天然光敏剂的光动力灭活作用:对山茶籽的影响及其油产量与品质的改善

《Food Chemistry》:Photodynamic inactivation with natural photosensitizers: Impact on camellia seeds and improvement of its oil yield and quality

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月15日 来源:Food Chemistry 10.4

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  •天然光敏剂介导的光动力灭活技术可减少山茶籽表面的微生物。•该技术能在保持油品质量的同时,使山茶籽油的产量提升21.4–43.0%。•此技术还能改变种子结构与水分分布,从而促进油脂析出。•大黄素和香豆素作为光敏剂的效果更为优异。•天然光敏剂在食品光动力灭活应用中具有较大潜力。引言

  
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    天然光敏剂介导的光动力灭活技术可减少山茶籽表面的微生物。
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    该技术能在保持油品质量的同时,使山茶籽油的产量提升21.4–43.0%。
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    此技术还能改变种子结构与水分分布,从而促进油脂析出。
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    大黄素和香豆素作为光敏剂的效果更为优异。
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    天然光敏剂在食品光动力灭活应用中具有较大潜力。

引言

油茶是全球四大木本产油植物之一(Chen等,2017)。其种子油的营养价值可与橄榄油相媲美,有望成为国际公认的优质食用油。山茶籽油富含生育酚、角鲨烯、多酚类物质以及甾醇等生物活性成分(Li等,2022)。这些成分具备抗氧化、抗炎及调节免疫的功能,因此山茶籽油也有“液体黄金”的美称(Yang等,2024)。然而,山茶籽中含有大量脂肪和蛋白质,因此在加工和储存过程中容易受到微生物污染和霉菌滋生。储存时间越长,霉菌繁殖越严重,不仅会导致营养价值下降,还会使酸度与过氧化值显著上升。这些问题会严重影响产品的品质与储存稳定性(Jiang等,2022)。因此,研发既能延长山茶籽保质期又能提升其稳定性的方法至关重要。
近年来,一种新型的非热处理技术——光动力灭活技术被引入食品行业。该技术的原理是通过特定波长的光激活光敏剂,进而产生活性氧物种。这些活性氧会破坏微生物的细胞膜、细胞壁、蛋白质以及核酸,进而导致其结构紊乱和代谢功能失调,最终实现灭活效果(Zhang等,2020;Liu等,2021)。由于该技术具有环保、成本低、能耗少且几乎不会产生有毒副产物等优点,已被广泛应用于医学、牙科以及环境治理领域(Pang等,2022)。在食品行业里,光动力灭活技术展现出出色的杀菌与保鲜效果,能够延缓水果的衰老(Seididamyeh等,2024)、防止食品变质(Keyvan等,2025),同时还能提升食品的营养价值(Shen等,2025)。
不过,目前关于食品领域光动力灭活技术的研究大多仅集中在曲姜黄素和核黄素等少数天然光敏剂上(Long等,2024),这限制了该技术的进一步应用。因此,寻找或开发合适的光敏剂对于推动这项技术的发展至关重要。大黄素、白藜芦醇以及香豆素这类化合物源自天然产物或食品相关来源,具备良好的光敏特性,同时也更易获得行业与消费者的认可。但目前它们很少被用于食品保鲜,其对油料作物的影响也尚未被研究过。若能将这类化合物作为新型光敏剂加以利用,不仅可以拓展光动力灭活技术在食品领域的应用范围,还能为提高油料作物的储存稳定性提供新的解决方案。

章节要点

材料与试剂

本研究使用的山茶籽(长林4号)于2024年10月从中国江西省新余市的分宜县兴林生态林业有限公司采购,随后被运送到实验室。实验前首先剔除了有缺陷或已发霉的种子,剩余种子则在45℃的烤箱中烘干,使其水分含量降至10%,以便后续实验使用。用于实验的LED蓝光灯(波长为410–470纳米,功率为20瓦特)购自中国广东省深圳市惠恒光源科技有限公司,其照度为

种子表面的总菌落数

山茶籽收获后,其表面很容易受到微生物污染并进而滋生霉菌(Luo & Fei,2012)。如图1(A)所示,在对照组以及L+/P?处理组中,细菌和真菌的生长十分旺盛,而经过光动力灭活处理的组别中菌落数量则明显较少。那些仅添加光敏剂但未进行光照处理的组别(L?/EM、L?/RS和L?/CM)的菌落生长情况与对照组相似,这说明单独的光敏剂并不具备显著的抑制作用

结论

本研究证明,通过大黄素、白藜芦醇和香豆素介导的光动力灭活技术,可以利用活性氧物种有效降低山茶籽表面的总微生物负荷,从而降低霉菌生长的风险。此外,该技术还能破坏微生物的细胞壁结构,导致细胞壁出现孔洞和破损,进而促进水分迁移并加速干燥,这样既提高了山茶籽油的产量,又不会引起颜色变化,同时还能保持产品符合消费者的接受标准。除此之外,光动力灭活技术还

涉及人类受试者、动物实验及感官评价的研究

本文未包含任何涉及人类受试者、动物实验或感官评价的研究内容。

CRediT作者贡献说明

李婷婷:数据可视化、实验研究。徐志燕:初稿撰写、数据可视化、软件应用、方法设计、数据整理。吴彩娥:论文审阅与编辑、结果验证。范公健:论文审阅与编辑、数据可视化、概念构思。周丹丹:方法设计。李晓静:论文审阅与编辑。朱亦青:论文审阅与编辑。

伦理审批情况

本研究无需经过伦理审批。

利益冲突声明

作者声明自己不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益关联或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划的支持(项目编号:2023YFD2201300)。
李婷婷|徐志燕|吴彩娥|范公健|周丹丹|李晓静|朱亦青
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