納豆菌抗菌肽對(duì)對(duì)蝦中金黃色葡萄球菌和單增李斯特菌的控制效應(yīng)及數(shù)學(xué)模型建立.pdf

1、金黃色葡萄球菌、單增李斯特菌是水產(chǎn)品中重要的食源性致病菌之一，嚴(yán)重危害水產(chǎn)品的質(zhì)量安全，易引發(fā)食源性食物中毒；由金黃色葡萄球菌產(chǎn)生的腸毒素及單增李斯特菌形成的生物被膜同樣具有巨大的潛在危害，金黃色葡萄球菌引發(fā)的食物中毒中有95％是由其腸毒素引起的，生物被膜極易造成食品污染。這嚴(yán)重威脅人們的身體健康并會(huì)對(duì)海產(chǎn)行業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。納豆菌抗菌肽是由中國(guó)傳統(tǒng)食品納豆中分離的一株納豆菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種抗菌脂肽，它具有廣譜抗菌活性，對(duì)熱穩(wěn)定，且水

2、溶性好，安全無(wú)毒無(wú)副作用，是一種新型的天然生物制劑。據(jù)此，本論文主要研究納豆菌抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌及其產(chǎn)腸毒素B、單增李斯特菌及其生物被膜的控制效應(yīng)以及建立對(duì)蝦中納豆菌抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)及其產(chǎn)腸毒素B、單增李斯特菌生長(zhǎng)的控制模型，旨在為金黃色葡萄球菌、單增李斯特菌的危害控制提供新方法，為納豆菌抗菌肽應(yīng)用于水產(chǎn)品提供理論依據(jù)。得到以下研究結(jié)果：
　　1.通過(guò)牛津杯法和液體二倍稀釋法測(cè)定納豆菌抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌活性

3、，并采用細(xì)菌菌落計(jì)數(shù)和金葡菌腸毒素B免疫磁珠試劑盒分別檢測(cè)不同濃度納豆菌抗菌肽以及在菌不同生長(zhǎng)時(shí)期加入納豆菌抗菌肽金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)及腸毒素B的量，研究其控制效應(yīng)。結(jié)果表明：納豆菌抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌有很好的抑菌效果，其MIC和MBC分別為1.25 mg/mL、5 mg/mL；當(dāng)于培養(yǎng)初期加入納豆菌抗菌肽濃度達(dá)到1 MIC時(shí)金黃色葡萄球菌菌體總量與腸毒素B的量得到了控制；在金黃色葡萄球菌菌體濃度低時(shí)加入納豆菌抗菌肽比其菌體濃度高時(shí)控

4、制效果好；并且在金黃色葡萄球菌指數(shù)生長(zhǎng)期加入納豆菌抗菌肽比在延滯期加入對(duì)其菌體的控制效果明顯，但毒素的量會(huì)有所增加。因此，為了有效控制腸毒素的產(chǎn)生，抗菌肽應(yīng)該在生長(zhǎng)初始階段加入。
　　2.研究了對(duì)蝦中納豆菌抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)及其產(chǎn)腸毒素B的控制，對(duì)其結(jié)果采用Origin8.5軟件中Logistic、Gompertz、Richards方程進(jìn)行擬合，建立納豆菌抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)和其產(chǎn)腸毒素B的控制模型。結(jié)果表明：納豆菌

5、抗菌肽能延遲金黃色葡萄球菌的延滯期，降低其生長(zhǎng)速率，能夠有效的控制對(duì)蝦中金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)。不同濃度納豆菌抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)的最適控制模型是Logistic模型。腸毒素B的最適控制模型是：當(dāng)納豆菌抗菌肽濃度為2 MIC、0.5 MIC時(shí)，Gompertz模型為最適模型；納豆菌抗菌肽濃度為1 MIC、0.25 MIC時(shí)，最適控制模型分別Logistic模型、Richards模型。其擬合曲線的R2值均大于0.9，說(shuō)明建立的模型能夠

6、較好地預(yù)測(cè)納豆菌抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌及其產(chǎn)腸毒素 B的控制規(guī)律。
　　3.建立多種因素的共同作用下納豆菌抗菌肽殺滅蝦肉中金黃色葡萄球菌及其產(chǎn)腸毒素B的抑菌數(shù)學(xué)模型，并考察納豆菌抗菌肽在蝦產(chǎn)品使用中的影響因素。通過(guò)響應(yīng)面設(shè)計(jì)對(duì)影響納豆菌抗菌肽使用的可能的主要因素鹽度、溫度、pH和焦亞硫酸鈉進(jìn)行了篩選，并用Design-Expert軟件進(jìn)行回歸擬合，建立多因素條件下的抑菌數(shù)學(xué)模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)溫度、鹽度、pH和焦亞硫酸鈉對(duì)納豆菌抗菌肽的

7、抗菌活性均沒(méi)有顯著的交互影響；建立了二次多項(xiàng)數(shù)學(xué)模型，得到在一定范圍內(nèi)金黃色葡萄球菌菌落數(shù)預(yù)測(cè)值（Lg N）、腸毒素B（Y）對(duì)編碼自變量x1（溫度）、x2（氯化鈉濃度）、x3（pH）、x4（焦亞硫酸鈉濃度）、x5（AMPNT-6濃度）的二次多項(xiàng)回歸方程：
　　Lg N=6.93+0.29 x1-0.11 x3-0.46 x5-0.35 x12-0.30 x3 x4( R2=0.9049) Y=22.83+4.33 x1-6.02

8、x5-5.28 x12-4.68 x1 x4-3.80 x3 x4( R2=0.8874)
　　該模型擬合度好，可用于多因素條件下對(duì)蝦中金黃色葡萄球菌及其產(chǎn)腸毒素B的控制預(yù)測(cè)。
　　4.研究了不同濃度納豆菌抗菌肽對(duì)單增李斯特菌的控制效應(yīng)以及對(duì)單增李斯特菌生物被膜的抗粘附、清除作用。結(jié)果表明，納豆菌抗菌肽對(duì)單增李斯特菌有很好的抑菌、殺菌效果，其MIC和MBC分別為0.625、1.875 mg/ mL；當(dāng)于培養(yǎng)初期加入終濃度為1

9、 MIC的納豆菌抗菌肽即可抑制其生長(zhǎng)，且從殺菌動(dòng)力學(xué)曲線中可看出在2.5 h殺滅了36%的菌體。終濃度達(dá)到2 MIC時(shí)，在27 h內(nèi)菌數(shù)降低了4個(gè)數(shù)量級(jí)；在培養(yǎng)初始階段以及在菌體低濃度時(shí)加入納豆菌抗菌肽控制效果更明顯。納豆菌抗菌肽對(duì)單增李斯特菌生物被膜有很好的抗粘附、清除作用。當(dāng)于培養(yǎng)初期加入納豆菌抗菌肽的濃度達(dá)到2 MIC時(shí)可控制生物被膜的形成，并且在生物被膜形成的過(guò)程中加入納豆菌抗菌肽以及納豆菌抗菌肽先作用與微孔后都有抗粘附作用，不

10、同濃度的納豆菌抗菌肽對(duì)生物被膜有顯著的清除作用，8 h后生物被膜的量便維持在相對(duì)最低的水平。由掃描電鏡觀察到當(dāng)納豆菌抗菌肽的濃度為1 MIC時(shí)，不銹鋼片上無(wú)被膜組織。
　　5.通過(guò)Origin8.5軟件中Logistic、Gompertz、Richards方程進(jìn)行擬合，建立對(duì)蝦中納豆菌抗菌肽對(duì)單增李斯特菌的控制模型。并采用Design-Expert軟件中響應(yīng)面設(shè)計(jì)對(duì)可能影響對(duì)蝦中納豆菌抗菌肽抗菌活性的主要因素鹽度、溫度、pH和焦亞

11、硫酸鈉進(jìn)行了篩選，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，建立多因素條件下納豆菌抗菌肽殺滅蝦肉中單增李斯特菌的抑菌數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明：納豆菌抗菌肽對(duì)單增李斯特菌生長(zhǎng)的最適控制模型是Logistic模型。納豆菌抗菌肽能延遲單增李斯特菌的延滯期，降低其生長(zhǎng)速率，能夠有效的控制對(duì)蝦中單增李斯特菌的生長(zhǎng)。納豆菌抗菌肽與溫度、鹽度、pH和焦亞硫酸鈉的無(wú)顯著交互影響。采用響應(yīng)面法建立了二次多項(xiàng)數(shù)學(xué)模型，得到在一定范圍內(nèi)單增李斯特菌落數(shù)預(yù)測(cè)值（Lg N）對(duì)編碼自變量x