在食品的加工、貯藏、運(yùn)輸及消費(fèi)過程中,微生物污染是引起食品腐敗變質(zhì)及食源性疾病的主要成因之一。乳酸鏈球菌素（Nisin）是一種典型、高效、安全的抗菌肽,其與氯化鈉等成分復(fù)配的制劑作為防腐劑已廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。Nisin的抗菌活性與其作用基質(zhì)、pH值及溫度有關(guān)。如何提高nisin的抗菌活性成為當(dāng)前關(guān)注的熱點(diǎn)。本課題以nisin為研究對(duì)象,以金黃色葡萄球菌ATCC 6538為指示菌,通過抗菌實(shí)驗(yàn)探究N端修飾對(duì)于nisin抗菌活性的影響,并進(jìn)一步表征了接枝nisin抗菌膜的性能和抗菌活性,并將其應(yīng)用在復(fù)合抗菌膜中。本文研究內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）采用京尼平修飾nisin的N端,并將其進(jìn)一步接枝到大分子殼聚糖上,通過抗菌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證接枝產(chǎn)物的活性。結(jié)果表明:pH的升高會(huì)顯著降低nisin的抗菌活性,經(jīng)過修飾后nisin仍保留抗菌活性。pH=7.2時(shí),nisin與京尼平的交聯(lián)產(chǎn)物抗菌活性相比nisin顯著增加,而pH=6.0時(shí)其抗菌活性相比nisin略有降低。當(dāng)nisin進(jìn)一步通過京尼平接枝到殼聚糖上時(shí),隨著交聯(lián)殼聚糖濃度的降低,接枝產(chǎn)物抗菌活性逐漸增強(qiáng)。這是由于更少的殼聚糖提供了更少的氨基位點(diǎn),接... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

抗菌肽的抗菌機(jī)制[32]

姿??擰?isin一些特殊的性質(zhì)來源于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，例如硫醚環(huán)。Nisin經(jīng)翻譯修飾后，蘇氨酸和絲氨酸殘基脫水形成脫氫酪氨酸和脫氫丙氨酸，然后脫水殘基結(jié)合半胱氨酸通過硫醚鍵形成羊毛硫氨酸環(huán)（即硫醚環(huán)），形成N端結(jié)構(gòu)域和C端結(jié)構(gòu)域兩個(gè)剛性環(huán)狀結(jié)構(gòu)域[50]。乳酸乳球菌產(chǎn)生nisinA、nisinZ、nisinQ和nisinF，其中僅nisinA、nisinZ受到廣泛研究[51]。如圖1-2所示為nisinA的結(jié)構(gòu)示意圖，nisinA和nisinZ不同之處在于27號(hào)位置的單個(gè)氨基酸殘基分別為組氨酸和天冬氨酸。與nisinA相比，nisinZ具有了更高的溶解度和擴(kuò)散性[52]圖1-2NisinA一級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖[49]Fig.1-2SchematicofnisinAprimarystructureNisin能夠抑制葡萄球菌、小球菌屬、微球菌屬、鏈球菌、乳桿菌屬和結(jié)核分枝桿菌等大部分革蘭氏陽性菌。由于孢子比營養(yǎng)細(xì)胞更敏感，產(chǎn)生芽孢的革蘭氏陽性菌極易受到nisin作用。Nisin對(duì)革蘭氏陰性菌一般無效，這是由于革蘭氏陰性菌生物膜存在外膜，能夠抵抗nisin干擾，降低其抗菌能力[53]。在一定條件下，如EDTA處理等，能夠?qū)?xì)菌的外膜造成一定程度的干擾或損傷，從而增強(qiáng)nisin抗菌能力，抑制一些革蘭氏陰性菌，如沙門氏菌、大腸桿菌、假單胞菌等的生長。Nisin對(duì)蛋白酶敏感，攝入后在消化道中易被α-胰凝乳蛋白酶分解成氨基酸。由于nisin能在腸道中被無害降解，其對(duì)人體基本無毒性。通過生物學(xué)手段對(duì)nisin的細(xì)胞毒性、動(dòng)物器官病毒學(xué)、血液化學(xué)、腎功能、應(yīng)激反應(yīng)和再生性等研究證明，nisin對(duì)人體安全無害。1.2.2Nisin的抗菌機(jī)制Nisin造成細(xì)胞膜穿孔的過程分為幾個(gè)步驟[54-55]。首先，帶正電的肽鏈與細(xì)胞膜中帶負(fù)電的磷脂相互作用，使得nisin吸附在細(xì)胞膜的表面。研究結(jié)果表明，只需要膜脂中帶負(fù)電組分達(dá)到一定比例而不需要膜整體帶負(fù)電，nisin就能?

江南大學(xué)碩士學(xué)位論文6此外，nisin在與模型磷脂囊泡作用時(shí)，需要μM量級(jí)的濃度才能造成滲漏，而與某些菌種如鏈球菌，葡萄球菌等作用時(shí)，僅需nM量級(jí)的濃度就有很高的抗菌活性。這與這些菌種細(xì)胞膜上結(jié)合的lipidII有關(guān)[56]。LipidII由十一碳二烯磷酸酯、一個(gè)五肽側(cè)鏈、N-乙酰葡萄糖胺多糖側(cè)鏈和N-乙酰胞壁酸多糖側(cè)鏈組成，是肽聚糖的合成前體，也是有效的抗菌靶點(diǎn)[57]。當(dāng)使用尼莫拉寧阻斷l(xiāng)ipidII合成通路后，這些菌種對(duì)nisin的敏感性也降低到與模型囊泡相近的水平。圖1-3Nisin在細(xì)胞膜上形成2nm的孔[51]Fig.1-3Formationof2-nmporeincellmembranebynisin1.2.3Nisin的應(yīng)用限制Nisin的活性和穩(wěn)定性與其作用基質(zhì)、pH值和溫度有關(guān)。當(dāng)nisin應(yīng)用在食品中時(shí)，會(huì)因?yàn)槠湓谑称分胁痪鶆蚍植蓟蛞驗(yàn)槠渑c脂質(zhì)等食品成分相互反應(yīng)而失去活性。Nisin在較低pH條件下具有較高的溶解性和穩(wěn)定性，抗菌活性維持時(shí)間較長；當(dāng)其處于中性或者堿性環(huán)境中，其溶解性變差且其抑菌活性損失較快。pH=5時(shí)nisin活性損失40%，pH=9.8時(shí)活性損失超過90%。Nisin的穩(wěn)定性也受溫度影響，其在非低酸性環(huán)境中熱穩(wěn)定性較差。Nisin在pH=2.0的稀鹽酸中可經(jīng)受120℃高溫而幾乎不損失活性，但隨著pH的提高，高溫環(huán)境會(huì)增加nisin的活性損失率[58]。研究表明，nisin氨基酸序列中不飽和氨基酸如DHA3、DHA5和DHB2的不完整性使得其活性隨著作用基質(zhì)pH和溫度的變化而嚴(yán)重?fù)p失，因此使用時(shí)應(yīng)該盡量避免高溫并保持較低pH值[59]。低pH值時(shí)，其DHA雙鍵與水分子結(jié)合，生成相應(yīng)的氨基化合物和酮酸，其抗菌活性不受影響；高pH值時(shí)，其分子間易發(fā)生親核加成反應(yīng)，且分子內(nèi)部殘基易發(fā)生反應(yīng)生成多分子聚合物，溶解度和抗菌活性降低[60]。1.2.4提高nisin抗菌活性和穩(wěn)定性的方法由于上述nisin的應(yīng)用

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本文編號(hào)：3516001