没食子酸辛酯(Octyl Gallate,OG)作为一种兼具抗菌、抗氧化活性的酚类衍生物,在食品保鲜领域具有潜在应用价值,但其水溶性差、理化稳定性低等问题限制了其在食品工业中的应用。同时,传统食品杀菌技术(如热杀菌、高压处理等)普遍存在能耗高、易破坏食品感官与营养品质的问题,开发安全高效的新型食品保鲜技术成为行业迫切需求。
近日,沈阳药科大学功能食品与葡萄酒学院赵旭副教授团队在国际食品微生物领域TOP期刊《International Journal of Food Microbiology》(中科院1区,IF=5.2)上发表了题为《Antimicrobial activity of octyl gallate nanoemulsion combined with photodynamic technology and its effect on food preservation》的研究论文。该研究通过纳米乳技术改善没食子酸辛酯的应用缺陷,结合光动力技术构建新型抗菌体系,系统探究了其抗菌机制及在鲈鱼、荔枝等易腐食品保鲜中的实际效果。

当前食品工业中,食源性致病菌污染及食品贮藏期短是两大核心难题。光动力灭活技术(Photodynamic Inactivation,PDI)因安全、低能耗、不破坏食品感官特性等优势被广泛关注。没食子酸辛酯作为新型光敏剂,虽已展现出一定抗菌潜力,但其溶解性与稳定性问题导致其作为光敏剂在光动力抗菌应用中受限。本研究主要完成了三个方面的研究内容:1、纳米乳提升光敏剂应用性能:研究以桉叶油为油相、吐温80为乳化剂成功制备没食子酸辛酯纳米乳(OG-NE),解决了没食子酸辛酯水溶性差的问题,为其在食品中的应用奠定了基础。该纳米乳粒径均一、分散性良好,且在5-65 ℃温度范围及酸性条件(pH 3-5)下稳定性优异。2、光动力协同机制强化抗菌效能:通过单线态氧(1O2)检测、活性氧(ROS)定量及细胞膜通透性实验,明确OG-NE结合光动力技术的抗菌机制。研究发现,在420 nm蓝光照射下,OG-NE产生1O2的效率显著提升,同时诱导细菌细胞内ROS大量积累,破坏细胞膜完整性,最终实现对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的高效杀灭。3、食品保鲜实验验证实际应用价值:针对鲈鱼和荔枝两种高经济价值食品,系统评估OG-NE光动力体系的保鲜效果。结果显示,在4 ℃贮藏9天的鲈鱼中,“OG-NE+蓝光”处理组的菌落总数显著降低,且pH值、持水性、TVB-N和TBA等品质指标均保持最优,有效延缓蛋白质降解与脂肪氧化;在室温贮藏7天的荔枝中,该处理组能显著降低失重率,抑制可滴定酸升高与糖含量下降,减少果实霉变。

该研究首次将没食子酸辛酯纳米乳与光动力技术结合,不仅解决了没食子酸辛酯的应用瓶颈,更明确了其对革兰氏阳性菌和阴性菌的广谱抗菌机制,同时在水产品和水果保鲜中验证了实际效果,为食品工业提供了一种低能耗、高安全、抗菌效果优异的新型防腐保鲜策略。
2022级硕士研究生杨名为论文第一作者,赵旭副教授为通讯作者。学院徐慰倬副教授课题组合作完成了抗菌研究部分的工作,沈阳药科大学功能食品与葡萄酒学院为唯一完成单位。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2024.111023