综述:植物源杀虫剂在储粮保护中的应用:新兴挑战与未来前景

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Food Bioscience 5.9

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  本综述创新性地提出由姜黄素和没食子酸辛酯组成的双光敏剂光动力处理系统(PDT),在420 nm蓝光激发下通过协同增效作用显著提升活性氧(ROS)生成效率,对水产品优势腐败菌(如Shewanella putrefaciens)实现3.30 log的灭活效果。该系统整合至壳聚糖涂层后,可有效抑制凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)贮藏过程中的微生物增殖及品质劣变,为水产冷链保鲜提供了新型非热杀菌解决方案。

  

材料与方法
实验采用纯度>98%的姜黄素(Curcumin)和没食子酸辛酯(Octyl gallate)作为光敏剂,以脱乙酰度>90%的壳聚糖为载体。研究对象选取典型水产品腐败菌——Shewanella putrefaciens和凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei),通过420 nm蓝光激发双光敏剂系统,评估其灭菌效果及保鲜性能。

光动力灭活机制
单独使用时,50 μM姜黄素-PDT或0.2 mM没食子酸辛酯-PDT分别可实现2.10 log和2.85 log的菌落减少。而双光敏剂协同作用使ROS产量提升1.8倍,通过三重机制发挥作用:破坏细胞膜完整性(电导率增加147%)、诱导胞内物质泄漏(ATP酶活性下降63%)、导致基因组DNA断裂(条带弥散现象)。值得注意的是,该系统对革兰氏阴性菌(如Pseudomonas fluorescens)的灭活效率比单一光敏剂提升2.3倍。

水产品保鲜应用
将光动力系统整合至壳聚糖涂层后,处理组的凡纳滨对虾在4°C冷藏期间表现出显著优势:总活菌数(TVC)在第8天仍低于6.00 log CFU/g,挥发性盐基氮(TVB-N)和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)值分别控制在21.3 mg/100g和0.85 mg MDA/kg以下。16S rRNA测序显示,该处理能特异性抑制Psychrobacter(相对丰度从34.7%降至8.2%)、Pseudomonas(28.5%→11.4%)等优势腐败菌属。

技术优势与展望
相比传统热杀菌,该技术具有三大创新点:低剂量(光敏剂总浓度<100 μM)、广谱性(同时对5种常见水产品腐败菌有效)、品质保持(不影响虾仁弹性和色泽)。未来研究可优化光敏剂配比(如引入叶绿素衍生物),并探索脉冲光照模式以进一步提升能效比。这项技术为水产加工行业提供了一条兼顾食品安全与生态可持续的发展路径。

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