干辣椒中黄曲霉(Aspergillus flavus)及黄曲霉毒素(Aflatoxins,AFs)污染问题严重,不仅造成极大的经济损失,还会严重威胁消费者的身体健康。目前对于干辣椒中A.flavus污染的防治,主要依赖于物理杀菌技术和化学杀菌剂,然而,物理杀菌方法如紫外消毒、巴氏杀菌等效率不高,化学合成杀菌剂则会导致耐药性菌株出现和环境污染以及食品安全等问题。因此,亟需寻找合适的措施,抑制干辣椒中A.flavus的生长和产毒,降低干辣椒中A.flavus污染的风险。目前,大量研究表明,许多微生物能够产生具有抑菌活性的挥发性有机物质(Volatile organic compounds,VOCs)。VOCs具有覆盖范围广,效率高,不与食品直接接触等优点,因而在农产品真菌污染防治领域具有广阔的应用前景。乳酸菌是公认安全的食品级益生菌,其各种代谢产物如有机酸、抗菌肽和具有抑菌活性的酶等均被报道过能有效抑制食品中有害微生物的生长。近年来,大量研究表明,乳酸菌产生的VOCs同样具有不俗的抑菌效果,在食物中腐败微生物和产毒真菌的防治中具有广泛的应用前景。本文围绕六株乳酸菌产生的VOCs对A.flavus生长的抑制作用展开,研究VOCs中的主要抑菌活性物质对A.flavus的抑制效果,并结合转录组学分析抑菌活性物质的抑菌机理,为开发防治干辣椒中A.flavus污染的新型防霉剂提供理论支持。研究结果如下:1、采用双板对扣法探究六株乳酸菌释放的VOCs对A.flavus生长的抑制效果,通过气相色谱质谱联用仪(Gas chromatography-mass spectrometry,GCMS)分析VOCs的组成及其相对含量,并利用偏最小二乘法(Partial least squares analysis,PLS)回归分析探究抑菌效果和VOCs相对含量之间的相关性。结果表明,六株乳酸菌释放的VOGNE-140 MWCs中,正戊醛、正戊醇、环氧丙醇、正己醇和正庚醇是与抑菌效果最相关的5种物质。纯物质抑菌实验表明,5种物质均能有效抑制A.flavus菌丝生长,对于A.flavus产毒Docetaxel的影响,VOCs的抑制效果与正戊醛、正戊醇的浓度正相关,而环氧丙醇、正己醇和正庚醇表现出低促高抑的效果。棋盘法实验结果表明,正戊醛和正庚醇两种VOCs联合使用(Combined use of volatile organic compounds,C-VOCs)时的最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC)只有正戊醛和正庚醇单独使用时的一半,即二者具有相加作用,而其他组合均属于无关作用或者拮抗作用。2、采用双板对扣法探究正戊醛、正庚醇和C-VOCs对A.flavus的抑制机理,结果表明,正戊醛、正庚醇和C-VOCs熏蒸后,A.flavus细胞形态结构变化明显,菌丝扭曲、变形,孢子凹陷、破裂;A.flavus细胞膜通透性增加,导致核酸、蛋白质和糖类等胞内物质外泄,A.fmulti-biosignal measurement systemlavus细胞膜完整性被破坏,细胞膜主要成分如脂质、麦角固醇等含量下降,而丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量增加,导致膜脂过氧化;A.flavus的呼吸作用和能量代谢过程受到抑制,胞内ATP含量、ATP酶活性、琥珀酸脱氢酶(Succinate dehydrogenase,SDH)活性和苹果酸脱氢酶(Malate dehydrogenase,MDH)活性降低。3、基于转录组学技术分析了正戊醛、正庚醇和C-VOCs熏蒸后的A.flavus样品,从分子生物学角度进一步揭示了VOCs对A.flavus的抑菌机理。结果表明,与对照组相比,三种处理能够使A.flavus产生大量显著差异基因(Differentially expressed genes,DEGs);用基因本体(Gene Ontology,GO)数据库对DEGs进行功能注释,结果表明,三个处理产生的DEGs在细胞组分板块的属性分类大多与膜功能密切相关;用京都基因和基因组(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)数据库对DEGs进行功能注释,结果表明,正戊醛、正庚醇和C-VOCs处理过的A.flavus的多条代谢途径受到影响,并且显著差异的代谢途径多是与糖代谢和氨基酸代谢有关,VOCs影响了这些代谢途径中关键酶的表达,使得整个代谢途径无法正常进行。由上述实验结果可知:供试乳酸菌产生的VOCs能够有效抑制A.flavus的生长,正戊醛、正庚醇、环氧丙醇、正己醇和正戊醇是其关键抑菌因子,同时,正戊醛和正庚醇对A.flavus的抑制效果具有相加效应;正戊醛、正庚醇和CVOCs能够破坏A.flavus的细胞形态结构,损害细胞膜功能,扰乱能量代谢并阻碍相关基因和代谢途径中关键酶的正常表达,从而达到对A.flavus的抑制效果。因此,正戊醛和正庚醇的联合使用有望成为一种新型防治手段有效防治农产品中的A.flavus污染。