纳米乳化橙精油用于模拟家庭清洗过程中樱桃番茄表面部分食源性病原体的净化

《Frontiers in Microbiology》：Nanoemulsified orange essential oil for decontamination of some foodborne pathogens on cherry tomatoes during simulated domestic washing

　　

表面净化对于确保即食（RTE）农产品的食品安全至关重要。然而，当前的氯基清洗引发健康担忧，凸显出替代净化策略的必要性，以应对多个欧洲国家日益增加的监管限制。因此，本研究的目的是评估基于纳米乳化橙精油（OEO）的替代溶液对相关食源性病原体（如大肠杆菌O157:H7（E. coli）、肠道沙门氏菌肠道亚种肠炎血清型（S. Enteritidis）和单核细胞增生李斯特菌（L. monocytogenes））的消毒潜力。研究人员评估了不同OEO浓度（0.33%、1.66%、5%和10%）和暴露时间（2、5、10和15分钟）的抗菌效果，以水洗作为基线（无抗菌效果），并以商业氯溶液清洗作为参考。OEO浓度和接触时间均增强了抗菌效果，在高值处达到平台期。最高浓度（10%）处理5分钟可实现E. coli和S. Enteritidis高达2 log CFU/g的减少量，与商业氯基清洗相当，但对L. monocytogenes仅约1 log CFU/g。将清洗时间延长至15分钟，E. coli和S. Enteritidis的减少量分别进一步增至2.5和3.5 log CFU/g，证明了OEO在模拟家庭清洗条件下的有效性。基于定量微生物风险评估（QMRA），研究人员估计使用该替代溶液可维持对沙门氏菌病和产志贺毒素大肠杆菌的消费者保护，突显其作为新鲜农产品无氯清洗处理方案的潜力。

**纳米乳化橙精油作为家用无氯清洗方案：樱桃番茄食源性病原体净化的概念验证研究**

新鲜果蔬作为健康均衡饮食的关键组分，全球需求持续增长。联合国粮农组织（FAO）估计2023年全球番茄产量达1.92亿吨，中国是主要生产国。番茄富含维生素C、钾、膳食纤维及抗氧化剂番茄红素，具有重要营养价值。然而，新鲜果蔬也可能成为食源性病原体的污染载体，引发食品安全风险。与番茄相关的沙门氏菌（Salmonella）暴发事件时有发生，例如2023至2025年期间影响17个成员国的Salmonella Strahcona疫情共导致427例确诊病例。大肠杆菌O157:H7（E. coli O157:H7）也曾从番茄中分离，并引发多起召回事件。单核细胞增生李斯特菌（L. monocytogenes）虽较少从番茄中分离，但可在食品生产环境中持续存在，并能在冷藏温度及酸性介质中生长，对即食（RTE）产品构成重大威胁。传统上，番茄表面微生物污染主要通过水洗或氯基化学消毒剂（如次氯酸钠）处理。但氯基消毒剂的应用正面临日益严格的监管审查，多个欧洲国家（比利时、荷兰、瑞典、德国、瑞士、丹麦）已限制其使用，西班牙将最高浓度降至80 ppm。消费者对氯暴露及消毒副产物形成的健康担忧也推动了替代净化策略的开发。精油（Essential oils, EOs）作为天然植物产品，具有广谱抗菌活性，并被美国食品药品监督管理局（FDA）认定为一般公认安全（GRAS）物质。然而，精油的低水溶性、低稳定性和强芳香性限制了其应用。纳米乳封装技术可改善精油的分散性、稳定性及抗菌性能，同时降低所需浓度。前期研究虽表明纳米乳化精油的抗菌效果具有浓度依赖性，但不同精油对特定食源性病原体的效果、最佳应用方式及与食品基质的相互作用仍需深入探索。特别是，橙精油（OEO）虽在体外展现出抗菌活性，但关于其作为纳米乳化清洗溶液用于新鲜果蔬的研究十分有限。因此，本研究旨在填补这一知识空白，以西班牙穆尔西亚地区橙皮废弃物为原料，通过超声辅助水蒸馏（UAHD）提取OEO，制备纳米乳化清洗溶液，评估其在模拟家庭清洗条件下对樱桃番茄表面E. coli O157:H7、肠道沙门氏菌肠道亚种肠炎血清型（S. Enteritidis）和L. monocytogenes的净化效果，并结合定量微生物风险评估（QMRA）将病原体减少量转化为消费者健康风险估计。研究结果表明，纳米乳化OEO清洗溶液的净化效果与浓度和接触时间相关。最高浓度（10%）处理5分钟对E. coli和S. Enteritidis实现约2 log CFU/g的减少量，与80 ppm商业氯溶液相当；对L. monocytogenes仅约1 log CFU/g。将时间延长至15分钟，两种革兰氏阴性菌的减少量分别达2.5和3.5 log CFU/g。QMRA模型预测，OEO清洗方案导致的沙门氏菌病风险介于80 ppm与160 ppm氯洗方案之间。这些发现确立了纳米乳化OEO作为无氯家用清洗替代品的初步概念验证，论文发表在《Frontiers in Microbiology》。

研究人员为开展研究主要采用了以下关键技术方法。其一，采用超声辅助水蒸馏（UAHD）技术：以西班牙穆尔西亚地区Navelina、Navel和Navel Late甜橙（Citrus sinensis L. Osbeck）的皮废弃物为原料，经超声预处理（400 W，50–60 Hz，10 min，100%振幅）后，使用Clevenger装置进行3小时水蒸馏提取OEO。其二，采用超声乳化技术制备纳米乳液：将OEO、Tween 80、葵花籽油与丙二醇、蒸馏水混合，经超声处理（400 W，100%振幅，30 s工作/5 s间歇，能量限制500 Ws，重复5次）制备纳米乳液，激光散射法测定液滴中位径为0.201 μm。其三，人工接种与模拟家用清洗试验：将樱桃番茄浸于约10⁷ CFU/mL（后续实验用约10⁵ CFU/mL）菌液中30分钟，随后置于不同浓度OEO溶液（0.33%–10%）中处理2–15分钟，并以平板计数法测定微生物减少量。其四，构建QMRA模型：基于模块化过程风险模型（MPRM），整合预测模型与Monte Carlo模拟（10⁷次迭代）估计消费者风险。所有实验均设三次重复。

研究结果如下：

**3.1 常规处理（水和氯）对E. coli、S. Enteritidis和L. monocytogenes的净化效果**

研究比较了水洗和两种浓度氯溶液（80 ppm与160 ppm）处理5分钟的净化效果。水洗对三种细菌的减少量为0.66–1.10 log CFU/g，代表被动去除松散附着细菌的基线效应。两种氯溶液均显著优于水洗，其中对S. Enteritidis的减少量最大（2.29–2.46 log CFU/g），L. monocytogenes为2.07–2.48 log CFU/g，E. coli为1.89–1.94 log CFU/g。两种氯浓度之间无显著差异，表明80 ppm已达到消毒饱和效应。L. monocytogenes组内变异性较高，可能与新鲜果蔬基质的异质性有关。

**3.2 纳米乳化OEO溶液与传统清洗方案的净化效果比较**

**3.2.1 OEO浓度对抗菌效果的影响**

研究人员评估了0.33%、1.66%、5%和10%四种OEO浓度处理5分钟的效果。结果显示抗菌效果呈浓度依赖性：0.33%浓度对