纳豆菌抗菌肽对虾中金黄色葡萄球菌和单增李斯特菌的控制效应及数学模型建立.pdf

纳豆菌抗菌肽对对虾中金黄色葡萄球菌和单增李斯特 菌的控制效应及数学模型建立 摘 要 金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌是水产品中重要的食源性致病菌之一，严重危 害水产品的质量安全，易引发食源性食物中毒；由金黄色葡萄球菌产生的肠毒素及 单增李斯特菌形成的生物被膜同样具有巨大的潜在危害，金黄色葡萄球菌引发的食 物中毒中有95 %是由其肠毒素引起的，生物被膜极易造成食品污染。这严重威胁人 们的身体健康并会对海产行业造成巨大的经济损失。纳豆菌抗菌肽是由中国传统食 品纳豆中分离的一株纳豆菌发酵产生的一种抗菌脂肽，它具有广谱抗菌活性，对热 稳定，且水溶性好，安全无毒无副作用，是一种新型的天然生物制剂。据此，本论 文主要研究纳豆菌抗菌肽对金黄色葡萄球菌及其产肠毒素B 、单增李斯特菌及其生 物被膜的控制效应以及建立对虾中纳豆菌抗菌肽对金黄色葡萄球菌生长及其产肠 毒素B 、单增李斯特菌生长的控制模型，旨在为金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌的 危害控制提供新方法，为纳豆菌抗菌肽应用于水产品提供理论依据。得到以下研究 结果： 1. 通过牛津杯法和液体二倍稀释法测定纳豆菌抗菌肽对金黄色葡萄球菌的抑 菌活性，并采用细菌菌落计数和金葡菌肠毒素B 免疫磁珠试剂盒分别检测不同浓度 纳豆菌抗菌肽以及在菌不同生长时期加入纳豆菌抗菌肽金黄色葡萄球菌的生长及 肠毒素B 的量，研究其控制效应。结果表明：纳豆菌抗菌肽对金黄色葡萄球菌有很 好的抑菌效果，其MIC 和MBC 分别为1.25 mg / mL 、5 mg / mL ；当于培养初期加 入纳豆菌抗菌肽浓度达到1 MIC 时金黄色葡萄球菌菌体总量与肠毒素B 的量得到了 控制；在金黄色葡萄球菌菌体浓度低时加入纳豆菌抗菌肽比其菌体浓度高时控制效 果好；并且在金黄色葡萄球菌指数生长期加入纳豆菌抗菌肽比在延滞期加入对其菌 体的控制效果明显，但毒素的量会有所增加。因此，为了有效控制肠毒素的产生， 抗菌肽应该在生长初始阶段加入。 2. 研究了对虾中纳豆菌抗菌肽对金黄色葡萄球菌生长及其产肠毒素B 的控制， 对其结果采用Origin 8.5 软件中Logistic 、Gompertz、Richards 方程进行拟合，建立 纳豆菌抗菌肽对金黄色葡萄球菌生长和其产肠毒素B 的控制模型。结果表明：纳豆 菌抗菌肽能延迟金黄色葡萄球菌的延滞期，降低其生长速率，能够有效的控制对虾 中金黄色葡萄球菌的生长。不同浓度纳豆菌抗菌肽对金黄色葡萄球菌生长的最适控 制模型是Logistic 模型。肠毒素B 的最适控制模型是：当纳豆菌抗菌肽浓度为2 MIC 、 I 0.5 MIC 时，Gompertz 模型为最适模型；纳豆菌抗菌肽浓度为1 MIC 、0.25 MIC 时， 最适控制模型分别Logistic 模型、Richards 模型。其拟合曲线的R2 值均大于0.9， 说明建立的模型能够较好地预测纳豆菌抗菌肽对金黄色葡萄球菌及其产肠毒素 B 的控制规律。 3. 建立多种因素的共同作用下纳豆菌抗菌肽杀灭虾肉中金黄色葡萄球菌及其 产肠毒素B 的抑菌数学模型，并考察纳豆菌抗菌肽在虾产品使用中的影响因素。通 过响应面设计对影响纳豆菌抗菌肽使用的可能的主要因素盐度、温度、pH 和焦亚 硫酸钠进行了筛选，并用Design-Expert 软件进行回归拟合，建立多因素条件下的抑 菌数学模型。结果发现温度、盐度、pH 和焦亚硫酸钠对纳豆菌抗菌肽的抗菌活性 均没有显著的交互影响；建立了二次多项数学模型，得到在一定范围内金黄色葡萄 球菌菌落数预测值（Lg N ）、肠毒素B （Y）对编码自变量x1 （温度）、x2 （氯化钠浓 度）、x3 （pH ）、x4 （焦亚硫酸钠浓度）、x5 （AMPNT-6 浓度）的二次多项回归方程： 2 2 Lg N = 6.93 + 0.29 x - 0.11 x - 0.46 x - 0.35 x - 0.30 x x ( R = 0.9049 ) 1 3 5 1