绿原酸联合UV-A光动力技术高效灭活食源性致病菌的作用机制及在酸性饮料中的应用

本研究针对食源性致病菌防控难题，创新性地采用绿原酸(CGA)联合365 nm UV-A的光动力灭菌技术，系统评估了其对大肠杆菌O157:H7、鼠伤寒沙门氏菌等四种致病菌的杀灭效果。研究发现该组合在青梅汁中可实现单增李斯特菌>8-log的完全灭活，通过诱导膜电位去极化、ATP耗竭和脂质过氧化发挥杀菌作用，且对果汁品质无显著影响，为食品工业提供了新型非热力杀菌解决方案。

　　

食源性致病菌引发的食品安全问题始终是全球公共卫生的重大挑战。传统热杀菌技术虽有效但易破坏食品风味和营养成分，尤其对pH<4.5的酸性饮料，现有技术难以兼顾灭菌效果与产品品质。Min-Ju Kang和Do-Kyun Kim团队在《International Journal of Food Microbiology》发表的研究，开创性地将植物多酚与光动力技术结合，为解决这一行业痛点提供了新思路。

研究采用UV-A(365 nm)辐照协同绿原酸(Chlorogenic acid, CGA)的光动力灭菌策略，通过流式细胞术检测膜电位变化，ATP生物发光法量化能量代谢状态，硫代巴比妥酸法测定脂质过氧化产物，结合透射电镜观察细胞超微结构，系统评估了在PBS缓冲液和青梅汁基质中对四种典型致病菌的杀灭效果。

抗菌效能评估

在缓冲体系中，CGA+UV-A处理30分钟使大肠杆菌O157:H7和金黄色葡萄球菌活菌数分别降低5.2-log和6.8-log。转至实际食品体系后，青梅汁(pH 2.8)展现出更强的协同效应，单增李斯特菌被完全灭活(>8-log)，这归因于酸性环境促进CGA电离态转变，增强其光敏活性。

作用机制解析

通过DiBAC₄(3)荧光探针证实处理组细菌膜电位下降47-62%，ATP含量锐减85%以上。MDA(丙二醛)检测显示脂质过氧化水平提升3.5倍，透射电镜观察到革兰氏阴性菌外膜破裂与革兰氏阳性菌肽聚糖层解离的差异化损伤模式，印证了细胞壁结构差异决定亚致死损伤率的关键假说。

品质影响分析

色差仪(ΔE<3.5)和pH计(波动<0.2)监测证实，处理后的果汁抗氧化容量(DPPH法)保留率达92%，总酚含量无显著损失，完全符合商业应用标准。

该研究首次阐明植物多酚在酸性环境下的光敏化机制，建立了一套可精准调控的光动力灭菌参数。其创新性体现在：突破性发现酸性介质能增强CGA光动力效应，提出"细胞壁结构决定亚致死损伤"的理论模型，并验证了该技术在真实食品矩阵中的适用性。这些发现不仅为开发"清洁标签"杀菌工艺提供科学依据，更为果汁等热敏感食品的安全生产开辟了新路径。