豆蔻柠檬香蜂草纳米乳：一种针对火鸡肉中单增李斯特菌的新型天然抗菌策略

本研究针对火鸡肉中单增李斯特菌污染问题，开发了豆蔻与柠檬香蜂草纳米乳天然抗菌剂。研究通过纳米乳化技术显著提升抗菌成分的生物利用度，实验证明该纳米乳对单增李斯特菌(L. monocytogenes)具有强力杀灭作用（3.61 log减少量），为食品工业提供了一种替代化学防腐剂的绿色解决方案，对保障食品安全具有重要意义。

　　

在食品工业领域，单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)污染始终是威胁食品安全的重要问题，特别是在火鸡肉等禽肉制品中。这种食源性致病菌能在冷藏温度下生长，并引发严重的李斯特菌病，对孕妇、新生儿和免疫低下人群具有致命风险。当前工业界普遍采用化学防腐剂来控制微生物污染，但消费者对天然、清洁标签产品的需求日益增长，迫切需要开发新型天然抗菌策略。

针对这一需求，首尔国立大学农业生物技术学院的Jae-Wan Ryu、Jin-Young Han、Sangheum Eom、Soo-Hwan Kim和Dong-Hyun Kang研究团队在《International Journal of Food Microbiology》上发表了一项创新研究，探讨了豆蔻和柠檬香蜂草纳米乳作为天然抗菌剂对抗火鸡肉中单增李斯特菌的效果。该研究不仅开发了一种新型纳米乳体系，还深入探讨了其抗菌机制，为天然抗菌剂在食品工业中的应用提供了科学依据。

研究人员采用高压均质技术制备纳米乳，通过表面介质阻挡放电(surface dielectric barrier discharge)生成等离子体活化水(Plasma-Activated Water, PAW)，并比较了六边形电极(PAW-H)和方形电极(PAW-S)的不同几何结构对活化水理化特性及杀菌效果的影响。研究使用火鸡肉样本作为实验基质，通过微生物计数、活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)检测和自由基清除实验等关键技术方法，系统评估了纳米乳的抗菌效能。

电极几何形状对ROS生成的影响

研究发现电极几何形状显著影响等离子体活化水中活性氧的生成。在相同功率条件下(200 W)，六边形电极产生的PAW-H显示出比方形电极PAW-S显著更高的ROS浓度(p < 0.05)。这种差异直接影响了后续的抗菌效果，证明电极设计是优化等离子体活化水性能的关键因素。

对食源性致病菌的杀菌效果

纳米乳处理表现出显著的抗菌效果。处理1分钟后，PAW-H对大肠杆菌O157:H7(E. coli O157:H7)实现了3.55 log的减少量，对鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimurium)实现了3.24 log的减少量，显著优于PAW-S的处理效果(p < 0.05)。特别针对单增李斯特菌(L. monocytogenes)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)，PAW-H在30分钟处理时间内分别实现了3.61和1.89 log的减少量，展现出强大的杀菌能力。

功率优化的关键作用

研究证实功率水平对最大化抗菌效果至关重要。在175 W功率水平下，研究人员检测到最高水平的ROS，并观察到最有效的抗菌效果，表明存在一个优化的功率窗口来实现最佳性能，而非简单地使用最高功率。

自由基清除机制分析

通过自由基清除实验，研究人员确定了羟基自由基(hydroxyl radicals)和单线态氧(singlet oxygen)是纳米乳杀菌效果的主要贡献者。这些活性物质通过破坏细菌细胞膜结构和氧化关键生物分子，导致细菌失活。

相同电压条件下的性能比较

在固定电压条件下(220 V)，PAW-H仍然表现出比PAW-S更高的杀菌效果(p < 0.05)，进一步证实了电极几何形状对系统性能的独立影响，而不仅仅是功率或电压参数的函数。

研究结论表明，豆蔻和柠檬香蜂草纳米乳作为一种天然抗菌策略，能有效控制火鸡肉中的单增李斯特菌污染。电极几何形状和操作参数（特别是功率水平）的共同优化对最大化等离子体活化水的微生物灭活效果至关重要。羟基自由基和单线态氧被确认为主要的杀菌活性物质。

这项研究的重要意义在于开发了一种基于天然成分的有效抗菌方案，为食品工业提供了替代传统化学防腐剂的可行选择。同时，研究深入揭示了等离子体活化水的杀菌机制，为优化相关设备设计提供了科学指导。该技术不仅适用于火鸡肉制品，还可扩展到其他易受微生物污染的食品体系，具有广泛的应用前景和商业化潜力。研究结果对提升食品安全性、减少食源性疾病发生以及满足消费者对天然食品防腐剂的需求都具有重要价值。