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为解决化学防腐剂的健康风险问题，研究人员开展白花丹素（PLB）抗大肠杆菌（E.coli）研究。通过膜损伤检测、代谢组学和分子对接，发现 PLB 通过破坏膜结构、干扰代谢抑菌，MIC 为 31.25 mg/L，为其作为新型防腐剂提供依据。
食品安全问题一直是全球关注的焦点，尤其是食源性致病菌如大肠杆菌（Escherichia coli, E.coli）的威胁。传统化学防腐剂虽能抑制细菌生长，却可能引发胃肠道紊乱、过敏甚至致癌风险，寻找绿色安全的替代物迫在眉睫。植物源成分白花丹素（Plumbagin, PLB）因具有天然、高效抗菌特性，逐渐进入研究者视野。为探明其抑菌机制并拓展应用场景，西南大学的研究团队开展了 PLB 对 E.coli 的抑菌活性及作用机制研究，相关成果发表在《Current Research in Food Science》。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过 96 孔板微量稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）；利用扫描电子显微镜（SEM）、碘化丙啶（PI）染色观察细菌形态及膜完整性；借助代谢组学分析差异代谢物及通路；运用分子对接技术探究 PLB 与关键蛋白酶的结合潜力。
3.1 抑菌活性验证
实验显示，PLB 对 E.coli 的 MIC 为 31.25 mg/L。在 NA 平板上，PLB 处理组的抑菌圈直径随浓度升高而增大，且在牛奶中，MIC 浓度的 PLB 在 4℃和 25℃储存条件下均能显著降低菌落数，抑制效果呈浓度依赖性。
3.2 细胞膜损伤机制
SEM 观察发现，PLB 处理使 E.coli 细胞表面皱缩、破裂，PI 染色显示细胞膜通透性增加。同时，细胞外电导率、K?浓度及核酸含量显著升高，证实 PLB 破坏了细胞膜结构与功能。
3.3 氧化应激效应
PLB 处理导致 E.coli 内活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）水平和丙二醛（Malondialdehyde, MDA）含量升高，而抗氧化酶（过氧化氢酶 CAT 和超氧化物歧化酶 SOD）活性降低，表明 PLB 诱导了氧化应激，引发膜脂质过氧化。
3.4 细胞内物质代谢紊乱
PLB 处理使 E.coli 的新鲜重量、总脂质、总糖及总蛋白含量显著下降，提示其干扰了细菌的物质合成代谢，影响细胞正常生理功能。
3.5 代谢组学分析
代谢组学显示，PLB 处理导致 E.coli 中 58 种代谢物上调、31 种下调，显著影响蛋白质合成、脂质代谢、三羧酸循环（Tricarboxylic Acid Cycle, TCA）及 ABC 转运等通路。KEGG 富集分析表明，谷胱甘肽代谢、精氨酸生物合成、赖氨酸降解等氨基酸代谢通路受干扰最为显著。
3.6 分子对接验证
分子对接结果显示，PLB 与 TCA 循环中的延胡索酸还原酶、谷胱甘肽代谢中的谷胱甘肽合成酶及赖氨酸降解中的赖氨酸消旋酶等关键蛋白酶具有结合潜力，进一步印证其通过干扰代谢通路发挥抑菌作用。
研究表明，PLB 通过多重机制抑制 E.coli 生长：首先破坏细胞膜结构与功能，引发物质泄漏；继而诱导氧化应激，加剧膜损伤；同时干扰氨基酸、脂质、糖等代谢通路，阻断能量供应（如 TCA 循环受阻），最终导致细菌死亡。该研究首次系统揭示了 PLB 的抑菌机制，为其在食品保鲜领域的应用（如制备纳米乳剂、脂质体等递送系统）提供了理论依据。鉴于 PLB 的高效抑菌活性及良好的安全性（大鼠口服毒性实验显示低毒），其有望成为替代化学防腐剂的新型天然保鲜剂，为解决食源性致病菌污染问题开辟新路径。
