该研究从传统中药兼功能性食品原料苦参根乙酸乙酯提取物中经 UPLC-ESI-MS/MS 鉴定出 367 种已知成分，其中托他洛尔对蜡样芽孢杆菌及 3 株耐药株抑菌最强（MIC 1.5625–3.125 μg/mL，MBC 7.8125–15.625 μg/mL）；活死染色、SEM、DNA/蛋白电泳证实其破坏细胞膜完整性、致 DNA 降解与蛋白渗漏；1 MIC 下生物膜抑制率达 92.99%；转录组显示托他洛尔下调碳代谢（pentose phosphate/glycolysis 节点）、蛋白质合成（核糖体大亚基蛋白 rpmH/rpmD/rplK、芳香氨基酸前体）及肽转运系统（dppC/dppD/oppA/appF）相关基因，从而切断能量供应、抑制核糖体组装并沉默 PlcR-PapR 群体感应通路；熟米饭模型中 125 μg/mL 托他洛尔 24 h 内完全清除接种菌，且 60–100℃ 热处理不失活，感官评分在高浓度组可接受，首次系统证明苦参源托他洛尔抗蜡样芽孢杆菌（含耐药株）及抗生物膜机制并落地主食保鲜。

1题目

文章题目：Transcriptomic insights into the antibacterial and anti-biofilm mechanisms of totarol against Bacillus cereus and its application in cooked rice preservation

发文单位：湖北师范大学、黄石市中心医院皮肤科、北理工学院附属医院肾疾病发生与干预湖北省重点实验室、湖北省疾病预防控制中心

研究对象：苦参（Sophora flavescens Aiton）乙酸乙酯提取物中的活性二萜托他洛尔（totarol）；靶标菌为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）标准株 ATCC 11778 及 3 株耐药临床分离株（BCL043、BCL047、BCL054

研究领域：食品微生物安全 / 天然抗菌剂（植物源酚类二萜）/ 抗菌与抗生物膜机制（转录组学）/ 食品保鲜（主食米饭体系）

2杂志

LWT - Food Science and Technology； IF=7.1分

3链接

Chen, J., Zhang, Y., Yang, T., Jiang, H., Li, Z., Li, X., ... Xia, X. (2026). Transcriptomic insights into the antibacterial and anti-biofilm mechanisms of totarol against Bacillus cereus and its application in cooked rice preservation. LWT - Food Science and Technology, 254, 119734. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2026.119734

4检测方法

Norminkoda提供了代谢物（非靶）检测5主要内容

• 提取与筛选：5 种溶剂提取苦参根，乙酸乙酯相抑菌圈最大（16.15 mm，优于万古霉素）；UPLC-ESI-MS/MS 鉴出 367 成分；外购 13 个候选单体中托他洛尔抑菌最强。

• 基础药效：托他洛尔对 ATCC 11778 MIC/MBC=3.125/7.8125 μg/mL；对 BCL043 MIC 1.5625、MBC 7.8125；BCL047 同前；BCL054 MIC 3.125、MBC>200 μg/mL（抑菌不杀菌）。1/2 MIC 延迟生长，1–2 MIC 完全抑制。

• 形态与生化损伤：Live/Dead 染色 SYTO9/PI 比例随剂量死细胞增多；SEM 见 1/2 MIC 表面皱缩破裂、1 MIC 以上完全裂解；DNA 电泳带弥散降解，SDS-PAGE 胞内蛋白带变淡——指向膜破坏+大分子泄漏。

• 碳代谢：talA、tqeC 下调，PFK/TIM/tpiA/gapA/pgk/gpmI/eno 上调→能量危机补偿；

• 蛋白合成：rpmH/rpmD/rplK 下调+芳香氨基酸前体 E4P 受阻→核糖体装配受限；

• 肽转运/QS：dppC/dppD/oppA/appF 下调→Opp/Dpp 导入 AIP 受阻→PlcR-PapR 沉默→EPS 与黏附素下降。RT-qPCR 验证 8 基因一致。

1. 抗生物膜：结晶紫与 FITC 显示 1/2 MIC 抑制 25.16%，1 MIC 92.99%，2 MIC 94.55%，结构松散近消失。

2. 转录组机制（核心）：61 个 DEGs（34 up / 27 down）；GO 富集在代谢、蛋白结合、翻译调控；KEGG 走氮代谢、糖酵解/糖异生、磷酸戊糖、氨基酸合成、QS。三条主线：

3. 米饭保鲜：25℃ 熟米饭中 31.25 μg/mL 无效，62.5 μg/mL 72 h 降至 10⁵ CFU/mL，125 μg/mL 24 h 灭菌；60/80/100℃ 加热 20 min 抑菌圈不变；20 人盲评 9 点量表，高浓度组风味下降慢、总分>5 可接受。

• 主要结论

• 苦参乙酸乙酯相抑菌主效成分是托他洛尔，对蜡样芽孢杆菌敏感株与耐药株均具强抑菌（部分菌株不可杀菌但可长期抑制）。

• 托他洛尔通过“膜损伤→能量代谢失衡+核糖体蛋白合成受阻+肽转运/QS 沉默”三位一体抑制浮游生长与生物膜成熟。

• 在熟米饭复杂基质中 125 μg/mL 可完全控菌，热稳定好，对米饭色泽气味影响在可接受范围，具备天然防腐剂雏形。

• 属首次将苦参源托他洛尔与蜡样芽孢杆菌（含耐药株）转录组抗生物膜机制及主食保鲜应用串联证明。

6总结

这是一篇食品 1 区里“机制厚度大于应用成熟度”的论文——学术上把托他洛尔抗蜡样芽孢杆菌的转录骨架搭好了，产业上离替代化学防腐剂还差毒理与成本两道关；后续若补细胞毒+小鼠急毒+耐药株米饭复发实验，就能从“promising”走向“applicable”。

• 这篇论文是典型的“中药粗提→单体溯源→表型确认→转录组机制→食品模型落地”五级递进式食品微生物研究，结构非常完整，亮点在于不只停在 MIC 和电镜，而是用 61 个 DEGs 把“为什么能抗生物膜”讲到了 QS 层面——这是很多天然产物抗菌文章缺的一块。值得肯定的三点局限与可挑刺处

• 转录组只在 1/2 MIC、8 h 取一次点，属于“中期应激快照”，没做 1 MIC 与时间梯度，可能漏掉早期膜相关 DEGs。

• 安全性只说“化妆品有用、食品安全性未做”，没给细胞毒（Caco-2/HEK）和急性经口数据，离真正申报食品添加剂差最关键一步。

• 米饭模型只用 ATCC 11778，没放回耐药株；BCL054 的 MBC>200 意味着亚致死残留可能在食物中复活，应用段没讨论这点。

• totarol 来源写“苦参中提取检出”，但后续实验用 Macklin 商品单体（≥97%），未给苦参自提单体与商品单体等价性 HPLC 叠图（只说纯度测定，未附图）。

• 选株接地气：不用只打标准株，拉入 3 株真实耐药分离株（BCL043/047/054），结论对食品工厂耐药污染更直接。

• 机制有闭环：碳代谢上调代偿+蛋白合成下调、肽转运下调联动 PlcR-PapR，把“抑菌”和“抗膜”用同一套转录证据串起来，不是两张皮。

• 应用不偷懒：做了热稳定性（证明可过蒸煮工序）、感官盲评（证明不是实验室自嗨），125 μg/mL 在米饭里可比昆虫几丁质 250 μg/mL 省一半量。

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