海藻酸钠-美洲李精油纳米乳（NaAlg-PANE）的抗菌抗生物膜特性及其在番茄保鲜中的应用研究

推荐：针对食源性病原体防控难题，研究人员开发了基于海藻酸钠(NaAlg)和美洲李精油(PAEO)的纳米乳涂层(NaAlg-PANE)。通过UV-Vis、FTIR和DLS表征证实其稳定性（ζ电位-27.8±2.6 mV），MIC实验显示对肠致病性大肠杆菌(EPEC)抑菌率达30%，生物膜抑制实验表明可显著降低细菌疏水性和自聚集性。番茄保鲜实验证实该涂层可延长货架期15天，为绿色食品保鲜提供新策略。

　　

研究背景

食源性病原体引发的食品安全问题日益严峻，其中肠致病性大肠杆菌(Enteropathogenic Escherichia coli, EPEC)是导致婴幼儿腹泻和食物中毒的主要病原体之一。尽管现有防控措施不断改进，但EPEC在食品供应链中的持续存在仍构成重大威胁。更棘手的是，这类病原体易形成生物膜(biofilm)，使其对常规消毒剂产生抗性。与此同时，消费者对化学防腐剂的抵触情绪与对天然保鲜方案的需求形成鲜明对比。

在这样的背景下，可食用涂层技术成为研究热点。海藻酸钠(Sodium alginate, NaAlg)作为一种天然多糖，因其成膜性和生物相容性备受关注；而美洲李(Prunus americana)精油则被证实含有丰富的抗菌成分。如何将二者有机结合，开发出兼具抗菌性能和食品保鲜功能的纳米材料，成为破解食品安全难题的新思路。

研究方法

研究团队通过高压均质法制备NaAlg-PANE纳米乳，采用紫外可见光谱(UV-Vis)在232.11 nm处验证其稳定性，傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析显示特征峰位于3339.92 cm^-1(O-H键)和1638.37 cm^-1(C=O键)。动态光散射(DLS)检测显示ζ电位为-27.8±2.6 mV。抗菌实验采用肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)，通过自聚集实验、疏水性测定和结晶紫染色评估抗生物膜效果，最后以番茄为模型验证保鲜效果。

研究结果

3.1 纳米乳制备与表征

NaAlg-PANE在232.11 nm处呈现显著吸收峰，FTIR证实NaAlg羧酸根基团与PAEO通过氢键结合。DLS显示纳米颗粒分布均匀，中性pH(7.2)确保其不影响食品风味。热处理(63°C/30 min)后仍保持稳定性，满足食品加工需求。

3.2 抗菌效能

对EPEC的MIC值为30%，抑菌圈直径达8.7 mm(MIC)和4.6 mm(1/2MIC)。值得注意的是，纳米乳能破坏细菌细胞膜完整性，这通过疏水性降低(Fig.5b)和自聚集率下降(Fig.5a)得到验证。

3.3 抗生物膜活性

结晶紫染色显示NaAlg-PANE使EPEC生物膜生物量减少62.3%(MIC)，作用机制可能涉及：①抑制胞外聚合物(EPS)分泌；②干扰群体感应(Quorum sensing)；③改变细菌表面电荷分布。

3.4 番茄保鲜应用

涂层处理的番茄在15天储存后仍保持良好外观(Fig.6)，硬度损失率比未处理组降低47%，呼吸强度抑制率达39%，有效延缓了成熟相关基因的表达。

结论与意义

该研究开创性地将NaAlg与PAEO结合，开发的纳米乳具有三重优势：①物化稳定性优异；②抗菌谱针对性强；③保鲜效果显著。其-27.8 mV的高ζ电位确保储存稳定性，而中性和透明特性不影响食品感官品质。

从应用角度看，这项技术为替代亚硝酸盐等化学防腐剂提供了可行方案，尤其适合浆果类等不易清洗的农产品。研究团队指出，未来需拓展对其他病原体(如单增李斯特菌Listeria monocytogenes)的抑制效果评估，并通过体内实验验证其生物安全性。这项发表于《The Microbe》的成果，为食品工业的"绿色防腐"提供了重要技术储备。