课题基金 / 基金详情

沙门氏菌噬菌体聚集介导的抗菌蛋白膜形成及其释放抑菌机制研究

批准号:
31760483
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
吴国平
依托单位:
学科分类:
食品贮藏与保鲜
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
王纯荣、郜彦彦、张凤英、林丽萍、王瑾、赵远洋、张天添

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
抗菌活性蛋白膜不仅可持续地抑制微生物生长繁殖,还能有效地阻控交叉污染的发生,是食品活性包装领域重要的发展方向。本项目在前期研究分离获得的一株沙门氏菌烈性噬菌体的基础上,通过噬菌体全基因组测序,解析其主要结构蛋白氨基酸序列、两亲性、疏水性和电荷电位等,探明其作为生物大分子维持活性稳定的分子基础;以成膜蛋白为基材,制备噬菌体抗菌蛋白膜,利用界面技术比较研究噬菌体与成膜蛋白溶液微观膜和宏观膜的界面性能,表征噬菌体聚集及其与成膜蛋白分子相互作用的成膜规律,优化膜的制备体系;进一步探讨抗菌蛋白膜中噬菌体在液-液、液-固界面的释放扩散动力学及其分子机制,评价其对冷鲜鸡肉污染沙门氏菌的抑菌效果。预期研究结果可为开发新型噬菌体类食品抗菌剂提供新的思路,为研制特异性强、抑菌性好的噬菌体抗菌蛋白膜提供理论依据。
英文摘要
Active packaging materials with antimicrobial properties have gained significant interest over the last decade. Currently, most of the antimicrobial active packaging materials are broad spectrum antimicrobials which do not target bacterial pathogenic species specifically. The need for specificity in antimicrobial activity is important as pathogens may be a small fraction of the total microbial load present in food systems. Thus, developing pathogen specific antimicrobial active packaging materials may improve the antimicrobial efficacy by reducing interactions with non-targeted microbes. Bacteriophages are viruses of bacteria that have high specificity for their host strain and multiply upon infecting their host for up to 1000 viral progeny per bacteria. Based on these advantages and increases in antimicrobial resistance among common pathogens, phage can have significant applications as additives to packaging material formulations. A bacteriophage against Salmonella enteritidis has been isolated and characterized, this study will complete the whole genome sequencing and analyze the molecular structures of main structural proteins of the bacteriophage strain, such as the molecule, charge, amphiphilic, hydrophobic and helix. Then, we will develop a subclass of bacteriophage encapsulated protein films, and characterize its antimicrobial efficacy, stability and release of encapsulated phages. The formation mechanism of antimicrobial protein films encapsulated phages will be clarified at molecular level after thoroughly examining the relationship between the micro-film formed on interface of protein solution and the macro-film coated. Additionally, the phages release from protein films will be studied in an aqueous environment and food surface incubation. Furthermore, the antimicrobial efficacy will be evaluated for fresh chicken coated by the active packaging materials. This study will demonstrate integration of phages with edible packaging materials to develop novel active packaging materials for biocontrol applications.
本项目以前期建立的食源性致病菌非预增菌快速检测方法,应用于市场上采集的食品快速检测筛查,并对阳性样品进行目标菌分离、纯化、鉴定;以分离到的沙门氏菌、大肠杆菌O157:H7为宿主菌,分离相应的烈性噬菌体并鉴定;进一步以胶原蛋白为成膜基材,探明噬菌体作为生物大分子在基材中维持活性稳定的分子基础;表征噬菌体聚集及其与成膜蛋白分子相互作用的成膜规律,优化膜的制备体系;探讨抗菌蛋白膜中噬菌体的释放扩散动力学及其分子机制,评价其对冷鲜肉污染沙门氏菌的抑菌效果。项目组主要完成的内容:以本项目组建立的蒙脱石封闭活性炭、免疫磁珠等食品样品前处理技术联合沙门氏菌、大肠杆菌特异性环介导等温扩增方法,从市场食品中分离、纯化到近100株沙门氏菌菌株和20余株大肠杆菌菌株;以分离的沙门氏菌、大肠杆菌为宿主菌,从不同污水样品中分离、纯化、鉴定了19株烈性沙门氏菌噬菌体和2株大肠杆菌O157: H7、多重耐药产志贺毒素大肠杆菌烈性噬菌体,对噬菌体进行了一步生长曲线、宿主谱、MOI、pH和温度稳定性、抑菌性能等生物学特性鉴定;测定了其中5株噬菌体全基因组序列,解析它们主要结构蛋白氨基酸序列、电荷电位、疏水性、螺旋性、热学性质,噬菌体头、尾两极性的分子结构基础;制备、优化了噬菌体-明胶、噬菌体- PCA-明胶、噬菌体-姜黄素-明胶和PCA-明胶等生物活性蛋白膜,对膜的理化、机械、阻隔等特性和抗氧化、抑菌活性进行了较系统的研究,表征了新型噬菌体抗菌蛋白膜的界面性质、微观结构、分子互作以及噬菌体扩散动力学、释放机制,探索膜在冷鲜肉中细菌的抑菌性能、机制与保鲜效果。相关成果发表SCI论文11;授权发明专利1项;培养硕士研究生4名,在读博士研究生1名、硕士12名。本课题的研究成果为开发新型噬菌体类食品抗菌剂提供新的思路,为研制特异性强、抑菌性好的噬菌体抗菌蛋白膜提供理论依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A bacteriophage JN02 infecting multidrug-resistant Shiga toxin-producing Escherichia coli: isolation, characterisation and application as a biocontrol agent in foods
感染多重耐药产志贺毒素大肠杆菌的噬菌体 JN02:分离、表征及其作为食品生物防治剂的应用
DOI: 10.1111/ijfs.15070
发表时间: 2021
期刊: International Journal of Food Science and Technology
影响因子: 3.3
作者: [Li Ya-Ke, Wu Xin, Chen Hu, Zhao Yuan-Yang, Shu Mei, Zhong Chan, Wu Guo-Ping]
通讯作者: Wu Guo-Ping
Detection and Evaluation of Viable but Non-culturable Escherichia coli O157:H7 Induced by Low Temperature with a BCAC-EMA-Rti-LAMP Assay in Chicken Without Enrichment
使用 BCAC-EMA-Rti-LAMP 检测对未富集鸡中低温诱导的活但不可培养的大肠杆菌 O157:H7 进行检测和评估
DOI: 10.1007/s12161-018-1377-9
发表时间: 2019
期刊: Food Analytical Methods
影响因子: 2.9
作者: [Chen Hu, Zhao Yuan Yang, Shu Mei, Zhang Tian Tian, Bi Yan, Gao Yan Yan, Guo Ping Wu]
通讯作者: Guo Ping Wu
Effectiveness of bacteriophage JN01 incorporated in gelatin film with protocatechuic acid on biocontrol of Escherichia coli O157:H7 in beef
噬菌体 JN01 与原儿茶酸掺入明胶膜对牛肉中大肠杆菌 O157:H7 的生物防治效果
DOI: 10.1111/ijfs.15673
发表时间: --
期刊: International Journal of Food Science & Technology
影响因子: 3.3
作者: [Li Ya-xing, Zhong Chan, Zhang Hui-Zheng, Zhao Yuan-Yang, Shu Mei, Wu Guo-Ping]
通讯作者: Wu Guo-Ping
DOI: 10.1016/j.lwt.2021.111266
发表时间: 2021-03-16
期刊: LWT-FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
影响因子: 6
作者: [Li, Ya-Ke, Chen, Hu, Wu, Guo-Ping]
通讯作者: Wu, Guo-Ping
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    变性淀粉前处理肉样提高沙门氏菌水相富集分离的分子构效和界面机制
    • 批准号:
      32360623
    • 项目类别:
      地区科学基金项目
    • 资助金额:
      32万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      吴国平
    • 依托单位:
    大肠杆菌O157:H7的噬菌体抗性与其耐药性进化权衡的基因多效性研究
    • 批准号:
      32160608
    • 项目类别:
      地区科学基金项目
    • 资助金额:
      36万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      吴国平
    • 依托单位:
    基于Rti-LAMP非预增菌检测肉品中沙门氏菌活菌的关键技术研究
    • 批准号:
      31560480
    • 项目类别:
      地区科学基金项目
    • 资助金额:
      40.0万元
    • 批准年份:
      2015
    • 负责人:
      吴国平
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金