酸土脂环酸芽孢杆菌(Alicyclobacillus acidoterrestris,A.acidoterrestris)是一种耐酸耐热、能产生芽孢的革兰氏阳性细菌。由于其耐热性的特点,使其能在商业巴氏杀菌过程中存活下来并成为果汁工业中的关键质量控制目标。此外,酸土脂环酸芽孢杆菌在果汁中生长会产生具有明显气味的代谢物,如愈创木酚,从而导致果汁的腐败变质,给果汁行业带来巨大损失,因此需要有效的控制方法来最大限度地降低由酸土脂环酸芽孢杆菌引起的腐败风险。本文主要探究了紫苏酸对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌活性,利用转录组测序技术从分子水平上进一步探究了紫苏酸对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌机理,并对紫苏酸在果汁保鲜中的实际应用进行了研究,为抑制酸土脂环酸芽孢杆菌及控制由其引起的果汁腐败变质提供了新思路和理论基础。本文的主要研究内容包括:(1)紫苏酸对酸土脂环酸芽孢杆菌抗菌活性的研究采用倍比稀释法测定了紫苏酸对酸土脂环酸芽孢杆菌的最小抑菌浓度(MIC)为32μg/mL;通过对生长曲线的测定发现紫苏酸可以抑制菌体生长,使其迟缓期由4 h延长至6 h,进入对数期时间延长从而降低菌体生长速率;通过对胞内物质外泄、菌体微观结构观察以及细胞膜完整性的测定发现,紫苏酸可以破坏细菌细胞膜和细胞壁的完整性和通透性,使得胞内的大分子物质如核苷酸和蛋白质发生泄露,破坏菌体结构,并且浓度越大,作用效果越明显;通过对胞内活性氧水平的测定发现,紫苏酸可以提高细胞内的活性氧水平,从而对细胞造成氧化应激损伤;结晶紫染色实验表明,紫苏酸以浓度依赖的方式抑制了酸土脂环酸芽孢杆菌生物被膜的形成;通过细胞毒性实验结果显示,紫苏酸在150 mg/L浓度时,对人类肠道上皮细胞(Caco-2)的毒性不足5%,这为紫苏酸的安全性提供了一定的依据。(2)基于转录组学研究紫苏酸对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌机理基于转录组测序技术研究了紫苏酸对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌机理。结果表明,经过紫苏酸处理后,共有1022个基因显著表达,其中656个上Hepatitis A调,366个下调。GO和KEGG分析结果显示,这些差异基因主要集中在膜转运、细胞壁、细胞运动、双组分系统和氨基酸合成代谢等方面。其中糖转运蛋白、肽聚糖合成、氨基酸合成相关的基因大多上调,与细胞运动、双组分系统以及氨基酸代谢相关基因大多下调,这些结果表明,紫苏酸可以破坏酸土脂环酸芽孢杆菌的细胞膜和细胞壁,导致膜的通透性增加,进而导致氨基酸合成代谢紊乱。同时,紫苏酸可以使酸土脂环酸芽孢杆菌菌体通过菌落聚集来抵御外界不良环境的能力下降。(3)紫苏酸抗菌水凝胶的制备及其对苹果汁抑菌保鲜效果的研究基于紫苏酸对酸土脂环酸芽孢杆菌的抑菌活性,以紫苏酸为抗菌活性成分,聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)和N-琥珀酰壳聚糖(N–succinyl chitosan,NSCS)为基材制备了紫苏酸抗菌水凝胶并进行表征。结果表明,水凝胶分子间相互作用形成三维网络结构,将紫苏酸包覆在水凝胶中。添加了不同浓度紫苏酸的抗菌水凝胶对苹果汁中的酸土脂环酸芽孢杆菌均有一定的抑制作用,且对苹果汁的糖度、颜色等理化指AZD2281分子式标以及感官品质的影响没有显著差异,但碱性多糖N-琥珀酰壳聚糖的存在会使果汁pH值升高,致使酸度下降。此外,紫苏酸抗菌水凝胶在一定程度上减缓了果汁中抗坏血酸的氧化降解速度,从而提高其营养价值。综上所述,本研究发现紫苏酸对酸土脂环酸芽孢杆菌具有良好的抑菌效果,通过表观的抑菌研究与转录组学技术相结合研究了紫苏酸对酸土PF-6463922溶解度脂环酸芽孢杆菌的抑菌机理,然后制备紫苏酸抗菌水凝胶并应用到苹果汁中,对其实际抑菌效果以及对苹果汁理化性质和感官品质的影响进行了探究,为紫苏酸进一步开发为天然高效的抗菌剂提供了理论依据。