性劑主要特性就是耐酸、熱及離子強度、低毒性和生物可降解性等。半乳糖基月桂酸甘油單酯對蠟樣芽孢桿菌的抑菌時效好于對大腸桿菌的效果，36 h內(nèi)對蠟樣芽孢桿菌的抑菌率幾乎保持在100％不變。隨著時間的增加，半乳糖基月

4、桂酸甘油單酯對大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌的抑菌率呈下降的趨勢，這可能是因為大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌酶系降解了半乳糖基月桂酸甘油單酯，解除其對細(xì)胞的生理代謝的干擾的結(jié)果。
　　2.半乳糖基月桂酸甘油單酯對細(xì)菌細(xì)胞壁、膜的作用機(jī)制。以蠟樣芽孢桿菌和大腸桿菌為實驗菌株，采用生長曲線法測定半乳糖基月桂酸甘油單酯對細(xì)菌生長的影響;采用分光光度法研究其對細(xì)菌細(xì)胞壁通透性、膜通透性和胞內(nèi)大分子物質(zhì)泄漏的影響;通過掃描電鏡和透射電鏡觀察半乳糖基月桂酸甘

5、油單酯對細(xì)菌形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:半乳糖基月桂酸甘油單酯能在延至期或?qū)?shù)期初期抑制蠟樣芽孢桿菌和大腸桿菌的生長，使其不能達(dá)到正常的生長高峰。半乳糖基月桂酸甘油單酯能破壞蠟樣芽孢桿菌和大腸桿菌菌體細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的完整性，使菌體細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的通透性增加，胞內(nèi)具有紫外吸收的大分子物質(zhì)外泄，影響細(xì)菌的新陳代謝和各種生理活動，最終導(dǎo)致細(xì)菌的死亡，并且半乳糖基月桂酸甘油單酯對菌體細(xì)胞膜的作用強度還與其濃度大小有關(guān)。半乳糖基月桂酸甘油單酯還能使

6、蠟樣芽孢桿菌和大腸桿菌的細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，表面形成明顯的褶皺，菌體邊緣模糊，細(xì)胞壁和細(xì)胞膜裂解、模糊甚至完全消失，部分菌體變形。
　　3.半乳糖基月桂酸甘油單酯對細(xì)菌代謝活力、DNA和蛋白質(zhì)的影響。以蠟樣芽孢桿菌和大腸桿菌為實驗菌株，采用分光光度法測定半乳糖基月桂酸甘油單酯對細(xì)菌代謝活力和對細(xì)菌膜蛋白構(gòu)象的影響，通過瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰氨凝膠電泳(SDS-PAGE)觀察半乳糖基月桂酸甘油單酯對細(xì)菌基因組DNA和蛋白質(zhì)表達(dá)的

7、影響。結(jié)果如下:半乳糖基月桂酸甘油單酯進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)后，能抑制蠟樣芽孢桿菌和大腸桿菌的代謝活力，使代謝生成的活化氫離子減少，且抑制作用強度隨物質(zhì)的濃度的增大而增強。這可能是因為半乳糖基月桂酸甘油單酯破壞了細(xì)菌細(xì)胞完整的結(jié)構(gòu)，使其細(xì)胞膜通透性增加，大量的離子、核酸類及蛋白等物質(zhì)發(fā)生泄漏，致使細(xì)胞代謝紊亂，從而使其代謝活力受到了抑制。瓊脂糖凝膠電泳實驗表明半乳糖基月桂酸甘油單酯不僅對菌體基因組DNA有一定的破壞作用，使DNA發(fā)生不同程度的斷

8、裂，造成DNA的損傷，而且能影響菌體DNA的合成，使DNA的含量減少。半乳糖基月桂酸甘油單酯對蠟樣芽孢桿菌和大腸桿菌細(xì)胞膜上的氨基酸殘基具有淬滅作用，熒光強度下降，改變菌體細(xì)胞膜蛋白質(zhì)的構(gòu)象。SDS-PAGE凝膠電泳實驗表明半乳糖基月桂酸甘油單酯對蠟樣芽孢桿菌蛋白質(zhì)的合成有一定的影響，不能使大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成完全受阻。
　　綜上所述，本論文利用細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)等方面的知識，初步研究了半乳糖基月桂酸甘油單酯的抑菌機(jī)理。研究