食品保卫战新武器：中国科学家发现新型天然“抗菌肽”

金黄色葡萄球菌是常见的食源性致病菌，其产生的肠毒素可导致腹痛、腹泻，甚至死亡。更棘手的是，它能形成致密的生物膜，对抗菌剂产生极强的抵抗力。寻找安全、高效的天然抗菌方案至关重要。乳酸菌作为公认安全的微生物，其代谢产生的细菌素——一种抗菌肽，因具有无毒、易降解的特性，被视为理想的天然生物防腐剂。传统发酵食品是筛选产细菌素乳酸菌的宝库。

南京财经大学与南京农业大学的研究团队，从泡菜、干腌肉等传统发酵食品中分离出67株乳酸菌，开启了寻找“抗菌新星”的征程。

筛菌

研究团队首先采用牛津杯抑菌实验，以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为“试金石”，对67株乳酸菌进行初筛。结果显示，21株菌有抗菌效果，其中9株对两种测试菌均表现出强抑制能力。经过16S rDNA测序鉴定，这9株“优等生”分别为：1株德氏乳杆菌、3株副干酪乳杆菌和5株植物乳杆菌。植物乳杆菌因其广泛的碳水化合物发酵能力，在各类发酵食品中尤为常见。

鉴定

乳酸菌的抗菌作用可能源于有机酸、过氧化氢或细菌素。为找到真正的细菌素生产者，研究人员对活性较强的三株植物乳杆菌进行了“三重验证”：

1.酸中和：调节发酵液pH至中性，消除有机酸的贡献。

2.过氧化氢酶处理：排除过氧化氢的影响。

3.蛋白酶处理：验证抗菌物质是否为对蛋白酶敏感的蛋白质或多肽。

结果表明，编号为65的植物乳杆菌，其发酵上清液在酸中和后仍保持显著抗菌活性，且该活性可被蛋白酶K显著削弱。这证明植物乳杆菌65产生的是一种肽类抗菌物质，即细菌素。

纯化

锁定目标后，团队开始层层“提纯”这种细菌素。过程如同大海捞针：

1.萃取富集：用乙酸乙酯从大量发酵液中萃取活性物质。

2.初步分离：通过Sephadex LH-20凝胶色谱柱，根据分子大小进行分离，收集到80个组分，其中第56-61管显示抗菌活性。

3.精细纯化：利用反相高效液相色谱进一步分离，最终获得一个在6分钟出峰的单一活性峰，表明获得了高纯度的目标物。对纯化后的物质进行质谱测序分析，揭示其真面目：氨基酸序列为KVKPLHA，分子量仅为791.5Da。经国际数据库比对，该序列与所有已知细菌素均无显著同源性，确认为一种新型细菌素。其分子量远小于许多已报道的植物乳杆菌素（通常超过1000 Da），小分子可能意味着更低的潜在毒性和更好的稳定性。

机制

除了抑制细菌生长，研究团队更关注其对金黄色葡萄球菌生物膜的抑制作用。生物膜是细菌抵抗外界胁迫的“堡垒”，是控制食源性致病菌的难点。

通过结晶紫染色法定量评估发现：植物乳杆菌65的发酵上清液能高效抑制生物膜形成，对测试菌株的最高抑制率可达83%。其活性在酸性环境下更强。共聚焦激光扫描显微镜的观察提供了直观证据：未经处理的菌株形成厚实致密的生物膜；而经发酵上清液处理后，仅出现稀疏、分散的细胞团块，无法形成完整的保护性结构。不过，该上清液对已形成的成熟生物膜清除能力有限，表明其作用侧重于“预防”而非“清除”。

展望

这项研究成功地从传统发酵食品资源中，发掘出一株能产新型细菌素KVKPLHA的植物乳杆菌65。该细菌素具有抗菌与抗生物膜的双重活性，为对抗食品中的金黄色葡萄球菌污染提供了极具潜力的天然解决方案。与化学防腐剂相比，细菌素作为天然肽类，更符合消费者对“清洁标签”的期待。直接使用产细菌素的乳酸菌作为发酵剂或保护性培养物，或许是比使用纯化细菌素更经济、便捷的途径。未来，研究将深入探索其作用机理、在复杂食品体系中的稳定性及规模化应用可行性，推动这一“绿色武器”从实验室走向食品工业生产线，筑牢食品安全防线。

参考文献：1、Pang, Xinyi et al. “Screening, Purification and Partial Characterization of Bacteriocin Produced by Lactic Acid Bacteria with Potentials to Control Staphylococcus aureus.” Probiotics and antimicrobial proteins, 10.1007/s12602-025-10640-0. 6 Aug. 2025, doi:10.1007/s12602-025-10640-0