李學(xué)鵬，陳桂芳，儀淑敏，朱軍莉，李婷婷，李春，勵建榮

1(渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院，遼寧省食品安全重點實驗室，遼寧錦州，121013)

2(浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，浙江杭州，310012)3(大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連，116600)

4(渤海大學(xué)數(shù)理學(xué)院，遼寧錦州，121013)

食品腐敗是一個復(fù)雜的過程，其中微生物作用是引起食品腐敗變質(zhì)的主要因素之一。微生物通過分解蛋白質(zhì)、脂質(zhì)及糖類等營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長繁殖，進(jìn)而導(dǎo)致食品腐敗，從而導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題［1］。近年來，腐敗食品中群體感應(yīng)(quorum sensing，QS)系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)為研究食品腐敗機(jī)理提供了新的方向。QS通過產(chǎn)生信號分子即自體誘導(dǎo)物(autoinducers，AI)介導(dǎo)細(xì)菌間的交流［2］，細(xì)菌通過QS機(jī)制以細(xì)胞密度變化為依據(jù)表達(dá)特定基因。QS參與調(diào)控微生物的多種生活習(xí)性以及各種生理過程，如生物發(fā)光、抗生素的合成、生物膜的形成、質(zhì)粒的接合轉(zhuǎn)移、生物群游現(xiàn)象以及根瘤菌與植物的共生等［3］?，F(xiàn)有研究表明QS參與食品腐敗過程，調(diào)控與食品腐敗相關(guān)的蛋白質(zhì)、脂肪、果膠、殼多糖等分解酶活性，并在不同的腐敗食品中檢測出了不同類型的QS信號分子［2］。但目前QS系統(tǒng)在食品腐敗中的調(diào)控研究尚處于起步階段，人們對QS引起的食品腐敗機(jī)制的認(rèn)識仍十分有限。本文主要介紹了細(xì)菌QS產(chǎn)生機(jī)制、信號分子及檢測方法、QS研究前沿，重點綜析了QS與食品腐敗的關(guān)系，展望了群體感應(yīng)抑制劑的開發(fā)前景，旨在為深層次揭示微生物引起的食品腐敗機(jī)制，建立以靶向控制細(xì)菌QS為基礎(chǔ)的食品保鮮新技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 群體感應(yīng)現(xiàn)象及其發(fā)生機(jī)制

細(xì)菌在生長環(huán)境中，能夠感知周圍環(huán)境中細(xì)菌的密度進(jìn)而調(diào)控自身行為的現(xiàn)象稱為群體感應(yīng)現(xiàn)象。這一現(xiàn)象只有在細(xì)菌數(shù)量達(dá)到一定閾值時才會發(fā)生，因此又稱其為細(xì)菌密度依賴型基因表達(dá)調(diào)控［3］。目前研究表明，QS在細(xì)菌繁殖中主要參與毒力的調(diào)節(jié)，感受態(tài)的形成，接合質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移，抗生素的產(chǎn)生調(diào)控以及生物膜的形成等［4］。細(xì)菌利用群體感應(yīng)監(jiān)控自身群體密度的變化，在繁殖過程中會分泌一些特定的QS信號分子，信號分子從胞內(nèi)擴(kuò)散到胞外，當(dāng)信號分子達(dá)到一定閾值時，會與受體蛋白結(jié)合，導(dǎo)致受體蛋白構(gòu)象發(fā)生改變，從而激活某些特定基因的表達(dá)。不同的細(xì)菌所用的QS信號分子類型不同，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制也不同。目前研究較為深入的QS信號分子主要有N-酰基高絲氨酸內(nèi)酯(N-acyl-homoserine lactone，AHL)、寡肽類物質(zhì)(autoinducing peptides，AIPs)、呋喃酰硼酸二酯(autoinducer-2，AI-2)等［5］。

1.1 AHLs介導(dǎo)的群體感應(yīng)系統(tǒng)

革蘭氏陰性菌中最普遍的QS信號分子是N-酰基高絲氨酸內(nèi)酯(AHLs)，它由一個不變的高度保守的內(nèi)酯環(huán)和一個可變的?；鶄?cè)鏈組成［6］，?；鶄?cè)鏈的長短、飽和度及3位碳上的取代基都是導(dǎo)致AHL結(jié)構(gòu)不同的因素。但是不同AHL介導(dǎo)的群體感應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)控機(jī)制都是通過LuxI/R系統(tǒng)(圖1a)，即LuxI蛋白負(fù)責(zé)信號分子AHL的合成，LuxI酶催化產(chǎn)生AHL排出細(xì)胞外，在胞外積累到一定程度時，AHL擴(kuò)散到胞內(nèi)與LuxR蛋白結(jié)合，形成AI/LuxR復(fù)合體，并結(jié)合到DNA上，啟動相關(guān)基因的表達(dá)。

1.2 AIP介導(dǎo)的雙組分感應(yīng)系統(tǒng)

革蘭氏陽性菌中最普遍的信號分子是修飾的寡肽(AIP)。寡肽以前體肽的形式合成，并在細(xì)胞質(zhì)中由前導(dǎo)肽切割、加工、修飾后結(jié)合在ATP轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白上，由 ComAB基因編碼的 ABC(ATP binding cassette)輸出系統(tǒng)或由其他跨膜蛋白輸出到胞外，當(dāng)AIP的濃度在胞外達(dá)到閾值時，ComD組氨酸激酶會識別到這種信號分子，激發(fā)ComE傳感激酶的磷酸化和去磷酸化，ComE一旦被激活，就會促進(jìn)某些目的基因的表達(dá)(圖1b)［8］。該系統(tǒng)中，研究得最廣泛的是金黃色葡萄菌的Agr群體感應(yīng)系統(tǒng)。金葡菌的自誘導(dǎo)物AIP由AgrD編碼，由AgrB進(jìn)行硫代內(nèi)酯環(huán)化修飾并運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，當(dāng)細(xì)胞外的AIP濃度達(dá)到一定閾值，結(jié)合并激活二元信號系統(tǒng)的感應(yīng)激酶AgrC，AgrC磷酸化激活A(yù)grA，后者激活效應(yīng)分子RNAⅢ(一個具有調(diào)控功能的RNA被稱為RNAⅢ)。AgrA同時激活自身AgrBDCA操縱子的轉(zhuǎn)錄，形成正反饋，完成金葡菌由低密度狀態(tài)向高密度狀態(tài)的生理行為轉(zhuǎn)變［9］。

圖1 三種QS系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制示意圖［7］Fig.1 Schematic diagrams of three kinds of QS system regulation mechanism

1.3 AI-2介導(dǎo)的群體感應(yīng)系統(tǒng)

該群體感應(yīng)系統(tǒng)存在于革蘭氏陰性菌和陽性菌之間，常有AI-1和AI-2兩種信號分子參與(圖1c)。AI-2在多種革蘭氏陰、陽性菌中都能夠檢測到，是細(xì)菌種間交流的媒介。AI-2由S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的代謝副產(chǎn)物合成，經(jīng)歷了多步酶促反應(yīng)［10］。SAM的甲基轉(zhuǎn)移底物，生成S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)，在酶的作用下，SAH生成 S-核糖同型半胱氨酸(SRH)，隨后，LuxS催化SRH生成同型半胱氨酸和4，5-二羥基-2，3-戊二酮(DPD)。DPD 在水存在的條件下環(huán)化成幾種呋喃糖，并自發(fā)環(huán)化成具有活性的AI-2，輸出細(xì)胞外［11］，達(dá)到一定濃度后與 LuxQU 結(jié)合，磷酸化后進(jìn)一步與LuxO結(jié)合，進(jìn)而調(diào)控基因的表達(dá)。而AI-1由LuxLM催化產(chǎn)生，與LuxU結(jié)合后，沿AI-2的途徑實現(xiàn)目的基因的表達(dá)。

1.4 其他QS系統(tǒng)

隨著人們研究的深入，Sperandio［12］等發(fā)現(xiàn) LuxS突變體能合成一種AI-3信號分子來調(diào)控毒性因子的產(chǎn)生。研究還發(fā)現(xiàn)多種共生細(xì)菌都能產(chǎn)生 AI-3。Walters［13］等發(fā)現(xiàn)E.coli不依賴LuxS蛋白合成 AI-2分子，突變株中AI-3的缺失是由于甲硫氨酸的前體是草乙酸鹽而非SAM。這表明AI-3可能是一種跨物種QS信號分子，然而AI-3信號尚未在陽性菌種中發(fā)現(xiàn)。Barber［14］等首次報道野油菜黃單胞菌(X.campestris pv.campestris，Xcc)產(chǎn)生一種新型信號分子DSF，調(diào)控胞外酶和胞外多糖的產(chǎn)生。Ryan［15］表示DSF結(jié)構(gòu)類似物被洋蔥伯克霍爾德菌和銅綠假單胞菌用來調(diào)控毒力，并指出DSF是一種調(diào)控細(xì)菌行為的種間信號分子。

2 QS信號分子的檢測方法

信號分子在細(xì)菌QS系統(tǒng)中至關(guān)重要，是細(xì)菌之間的交談?wù)Z言。如何快速、準(zhǔn)確地檢測細(xì)菌是否產(chǎn)生信號分子以及產(chǎn)生的信號分子的種類、環(huán)境信號分子的消長變化成為研究細(xì)菌QS系統(tǒng)的重要手段。下面介紹各類信號分子的特點及檢測方法:

(1)AHLs:AHL結(jié)構(gòu)的研究需要采用先進(jìn)的方法，如質(zhì)譜法、高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法和核磁共振。不過這些方法操作復(fù)雜，費(fèi)用昂貴，難以成為檢測信號分子的常規(guī)方法。此外，還可以利用感應(yīng)菌株快速、經(jīng)濟(jì)地檢測AHL的類型并定量。目前最常用的感應(yīng)菌株是紫色桿菌CV026和根癌農(nóng)桿菌A136(pCF218/pCF372)。

(2)AIP:AIP是一類短肽分子，不能進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)，而是與膜受體蛋白結(jié)合啟動信號傳遞。目前，AIP的檢測和定量方法很少且主要應(yīng)用于nisin(乳酸鏈球菌肽)。已有研究報道了4種以nisin誘導(dǎo)的生物發(fā)光和熒光性為基礎(chǔ)的nisin生物學(xué)鑒定。所有這些生物學(xué)鑒定都牽涉到nisin誘導(dǎo)的啟動子控制下的報告基因，如細(xì)菌熒光素酶基因(lux)或者綠色熒光蛋白基因(gfp)。

(3)AI-2:AI-2是一種上下對稱的呋喃硼酸二酯分子，具有雙五圓環(huán)結(jié)構(gòu)，是一種種間通用的信號分子。由于AI-2分子濃度低，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，使得人們很難通過高效液相色譜或氣相色譜法對其進(jìn)行化學(xué)檢測，然而 BAI-2的檢測依賴一種以 V.harveyi BB170luxN::Tn5為報告菌株的生物學(xué)鑒定方法［16］。BAI-2活性以相對活性的形式表示，相對活性可通過測試樣品相對于陰性對照的發(fā)光率計算得到。

(4)其他信號分子:1)AI-3。AI-3是一種調(diào)控EHEC毒力基因的信號分子。利用由E.coli O157:H7 TEVS232菌株參與的β-半乳糖苷酶試驗可以檢測到 AI-3［12］。2)2-烴基-4-喹諾酮類(AHQs)。利用以lux為基礎(chǔ)的P.aeruginosa AHQ感應(yīng)菌株檢測AHQs并定性，如 PQS 和2-庚基-4-喹諾酮［17］。

3 QS研究中的前沿進(jìn)展

目前，QS現(xiàn)象在醫(yī)學(xué)、環(huán)境、農(nóng)業(yè)和食品等領(lǐng)域均被廣泛關(guān)注。醫(yī)學(xué)方面，QS的研究主要集中在致被病菌耐藥性、噬菌體毒力因子表達(dá)以及病原菌生物被膜的形成等。Azizian［18］等指出QS能夠維持噬菌體與其宿主的協(xié)同進(jìn)化過程。Somaia［19］等表示引起人類感染的銅綠假單胞菌毒力因子的表達(dá)受QS調(diào)控。Evelien［20］等研究發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移可能與群體感應(yīng)肽有關(guān)。環(huán)境方面，QS研究主要集中在污水的生物處理、好氧顆粒污泥以及生物膜的菌群結(jié)構(gòu)等的研究。Song［21］等研究發(fā)現(xiàn)平衡QS和QS淬滅過程可以優(yōu)化生物反應(yīng)器的性能。陳國科［22］研究了好氧顆粒污泥耐受高碳氮負(fù)荷過程中的QS系統(tǒng)。植物根部定殖能力是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域QS現(xiàn)象的研究熱點。張磊［23］等對酸性有鋁土壤補(bǔ)充了5 mmol/kg Ca2+和30 μmol/kg P，發(fā)現(xiàn)其對耐酸根瘤菌的存活、遷移和QS有良好的改善效果。此外，QS抑制劑的篩選也是目前國內(nèi)外學(xué)者爭相關(guān)注的焦點［24］。QS在食品中的研究相對起步較晚，已有的研究顯示，QS與食源性致病菌、腐敗菌的生理特性的表達(dá)均有密切聯(lián)系［8，16］。食品工業(yè)已成為我國第一大產(chǎn)業(yè)，食品腐敗是影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大問題，研究QS與食品腐敗的關(guān)系，從而為從QS抑制角度研發(fā)新型食品保鮮技術(shù)具有重要意義。

4 QS與食品腐敗的關(guān)系

近來關(guān)于QS對食品腐敗影響的研究越來越多，各種信號分子在不同的食品體系(牛奶、肉和蔬菜)中逐漸被發(fā)現(xiàn)。研究顯示，與食品腐敗相關(guān)的特性(蛋白水解活性、嗜鐵素產(chǎn)生以及生物膜形成等)均由群體感應(yīng)現(xiàn)象調(diào)控的［25］。許多與食品腐敗有關(guān)的革蘭氏陰性菌均產(chǎn)生AHLs，且在食品貯藏條件下AHLs能夠在食品中穩(wěn)定累積并發(fā)揮作用。因此，腐敗菌可以通過AHLs介導(dǎo)的群體感應(yīng)現(xiàn)象來調(diào)控細(xì)菌腐敗特性的表達(dá)，在食品的腐敗過程中起著重要的作用。下面主要介紹不同食品種類中QS對腐敗過程的潛在影響:

(1)牛奶和奶制品。該類食品的腐敗主要與許多分解蛋白質(zhì)的革蘭氏陰性嗜冷細(xì)菌有關(guān)，主要是假單胞菌。假單胞菌產(chǎn)生的胞外蛋白酶、脂酶、卵磷脂酶和糖苷酶能引起奶制品的腐敗。鮮乳和巴氏消毒奶中分離得到的少數(shù)幾個分解蛋白質(zhì)的嗜冷菌能夠產(chǎn)生不同的AHLs，這些嗜冷菌包括假單胞菌、沙雷氏菌、腸桿菌和蜂窩哈夫尼亞菌。由此可見，QS可能在牛奶和奶制品腐敗過程中發(fā)揮重要作用［26］。Shobharani［27］從發(fā)酵乳中分離得到的22種腐敗菌中，50%為假單胞菌屬，并指出其產(chǎn)生的信號分子(HHSL和BHSL)與發(fā)酵乳的腐敗有關(guān)。近年來，人們從原料乳和巴氏殺菌或超高溫處理的全脂或脫脂奶集裝箱貨運(yùn)站也檢測到了信號分子。

AHLs介導(dǎo)的QS系統(tǒng)能夠控制變形斑沙雷氏菌B5a產(chǎn)生細(xì)胞外脂解酶和蛋白水解酶，這表明沙雷氏菌的QS系統(tǒng)參與了牛奶的腐?。?8］。盡管普通牛奶中含有較低的菌落總數(shù)(102CFU/mL)，但是仍能檢測出大量BAI-2信號分子，這表明BAI-2可能參與并調(diào)控了牛奶腐敗過程中的種間交流。AI-2分子能經(jīng)受住80℃的高溫，暗示巴氏殺菌不能破壞調(diào)控牛奶變質(zhì)的 AI-2［29］。

(2)肉和肉制品。鮮肉中含有的微生物菌群主要是腸桿菌、異化鐵還原菌、熱殺索絲菌、假單胞菌和乳酸菌。有氧條件下冷藏(3～8℃)的鮮肉及肉制品主要腐敗菌是假單胞菌。人們已研究發(fā)現(xiàn)，新鮮肉制品在有氧冷凍條件下貯藏時，QS參與了肉制品的腐敗和其表面生物被膜的形成［30］。肉制品中已經(jīng)檢測出了AHLs，且AHLs和蛋白酶共存，有氧冷藏的牛肉和雞中檢測出了多種類型的AHLs，如C4-HSL，3-oxo-C6-HSL，C6-HSL，C8-HSL 和 C12-HSL。有氧條件下冷藏的新鮮肉貨架期是幾天，而真空包裝下冷藏貨架期延長至數(shù)星期或幾個月。真空包裝的肉制品中乳酸菌和腸桿菌的菌落總數(shù)分別達(dá)到108和106CFU/g時，乳酸菌和腸桿菌可共同作用導(dǎo)致腐?。?1］。蜂窩哈夫尼亞菌和沙雷氏菌被認(rèn)定為真空包裝肉中能產(chǎn)生AHLs的主要菌種，而假單胞菌分離株不能產(chǎn)生達(dá)到檢測數(shù)量的AHLs［31］。近來，研究發(fā)現(xiàn)絞碎的豬肉在5℃和20℃下有氧貯藏時，腐敗樣品中含有AHLs和BAI-2，且 AHLs和 BAI-2的含量5℃時高于20 ℃［32］。Blana［33］等研究發(fā)現(xiàn)，AHL 存在于有氧包裝下貯藏于0、5、10和15℃的新鮮絞碎的牛肉中，0℃和5℃下分別貯藏458 h和244 h才產(chǎn)生少量的AHLs，而10℃和15℃下分別在貯藏第110 h和60 h就能夠產(chǎn)生AHLs，這與腸桿菌和假單胞菌數(shù)量增長到108～109CFU/mL有關(guān)。

(3)魚類和水產(chǎn)品。魚體內(nèi)小分子化合物的濃度低于肉類，但腐敗過程與肉類相似。魚類腐敗與一種或多種特定腐敗菌有關(guān)，國內(nèi)崔正翠［34］等研究表示大菱鲆在0～10℃冷藏過程中的優(yōu)勢腐敗菌是腐敗希瓦氏菌，其次是假單胞菌。劉尊英等［35］研究發(fā)現(xiàn)凡納濱對蝦優(yōu)勢腐敗菌菌株1(Aci-1)和菌株2(Aci-2)均為不動桿菌屬，均存在以AHLs為信號分子的群體感應(yīng)系統(tǒng)，添加外源信號分子AHLs能促進(jìn)Aci-1菌株生物膜的形成，且呈濃度依賴性。Zhu［36］等利用報告菌株法、薄層色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)發(fā)現(xiàn)冷凍凡納濱對蝦中存在AHLs、AI-2和環(huán)二肽，并發(fā)現(xiàn)這些信號分子能夠調(diào)控優(yōu)勢腐敗菌生物被膜基質(zhì)和胞外蛋白酶的產(chǎn)生。國外Beaz-Hidalgo［37］等表示魚病原體殺鮭氣單胞菌毒力因子的表達(dá)受QS調(diào)控。Tan［38］等從球形魚中分離到蜂房哈夫尼菌，并利用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)檢測出2種短鏈AHLs:3-oxo-C6-HSL和3-oxo-C8-HSL。

(4)果蔬類。果蔬類食品的腐敗主要表現(xiàn)為直觀缺陷，如酶促褐變、異味、敗味或結(jié)構(gòu)損傷。微生物能夠產(chǎn)生一系列分解果膠的酶:果膠酸酯裂解酶、堿性果膠酶、聚半乳糖醛酸酶和果膠甲酯酶［39］。幾種分解果膠和蛋白質(zhì)的歐文氏菌和假單胞菌能引起即食蔬菜的變質(zhì)，如黃豆芽。這些菌株能夠產(chǎn)生一系列的AHLs(主要是3-oxo-C6-HSL和C6-HSL)，并參與到豆芽的腐敗過程中。在豆芽貯藏試驗中發(fā)現(xiàn)往豆芽中接種產(chǎn)生AHLs的分解果膠的桿菌(如胡蘿卜軟腐歐文氏菌)能加速豆芽腐敗［40］。豆芽腐敗菌果膠桿菌屬A2JW中也存在這種AHLs調(diào)節(jié)方式，其果膠酶、蛋白酶、纖維素酶和以含鐵細(xì)胞為媒介的嗜鐵素均受3-oxo-C6-HSL調(diào)控。相比于接種野生型細(xì)菌的豆芽，嗜鐵素試驗中作為陰性對照的不產(chǎn)生AHLs的突變型降低了蛋白酶和果膠酶活性，延緩了產(chǎn)品腐敗，而添加外源3-oxo-C6-HSL恢復(fù)了AHLs陰性突變株的腐敗過程［40］。這些研究結(jié)果為一些食品微生物腐敗受QS調(diào)控表型的影響提供了依據(jù)。釀酒廠灌裝機(jī)等表面分離到的 Pseudomonas、Enterobacter和Aeromona 等可產(chǎn)生 AHLs分子［41］。

SPⅡ，一種 LuxⅠ同族體，能夠控制至少3種AHLs的產(chǎn)生，分別為 C4-HSL、C6-HSL和3-oxo-C6-HSL。從生鮮蔬菜加工生產(chǎn)線中分離得到的普城沙雷菌RVH1含有該基因。對SPⅡ基因滅活能夠?qū)е?-oxo-C6-HSL的消失以及C4-HSL和C6-HSL生成量的減少。依賴SPⅡ的QS能夠抑制外源幾丁質(zhì)酶、核酸酶和蛋白酶的產(chǎn)生，也能抑制抗菌化合物和2，3-丁二醇發(fā)酵產(chǎn)物的生成［42］。發(fā)酵是一些腸桿菌的第一條中心代謝途徑，當(dāng)細(xì)菌到達(dá)穩(wěn)定期時發(fā)酵允許其通過限制酸性物質(zhì)的產(chǎn)生來阻止致命的酸化作用［43］。SPⅡ突變株能夠減少RVH1中一些胞外酶的生成，添加10 μmol/L C6-HSL或3-oxo-C6-HSL能夠恢復(fù)，而添加 C4-HSL則不能恢復(fù)［42］，這說明在RVH1中 SPⅡ至少能夠調(diào)控 C6-HSL和3-oxo-C6-HSL的產(chǎn)生。

與黃瓜腐敗相關(guān)的黏質(zhì)沙雷氏菌MG1(早先是液化沙雷氏菌MG1)的分泌物和丁二醇發(fā)酵過程均受SwrI/SwrR QS系統(tǒng)及同源C4-HSL調(diào)節(jié)，分泌物包括胞外脂酶、PrtA金屬蛋白酶和S-層蛋白質(zhì)。抑制Swr調(diào)節(jié)系統(tǒng)對S-層蛋白質(zhì)和金屬蛋白酶的產(chǎn)生有影響，而對脂酶似乎無影響，該脂酶是由LipB器官分泌［44］。同樣的，一些研究表明沙雷氏菌ATCC39006中SmaI/SmaR QS系統(tǒng)以及其同源物C4-HSL和C6-HSL能夠控制胞外果膠酸酯裂解酶和纖維素的產(chǎn)生［43］。

5 QS 抑制劑(quorum-sensing inhibitors，QSI)

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多干擾細(xì)菌QS系統(tǒng)的途徑。大致有以下3種:(1)產(chǎn)生使AHLs滅活的AHLs降解酶，干擾AHLs介導(dǎo)的細(xì)菌QS系統(tǒng)，阻止相關(guān)基因的表達(dá)。如AHL-lactonase，可以破壞?；呓z氨酸內(nèi)酯類分子的高絲氨酸內(nèi)酯環(huán)使之失活，又如AHL-acylase，也可以使酰基高絲氨酸內(nèi)酯類分子N-?；奶兼溕系孽０辨I水解使之失活;(2)利用QS系統(tǒng)中的信號分子來誘發(fā)抗性，這在植物中比較常見;(3)產(chǎn)生細(xì)菌信號分子的類似物與信號分子受體蛋白競爭性結(jié)合來阻斷病原菌QS系統(tǒng)。有效的QSI需要滿足以下幾個條件［24］:(1)能夠明顯抑制QS調(diào)控的基因表達(dá)的小分子化合物;(2)對給定的QS調(diào)節(jié)劑有高度專一性，且對細(xì)菌或宿主沒有反作用;(3)具有化學(xué)穩(wěn)定性，能有效抵抗宿主新陳代謝系統(tǒng)的降解;(4)存活時間較AI長。QSI主要分為兩類:天然的 QSI和合成的 QSI。對于天然 QSI，Shepherd［45］等研究發(fā)現(xiàn)丁香假單胞菌B728a可以產(chǎn)生2種降解信號分子 AHL的?；?HacA和 HacC。Issac［46］等發(fā)現(xiàn)姜黃素可以抑制人類尿路病原菌生物被膜的形成。Vikram［47］等發(fā)現(xiàn)檸檬素能有效抵抗介導(dǎo)生物發(fā)光的HAI。由于天然QSI濃度低且毒性小，我們可通過化學(xué)合成QSI來避免天然QSI的局限。Morkunas［48］等通過合成AHL信號分子類似物，篩選到可以抑制銅綠假單胞菌QS系統(tǒng)并降低其綠膿菌素產(chǎn)量的化合物。

6 結(jié)語

盡管群體感應(yīng)系統(tǒng)在很多領(lǐng)域都有研究，尤其在醫(yī)療、制藥和生物防御等方面已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，但是在食品科學(xué)研究領(lǐng)域中仍然處于起步階段。隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們對食品安全性的要求也越來越高，因此，深入探討腐敗菌的QS調(diào)控機(jī)制及其在食品腐敗中的作用，充分利用現(xiàn)有技術(shù)不斷發(fā)現(xiàn)或合成QSI，對于延緩食品腐敗變質(zhì)和保證食品安全性有重要作用。目前，利用水果、海藻、農(nóng)作物等食源性植物的提取物作為QSI來防止食品腐敗為食品防腐保鮮開辟了新道路。然而，如何高效提取天然QSI，如何有效地利用QSI達(dá)到食品貯藏保鮮的目的，是迫切需要研究的問題。另外，通過干擾腐敗菌的QS系統(tǒng)，開發(fā)新型的食品“防腐劑”，對食品保藏具有非常重要的意義。隨著對細(xì)菌QS系統(tǒng)研究的不斷深入，相信不久的將來這種新型的防腐策略將被應(yīng)用于實踐。

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