橙油与戊糖乳杆菌代谢物：抑制蜡样芽孢杆菌生物膜的新型利器

为解决食源性病原体生物膜引发的问题，研究人员探究橙油（EOO）和戊糖乳杆菌 RS2 无细胞滤液（CFF）对蜡样芽孢杆菌的作用，发现 CFF/EOO 抑制效果佳，可影响生物膜调控基因表达，有望成为抗菌和抗生物膜剂。

　　# 橙油与戊糖乳杆菌代谢物：抗击食源性病原体生物膜的新希望
在我们的日常生活中，食物是维持生命活动的必需品。然而，食源性病原体却如同隐藏在食物中的 “小恶魔”，时刻威胁着我们的健康。其中，蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）作为一种常见的食源性病原体，能在食物表面形成生物膜（biofilm，一种由细菌分泌的胞外多糖、蛋白质、水和核酸等物质组成的结构，可保护细菌免受外界不利因素影响），不仅增加了食源性疾病的发生风险，还会导致食物变质，造成经济损失。传统的清洁物质往往含有化学洗涤剂和其他表面活性剂，如果设备清洗不彻底，这些物质残留会给人体健康带来隐患。因此，开发天然的抗菌和抗生物膜剂迫在眉睫。

为了解决这一难题，来自埃及 Zagazig 大学的研究人员 Hala A. Ammar、Ragda Samy 等人开展了一项极具意义的研究。他们致力于构建一种利用天然产物控制食源细菌、抑制生物膜生物合成的新技术，并将研究成果发表在《Scientific Reports》上。

在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，通过细菌分离与鉴定技术，从不同埃及食物样本中分离出食源性病原体和乳酸菌，利用革兰氏染色、生化反应、MALDI - TOF MS 技术以及 16S rDNA 基因标记进行表型和基因型鉴定。接着，采用结晶紫（CV）和刚果红琼脂（CRA）等实验方法评估细菌的生物膜产生能力。此外，利用微量稀释法测定最小抑菌浓度（MIC），通过共培养实验检测抗生物膜活性，并借助定量实时荧光定量 PCR（qRT - PCR）技术分析生物膜调控基因的表达。

研究结果如下：

1. 细菌分离与生物膜形成能力筛选：研究人员从埃及食物样本中分离出 40 种食源性病原体，其中革兰氏阴性菌占 90%，革兰氏阳性菌占 10%。在所有分离菌株中，蜡样芽孢杆菌 RS1 的生物膜形成能力最强，因此被选作后续实验的对象。同时，研究人员还从泡菜、咸鱼和发酵乳制品中分离出 36 株乳酸菌，其中戊糖乳杆菌 RS2 对蜡样芽孢杆菌 RS1 的抑制作用最为显著。
2. 抗菌活性测试：通过药敏试验发现，蜡样芽孢杆菌 RS1 对头孢噻肟和苯唑西林具有高度抗性，对庆大霉素、万古霉素和四环素敏感。研究人员进一步测试了六种不同精油的抗菌活性，结果显示橙油对蜡样芽孢杆菌 RS1 具有显著的抑制活性，其抑制圈直径为 19.00 ± 1.322mm，而其他测试精油未检测到抑制作用。此外，将橙油（EOO）、戊糖乳杆菌 RS2 的无细胞滤液（CFF）及其混合物（CFF/EOO）进行比较，发现 CFF/EOO 的抑制作用最强，抑制圈直径达到 22.30 ± 2.57mm，其次是 CFF（19.71 ± 2.93mm），EOO 的抑制作用相对较弱。
3. MIC 测定与抗生物膜活性分析：MIC 测试结果表明，400μl/ml 的 CFF 和 16μl/ml 的 EOO 在 37℃孵育 24 小时后可完全抑制蜡样芽孢杆菌的生长。抗生物膜活性实验显示，CFF/EOO 混合物对蜡样芽孢杆菌 RS1 生物膜形成的抑制效果显著优于单独使用 CFF 或 EOO，其粘附率仅为 20%。
4. 抗粘附活性研究：研究人员在不锈钢、铝和铝箔三种商业表面测试了 CFF、EOO 和 CFF/EOO 对蜡样芽孢杆菌 RS1 生物膜形成的抗粘附活性。结果发现，铝表面的生物膜形成量最高，其次是铝箔表面，不锈钢表面最低。而 CFF、EOO 和 CFF/EOO 均能抑制生物膜在这些表面的形成，其中 CFF/EOO 的抑制效果最为显著，在不锈钢、铝箔和铝表面的粘附率分别降至 33.3%、36.3% 和 40.8%。
5. 生物膜调控基因分析：通过 PCR 和测序分析，研究人员在蜡样芽孢杆菌 RS1 基因组中检测到生物膜调控基因 sinR、calY 和 spo0A，并对其进行了测序和注释。qRT - PCR 分析结果显示，与未处理的细菌相比，CFF、EOO 和 CFF/EOO 处理后，calY 和 spo0A 基因的表达下调，而 sinR 基因的表达上调。其中，CFF/EOO 混合物对 calY 和 spo0A 的抑制作用以及对 sinR 的激活作用最为明显，sinR 基因的表达量比对照组高出两倍（p<0.0001）。

研究结论和讨论部分指出，本研究首次报道了细菌 CFF 和 EOO 作为抑制细菌生长和生物膜形成的新型抑制剂，并分析了它们对蜡样芽孢杆菌 RS1 中生物膜生物合成和调控相关基因 sinR、calY 和 spo0A 表达的影响。研究结果表明，橙油和戊糖乳杆菌 RS2 的无细胞滤液对蜡样芽孢杆菌 RS1 具有显著的抑制活性，CFF/EOO 混合物能够有效抑制食源性病原体在商业表面的生物膜形成。此外，生物膜调控基因 sinR、calY 和 spo0A 的表达受到抗生物膜剂的显著影响，且基因表达分析结果与所有抑制剂的生理测试结果密切相关。这些发现为开发天然抗菌和抗生物膜剂提供了新的思路，有望在食品工业中广泛应用，以保障食品安全，减少食源性疾病的发生。