酵母细胞与石榴皮双重增值技术提升三文鱼鱼片微生物安全性与品质的研究

本研究针对食品副产物资源化利用和海鲜安全保存难题，创新性地开发了甜菜碱盐酸盐(BHC)修饰酵母细胞颗粒(YCP)负载石榴皮提取物(PGPE)的抗菌递送系统。通过FTIR和GFP标记技术证实PGPE成功封装，真空灌注法使封装率达107.20 mg/g。该体系使冷藏三文鱼中单增李斯特菌降低1.93 log，4天内沙门氏菌降至未检出水平，保质期延长6天，显著抑制生物胺积累。研究为食品工业废弃物高值化利用和天然防腐剂开发提供了新思路。

　　

在全球食品工业每年产生约13亿吨废弃物的背景下，啤酒酿造副产物废酵母和水果加工废弃物石榴皮的处理成为亟待解决的难题。与此同时，即食海鲜尤其是三文鱼制品的安全问题日益突出——近五年美国FDA和新加坡SFA因单增李斯特菌(L. monocytogenes)污染召回多批三文鱼产品，2022年沙门氏菌污染事件更导致39人感染。传统化学防腐剂存在潜在毒性，而直接使用石榴皮提取物(PGPE)又面临稳定性差、风味不佳等技术瓶颈。

为解决这些难题，国内某研究机构团队在《Future Foods》发表研究，创新性地将食品工业副产物转化为高附加值抗菌系统。研究人员采用甜菜碱盐酸盐(BHC)修饰酵母细胞颗粒(YCP)增强表面正电荷，通过真空灌注法封装PGPE，构建了BHC-YCP/PGPE复合抗菌体系。研究运用FTIR光谱分析化学修饰效果，GFP标记沙门氏菌可视化细菌-载体相互作用，并通过8天冷藏实验系统评估对三文鱼微生物安全性和品质的影响。

关键实验技术包括：1) BHC化学修饰YCP的酯化反应工艺；2) 70%乙醇提取PGPE的优化工艺；3) 99%真空度下10分钟真空灌注封装技术；4) 4±1°C冷藏条件下病原菌(单增李斯特菌/沙门氏菌)和腐败菌(假单胞菌/肠杆菌科)的动态监测；5) HPLC法检测生物胺(尸胺/腐胺/组胺/酪胺)含量。

3.1. FTIR分析
通过傅里叶变换红外光谱证实BHC成功修饰YCP：1720 cm^-1
处酯键特征峰增强，1155 cm^-1
出现新C-O-C伸缩振动峰，3333 cm^-1
羟基峰减弱，表明BHC通过酯化反应与YCP结合。

3.2. 细菌-载体相互作用
GFP标记沙门氏菌显微观察显示，BHC-YCP使细菌形成紧密簇聚，而普通YCP仅引起随机粘附，证实阳离子修饰显著增强细菌吸附能力。

3.3. 真空灌注优化
10分钟真空处理达到最佳封装效率(107.20±2.33 mg GAE/g)，延长至20分钟反而导致细胞结构损伤。

3.4. 抗菌效果
BHC-YCP/PGPE处理组表现突出：8天后单增李斯特菌较对照组降低1.93±0.30 log；沙门氏菌2天即降至未检出(<2 log CFU/g)；假单胞菌抑制效果达3.85±0.33 log；保质期较对照延长6天。

3.5. 生物胺抑制
BHC-YCP/PGPE完全抑制腐胺、组胺和酪胺生成，8天后尸胺仅1.47±0.52 mg/kg，远低于对照组的80.31±9.99 mg/kg。

该研究开创性地实现三重突破：首次将BHC修饰应用于YCP增强抗菌活性；建立10分钟快速真空灌注封装工艺；证实复合体系可使三文鱼在4°C下满足FSIS对单增李斯特菌的管控标准(8天内增长<2 log)。从循环经济视角，每吨啤酒废酵母可处理约200kg石榴皮，产出抗菌剂足以保鲜5吨三文鱼，为食品工业提供"以废治废"的绿色解决方案。尽管需进一步开展感官评价和规模化验证，这种GRAS物质构成的体系已展现出替代化学防腐剂的巨大潜力，特别适用于即食海鲜、冷鲜肉等高危食品领域。