张君霞, 于芳, 王倩宁, 田欢欢, 张佩琴, 李媛, 杨小娟
芽孢杆菌(Bacillus spp.)是引起食品腐败的主要致病菌之一,严重威胁食品安全。石榴皮提取物(pomegranate peel extract, PPE)作为一种植物源抗菌剂,已显示出良好的抑菌潜力。该研究从膜脂过氧化角度出发,系统探讨PPE对3种芽孢杆菌的氧化应激系统、细胞结构完整性和能量代谢途径的影响。结果表明,PPE处理可诱导芽孢杆菌细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)大量积累,H2O2含量最高达到对照组的46.3倍,并显著抑制超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性(P<0.01),从而破坏细胞氧化还原稳态。尽管过氧化氢酶(catalase,CAT)和过氧化物酶(peroxidase,POD)活性出现代偿性上升,仍无法逆转氧化损伤,最终导致膜脂过氧化反应加剧,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量显著升高。扫描电镜观察显示,菌体形态发生明显改变,出现塌陷、皱缩及胞内物质外泄。此外,细胞壁完整性受损,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)泄漏量增加5.23倍,Na+-K+-ATP酶活性降幅达70.9%,表明能量代谢途径严重受阻。该研究首次系统阐明,PPE对食源性芽孢杆菌的抑菌作用关键机制在于诱发H2O2过度积累与SOD活性显著抑制,进而启动“氧化应激-结构破坏-能量代谢抑制”的级联反应过程。研究结果为石榴皮提取物作为天然食品防腐剂的开发提供了理论依据,也为农业副产物的高值化利用提供了新途径。