大蒜精油的抗菌成分——二烯丙基二硫酸抑制蜡样芽孢杆菌ATCC14579

大蒜精油(GEO)是一种从大蒜中提取的挥发性物质，由二烯丙基、烯丙基甲基等20多种有机硫化物组成，其中二烯丙基二硫(DADS)含量最高(20 - 30%)。GEO和DADS已被证实在低浓度下对真菌、革兰氏阳性和阴性细菌具有广泛的抗菌活性。然而，大蒜精油抑制蜡样芽孢杆菌的机制尚不清楚。此外，虽然GEO可以抑制某些食物中蜡样芽孢杆菌的生长，但在低浓度时不能完全杀死细菌。某些蜡样芽孢杆菌菌株在负载为10³ cfu/g时可引起人类疾病，但关于GEO在亚抑制浓度下对蜡样芽孢杆菌毒性的影响的研究资料很少。

结果：

（一）DADS对细菌生长和肠毒素产生的影响

图1.DADS压力下蜡样芽孢杆菌ATCC14579在LB肉汤中的生长曲线。

Growth curves of B. cereus ATCC14579 in LB broth under the pressure of DADS.

在对照组，生长曲线包括1.32 h的滞后时间，10 h的指数期和7.86 log CFU/mL的蜡样芽孢杆菌计数的固定期。当DADS浓度达到120 μg/mL时，菌株未见明显生长，以DADS浓度为MIC。因此，后续研究将在亚抑制浓度下进行。

表1.DADS胁迫下蜡样芽孢杆菌毒素的产生。

Toxin production of B. cereus under the pressure of DADS.

注：Nhe/Hbl检测时间为蜡样芽孢杆菌腹泻毒素首次检测时间(小时)。

即使在低浓度下，DADS也能有效抑制细菌的肠毒素产生，并随着浓度呈梯度依赖关系。

（二）DADS对蜡样芽孢杆菌生物膜的影响

图2.蜡样芽孢杆菌ATCC14579在不锈钢片（SS）和聚苯乙烯塑料材料（PS）上的生物被膜形成(A)和不同DADS浓度下SS上生物被膜的SEM图像(B)。

Biofilm formation of B. cereus ATCC14579 on SS and PS (A) and SEM images of biofilms on SS (B) at different DADS concentrations.

在亚抑制浓度下，DADS能够SS和PS减少生物膜的产生。在SS样品上，随着DADS浓度的增加，生物膜产率降低，主要表现为生物膜变松，包裹细菌能力减弱。

（三）集群能力

图3.DADS胁迫下蜡样芽孢杆菌ATCC14579的群集运动。

Swarming motility of B. cereus ATCC14579 under the pressure of DADS.

在DADS处理后，蜡样芽孢杆菌的聚集能力随浓度呈下降趋势。DADS可能通过降低细菌的运动性来抑制生物膜的形成，从而降低蜡样芽孢杆菌的潜在毒性。

（四）DADS对关键毒力相关基因表达的影响

图3.DADS对毒力因子相关基因转录水平的影响(A)及其调控网络(B)。

Effect of DADS on transcription levels of genes associated with virulence factors (A) and its regulatory network (B).

DADS可下调蜡样芽孢杆菌群体感应系统中的plcR以及多性调控基因codY和rpoN的转录，从而限制肠毒素、生物膜和运动相关基因的表达。同时，上调sinR抑制生物膜的产生。因此，DADS通过抑制关键多效调节基因的转录，以亚抑制浓度抑制蜡样芽孢杆菌的毒力因子，因此，该化合物在预防和控制蜡样芽孢杆菌方面具有巨大潜力。

总之，即使食品或包装中的DADS浓度没有达到蜡样芽孢杆菌的致死浓度，致病性的风险也降低了。因此，DADS在预防食源性疾病方面具有很大的潜力。

参考文献：

原文：Jin Z, Li L, Zheng Y, et al. Diallyl disulfide, the antibacterial component of garlic essential oil, inhibits the toxicity of Bacillus cereus ATCC 14579 at sub-inhibitory concentrations[J]. Food Control, 2021, 126: 108090.