肌苷對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的生長抑制效果、對橙汁品質(zhì)影響——討論與結(jié)論
3、討論與結(jié)論
酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌廣泛存在于自然界和土壤中，其菌體和芽孢可附著在水果表面，在加工過程中不可避免地會導(dǎo)致果汁生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品被污染。尤其是濃縮果汁生產(chǎn)中，一般會利用回收果汁濃縮時蒸發(fā)的水分清洗設(shè)備，由于回收的冷凝水溫度較高且呈微酸性，給酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌生長繁殖提供了良好的環(huán)境。該菌在設(shè)備表面能形成致密的生物被膜，形成生物被膜的細菌內(nèi)部有致密的三維空間結(jié)構(gòu)，使細菌可以大量繁殖、擴散，對環(huán)境的耐受性也增強，導(dǎo)致其難以從加工設(shè)備的表面被清除。因此，酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌往往通過污染生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)材料（加工水果）及半成品（濃縮果汁）等導(dǎo)致水果加工產(chǎn)品污染，對酸性果蔬產(chǎn)品的加工和保藏造成了嚴重危害，再加上該菌嗜酸耐熱的特性及其芽孢的高抗逆性，也對酸性果蔬制品的滅菌工藝提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。鑒于果蔬汁中熱敏性營養(yǎng)成分豐富，果汁加工中尤為重視殺菌工藝對果汁品質(zhì)的影響，如何采用溫和的方式控制該菌污染一直是食品殺菌領(lǐng)域亟待解決的問題。
肌苷是芽孢桿菌屬細菌的細胞代謝產(chǎn)物，可用做食品、藥品和藥物中間體等，具有改善腎功能，加速肝細胞的修復(fù)等多種醫(yī)療和保健功能。目前，與肌苷有關(guān)的細菌方面的研究一方面是肌苷生產(chǎn)細菌的選育，另一方面是對細菌芽孢萌發(fā)的促進作用，尚無其抑制細菌生長繁殖的研究和報道。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，肌苷對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌芽孢萌發(fā)的作用與現(xiàn)有報道截然相反，不僅延緩該菌芽孢萌發(fā)且導(dǎo)致營養(yǎng)菌體死亡。由于酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌具有嗜酸耐熱的獨特生理特性，推測原因可能與該菌在酸性條件下具有特殊的代謝機制有關(guān)。大部分抑菌物質(zhì)主要從破壞胞內(nèi)蛋白和遺傳物質(zhì)、損傷菌體細胞壁及抑制呼吸這三方面來發(fā)揮作用。
本研究發(fā)現(xiàn)，5 mmol/L濃度的肌苷就對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的細胞壁和細胞膜具有明顯的損傷作用，并導(dǎo)致菌體死亡。肌苷作為細胞內(nèi)ATP、輔酶A、核糖核酸及脫氧核糖核酸的組成部分，能直接透過細胞膜進入細胞，參與細胞的核酸代謝、物質(zhì)代謝和能量代謝，并參與蛋白質(zhì)的合成，因此，推測肌苷對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌細胞壁和細胞膜的破壞作用可能與肌苷進入菌體后對該菌的正常代謝功能造成了影響，進而導(dǎo)致菌體細胞壁和細胞膜合成受到影響而死亡，其分子機制有待深入研究。有研究報道，在橙汁和非碳酸飲料中，當該菌的菌體濃度達到105～106CFU/mL時，產(chǎn)生的愈創(chuàng)木酚量就能達到嗅覺的感官閾值。
本研究發(fā)現(xiàn)，當初始污染菌含量高達105CFU/mL和106CFU/mL時，5 mmol/L的肌苷添加量仍能將105CFU/mL的初始菌體的數(shù)量降低1個數(shù)量級，控制營養(yǎng)菌體的數(shù)量使之不能產(chǎn)生達到嗅覺閾值的愈創(chuàng)木酚量，抑制106CFU/mL的初始菌體數(shù)量不再增加，且對果汁的理化特性和感官品質(zhì)均無顯著影響。因此，鑒于肌苷對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌具有抑制芽孢萌發(fā)和低劑量高效抑殺營養(yǎng)菌體的雙重效果，不失為理想的控制酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌污染的高效綠色特異性抑菌劑。
在檢測肌苷對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌生物被膜形成能力的影響時，發(fā)現(xiàn)較低濃度的肌苷便可對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的生物被膜量發(fā)揮抑制作用。推測肌苷可能一方面抑制了酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的生長而影響其生物被膜的形成量，另一方面可能是由于肌苷影響了酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌細胞代謝，導(dǎo)致其胞外蛋白或多糖分泌減少，降低了菌體的黏附性，干擾了生物被膜的形成。細菌的生物被膜形成力與多種因素有關(guān)，如營養(yǎng)條件、環(huán)境等，因此肌苷對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌生物膜形成的影響機制需要進一步探討。菌體生物被膜含量的減少可以使菌體的活力以及抗性減弱，這為肌苷協(xié)同其它抑菌劑或殺菌技術(shù)發(fā)揮更好的控制該菌污染的作用提供了試驗和理論依據(jù)，肌苷有望成為酸性果汁生產(chǎn)中抑制酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌污染的新型高效防腐殺菌劑。研究結(jié)果為開發(fā)能最大程度保存果汁營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)的新型酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的控制技術(shù)提供了試驗和理論依據(jù)。
肌苷對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的生長抑制效果、對橙汁品質(zhì)影響——摘要、材料與方法
肌苷對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的生長抑制效果、對橙汁品質(zhì)影響——結(jié)果與分析
肌苷對酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的生長抑制效果、對橙汁品質(zhì)影響——討論與結(jié)論
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