非靶向代谢组学研究揭示了用副干酪乳杆菌（Lacticaseibacillus paracasei）发酵的黑莓汁对下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴神经元功能障碍的增强保护作用

《Food Chemistry》：Untargeted metabolomics elucidates the enhanced protective effects of blackberry juice fermented with Lacticaseibacillus paracasei on hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis neuronal dysfunction

该研究通过乳液诱导界面聚合法制备介孔多巴胺纳米颗粒（MPDA）封装百里香精油（TEO），并与鞣酸鱼鳞胶（TF）复合制备光热抗菌薄膜。该薄膜在近红外照射下温度可升至70.1℃，协同释放的TEO对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌杀菌率超99%，对灰霉病真菌也有显著抑制作用。保鲜实验表明0.3%薄膜可有效保持樱桃番茄品质，为开发新型光热响应食品包装系统提供新策略。

　　

杨云峰|刘全文|杨鹏|李秀莲|曾向全|郭凤军|范新光

鲁东大学烟台工程学院食品工程系，烟台食品绿色加工与质量控制工程技术研究中心，纳米科学与技术应用实验室，山东省烟台市264025，中国。

摘要

本研究通过乳液诱导界面聚合方法合成了介孔多巴胺纳米颗粒（MPDA），并将其用于封装百里香精油（TEO）。所得的介孔多巴胺-百里香精油复合材料（MT）被嵌入单宁酸-鱼鳞明胶（TF）基质中。在近红外照射下，MT-TF复合薄膜的温度升高了70.1°C，并表现出持续且可调的TEO释放特性。释放出的TEO与光热效应协同作用，赋予MT-TF薄膜对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli）强烈的抗菌活性，杀菌率超过99%。此外，该薄膜还对灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）具有抗真菌效果。在樱桃番茄保鲜实验中，0.3%的MT-TF薄膜在近红外激活下有效保持了果实品质，显示出延长保质期的潜力。因此，这项工作为开发基于缓释精油的光热活性包装系统提供了一种新策略。

引言

食品受到食源性病原体的污染与微生物的繁殖和代谢活动（Prakash等人，2018；Sucheta等人，2020）、氧化还原系统的失衡（Jimenez等人，2002）以及紫外线暴露（Kong & Singh，2016）密切相关。这些因素会限制食品的保质期，并通过影响口感、风味、质地和颜色（Perumal等人，2022）降低食品质量。因此，开发具有抗菌和抗氧化特性的功能性保鲜薄膜以延长食品保质期已成为当务之急。然而，传统的石油基塑料包装难以降解，对环境造成严重负担（Ejaz等人，2018）。相比之下，一些生物基材料因其可生物降解、无毒和可回收的特性而受到广泛关注（Jafarzadeh等人，2020）。

精油（EOs）作为一种天然的抗菌剂，在控制采后病原体、保护农产品方面显示出巨大潜力（El Khetabi等人，2022；Hu等人，2022；Wang, Zhang等人，2023）。其中，百里香精油（TEO）因其抗氧化和抗菌特性而在食品和包装行业中受到特别关注（Zhang, Ismail等人，2021）。例如，它已被应用于多种薄膜中，如与牛至精油结合的果胶薄膜（Liu等人，2021）和含有TEO的魔芋葡甘露聚糖薄膜（Meerasri等人，2024）。TEO的主要活性成分包括百里酚、香芹酚和对伞花烃（Zhang, Yang等人，2021），具有广谱抗菌活性、强抗氧化能力和良好的安全性。然而，由于其高挥发性、低水溶性和化学不稳定性等固有局限性，其实际应用受到限制，导致在实际包装系统中的效果大打折扣。

近年来，纳米载体技术作为一种高效输送EOs的方法应运而生。其中，基于多孔材料的系统在控制释放方面显示出特别的前景。这些材料可以将EOs分子封装在其孔道内，有效防止其被外部因素降解，从而显著提高活性成分的保留率。此外，通过合理设计孔结构和表面化学性质，可以精确触发EOs的释放，使其在特定刺激下按需释放。

在众多候选材料中，介孔多巴胺（MPDA）因其高比表面积、可调的孔径大小和优异的吸附能力而脱颖而出。载有姜黄素的MPDA在蓝光激光照射下对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）表现出显著的抗菌活性（Han等人，2024）。这些纳米载体具有显著的光热转换性能和高生物相容性。虽然MPDA已被用于EOs的封装（Jourdainne等人，2025；Tang等人，2019），但其光热特性在调节封装EOs的释放方面尚未得到充分探索。在近红外（NIR）照射下，MPDA能高效地将光能转化为热能。这种光热效应不仅直接抑制微生物，还能促进EOs从介孔中按需释放，实现精准输送。

因此，本研究旨在开发一种结合瞬时光热处理与响应性EOs释放的双模式杀菌技术。首先通过乳液诱导界面聚合合成MPDA，然后将其封装TEO，并将其嵌入与单宁酸交联的鱼鳞明胶中，形成名为介孔多巴胺-百里香精油-单宁酸-鱼鳞明胶（MT-TF）的光热复合薄膜。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉伸强度（TS）和断裂伸长率（EB）对MT-TF薄膜进行了表征，并评估了其光热性能、抗菌和抗真菌效果以及在实际应用中对樱桃番茄的保鲜潜力。

材料

鱼鳞来自鲤鱼，购自烟台水产品批发市场。樱桃番茄购自烟台水果批发市场。盐酸多巴胺购自中国上海的Aladdin Bio-Chem Technology有限公司。百里香精油同样购自该公司。其他化学品均为分析纯度，由中国国家医药集团采购。

介孔多巴胺的制备与表征

MPDA的合成方法如下：

MPDA的表征

扫描电子显微镜（SEM）显示，合成的MPDA由平均粒径为188.92 nm的球形颗粒组成，表面粗糙（图1a, b）。通过乳液模板界面聚合成功获得了介孔结构，随后去除了TMB和Pluronic-F127。傅里叶变换红外光谱（FTIR）进一步确认了MPDA的化学结构（图1c）。在1513 cm^?1和1599 cm^?1处观察到吲哚峰，分别对应于芳环中的C伸缩振动和C伸缩。

结论

本研究通过将封装有TEO的MPDA嵌入与单宁酸（TA）交联的FSG基质中，成功制备出了光热薄膜（MT-TF）。0.3%的MT-TF薄膜在近红外照射下表现出优异的光热性能，对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）具有显著的抗菌活性，同时对灰葡萄孢菌（B. cinerea）具有显著的抗真菌效果。在实际应用中，该薄膜有效保持了樱桃番茄的新鲜度，证明了其作为有效保鲜材料的潜力。

作者贡献声明

杨云峰：撰写初稿，数据整理。刘全文：指导，资金争取。杨鹏：数据整理。李秀莲：指导，资源提供。曾向全：软件支持。郭凤军：数据验证。范新光：撰写、审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了山东省重点研发计划（2024TZXD060）和山东省高校青年创新科技项目（食品纳米技术创新团队）的支持。