纳米封装香芹酚和反式肉桂醛的递送系统：对抗家禽多重耐药沙门氏菌的可持续解决方案

为解决抗生素耐药性沙门氏菌在家禽产业链中的威胁，Samah Mechmechani团队通过喷雾干燥技术构建单层(M)和层层自组装(L)纳米胶囊系统，封装香芹酚(C)和反式肉桂醛(TC)。研究发现4%浓度组合纳米胶囊可使沙门氏菌减少3.7 log CFU/g，显著优于传统氯处理(0.9 log CFU/g)。该研究为开发天然、环保的食品保鲜策略提供了新思路，对控制AMR（抗菌素耐药性）具有重要意义。

　　

抗生素耐药性沙门氏菌在家禽产品中的污染已成为全球公共卫生的重大挑战。据世界卫生组织统计，非伤寒沙门氏菌每年导致1.5亿例感染和6万例死亡，而欧盟因受污染禽肉造成的经济损失高达30亿欧元。传统氯处理虽成本低廉，但存在产生致癌消毒副产物(DBPs)的风险，且部分沙门氏菌株已表现出耐氯性。面对这一困境，植物源精油(EOs)因其独特的抗菌机制和不易诱发耐药性的特点，被视为极具潜力的替代方案。

卡塔尔大学健康科学学院营养科学系的Layal Karam团队在《Applied Microbiology and Biotechnology》发表研究，创新性地采用喷雾干燥技术构建了两种纳米胶囊系统：以麦芽糊精(MD)为载体的单层(M)纳米胶囊，以及添加低甲氧基果胶(MP)的层层自组装(L)纳米胶囊，分别封装香芹酚(carvacrol, C)和反式肉桂醛(trans-cinnamaldehyde, TC)。通过动态光散射技术(PDI<0.3)证实纳米颗粒稳定性，并选用从零售鸡肉分离的多重耐药(MDR)沙门氏菌Infantis血清型(对四环素、头孢噻吩等耐药)作为实验菌株。

关键技术方法

1. 1.

   喷雾干燥法制备单层(M)和层层自组装(L)纳米胶囊，载体分别为MD和MD/MP复合物

2. 2.

   Zeta电位和粒径分析(176-289 nm)表征纳米颗粒物理性质

3. 3.

   鸡胸肉样本人工接种5 log CFU/g沙门氏菌，设置12组处理(含2%和4%浓度组合)

4. 4.

   4°C储存11天期间定期检测菌落数(CFU/g)

主要研究结果

1. 1.

   纳米胶囊特性：单层胶囊呈正电性(+20.64 mV)，层层自组装胶囊因果胶羧基带负电(-5.46 mV)，后者粒径更大(267 vs 176 nm)但PDI均<0.3，显示良好分散性。

2. 2.

   抗菌效果对比：

   • •

     4% MC2LC2(2%M+2%L香芹酚)表现最优，11天后减少3.7 log CFU/g

   • •

     反式肉桂醛组(2.0-2.2 log减少)呈现延迟效应，7天后才显效

   • •

     50 ppm氯处理仅减少0.9 log CFU/g

3. 3.

   作用机制差异：

   • •

     香芹酚通过破坏细胞膜实现快速杀菌(1天内见效)

   • •

     反式肉桂醛通过抑制能量代谢逐步起效(需7天达峰值)

结论与意义

该研究首次系统比较了不同纳米封装形式对香芹酚和反式肉桂醛抗菌性能的影响。组合使用单层(快速释放)和层层自组装(缓释)胶囊可协同发挥即时和长效抗菌作用，这为设计"双阶段"抗菌系统提供了理论依据。相较于传统氯处理，纳米封装精油不仅避免了DBPs风险，其3.7 log CFU/g的减菌效果更达到工业级应用标准。研究团队特别指出，4%香芹酚纳米胶囊组合的成本效益比优于单独使用2%浓度，这对食品工业的大规模应用具有重要指导价值。

这项突破性工作为应对全球AMR挑战提供了创新解决方案，同时满足了消费者对天然食品添加剂的需求。未来研究可进一步优化封装工艺，并评估处理后的感官特性，以加速该技术从实验室向产业链转化。