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唐菖蒲伯克霍尔德菌(Burkholderia gladioli)可产生米酵菌酸(BA)危害健康。研究人员开展 L 型苯乳酸(L-PLA)对其生长、生物膜形成及 BA 产生影响的研究。结果显示 L-PLA 抑制效果显著,为食品中该菌防控提供新思路。
在食品安全的领域中,有一种 “隐藏杀手” 时刻威胁着人们的健康,它就是唐菖蒲伯克霍尔德菌(
Burkholderia gladioli) 。这是一种革兰氏阴性菌,自 1921 年被发现后,就不断 “闯祸”,与多种人类感染相关,尤其给囊性纤维化患者带来极大痛苦。更可怕的是,它是目前已知唯一能产生米酵菌酸(bongkrekic acid,BA)的细菌。BA 堪称细胞能量代谢的 “破坏者”,它能阻断线粒体腺嘌呤核苷酸转运体(ANT),抑制氧化磷酸化过程。人们一旦误食被 BA 污染的食物,哪怕剂量很低,也可能出现恶心、呕吐等症状,严重时甚至会休克、死亡。自 20 世纪中叶以来,我国就有超过 9000 例 BA 中毒案例,导致 1000 多人死亡,而在 2010 - 2020 年间,黑木耳还成为了唐菖蒲伯克霍尔德菌的新 “载体”,引发了三次中毒事件。面对这样严峻的食品安全问题,如何有效控制唐菖蒲伯克霍尔德菌及其产生的 BA,成为科研人员亟待攻克的难题。
为了解决这一难题,研究人员开启了探索之旅。虽然目前暂未明确研究机构,但他们将目光聚焦在了 L 型苯乳酸(L-type phenyllactate,L-PLA)上。这是一种天然存在的低分子量化合物,是乳酸菌的正常代谢产物,在蜂蜜、牛奶等多种食物中都能找到它的身影。此前研究发现,它具有广谱抗菌性,然而其对唐菖蒲伯克霍尔德菌的作用机制却尚不明确。研究人员深入探究 L-PLA 对唐菖蒲伯克霍尔德菌生长、生物膜形成及 BA 产生的影响,这项研究成果发表在了《Food Microbiology》上。
在研究过程中,研究人员采用了多种关键技术方法。首先是牛津杯法,通过该方法测定 L-PLA 和 D-PLA 对唐菖蒲伯克霍尔德菌的抑菌圈大小,以此判断它们的抑菌活性。此外,利用扫描电子显微镜(SEM)和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察细菌形态结构的变化,直观了解 L-PLA 对细菌的破坏程度。实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)则用于检测与 BA 生物合成相关基因的表达情况,从分子层面揭示 L-PLA 的作用机制。
下面来看看具体的研究结果。在 “测定 L-PLA 对唐菖蒲伯克霍尔德菌的活性” 方面,通过牛津杯法发现,L-PLA 和 D-PLA 的抑菌圈分别为 25.67mm 和 15.62mm,L-PLA 的抑菌效果明显强于 D-PLA,推测可能是 L-PLA 竞争性抑制苯丙氨酸脱氢酶,阻碍了苯丙氨酸的氧化脱氨。
研究 “L-PLA 对唐菖蒲伯克霍尔德菌生长的影响” 时,确定了 L-PLA 对唐菖蒲伯克霍尔德菌的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)均为 2.0mg/mL。L-PLA 破坏了细菌的完整性和结构,使得细胞内成分泄漏,细胞活力下降。同时,细胞内活性氧(ROS)积累,表明氧化应激参与了 L-PLA 对唐菖蒲伯克霍尔德菌的杀菌过程。SEM 和 CLSM 的结果也证实了 L-PLA 对细菌造成了严重破坏。
关于 “L-PLA 对唐菖蒲伯克霍尔德菌生物膜形成的影响”,亚抑菌浓度的 L-PLA 能有效抑制生物膜形成。它降低了生物膜的生物量,改变了生物膜内活菌和死菌的比例。并且,L-PLA 显著抑制了唐菖蒲伯克霍尔德菌的运动性,还改变了细菌细胞表面疏水性和自聚集性。
在 “L-PLA 对唐菖蒲伯克霍尔德菌 BA 产生的影响” 研究中,当唐菖蒲伯克霍尔德菌受到 L-PLA 胁迫 5 天后,BA 的合成大幅减少。RT-qPCR 结果显示,L-PLA 抑制了与 BA 生物合成相关基因的表达。
最后在 “L-PLA 对黑木耳浸泡液中唐菖蒲伯克霍尔德菌的影响” 实验里,添加 L-PLA(1/2× - 2×MIC)能显著抑制黑木耳浸泡液中唐菖蒲伯克霍尔德菌的存活率和 BA 产生,且不影响黑木耳的感官可接受性。
综合上述研究结果,L-PLA 在控制唐菖蒲伯克霍尔德菌方面展现出了 “一石三鸟” 的强大功效。它既能抑制细菌生长、破坏生物膜,又能减少 BA 产生,且在黑木耳浸泡液实验中得到了实际应用验证。这项研究为食品中唐菖蒲伯克霍尔德菌的防控提供了全新的思路和方法,有望在保障食品安全、预防食物中毒方面发挥重要作用,对推动食品微生物学领域的发展有着深远意义。