华中农业大学王鲁峰副教授团队发文:羧甲基淀粉钠与酪蛋白钠对柠檬醛的包封:抗菌活性的表征与评价

羧甲基淀粉钠与酪蛋白钠对柠檬醛的包封：抗菌活性的表征与评价

近日，华中农业大学的研究团队在食品权威期刊《Foods》（IF=5.1）发表题为“Encapsulation of Citral by Sodium Carboxymethyl Starch and Sodium Caseinate: Antibacterial Activity Characterization and Evaluation”的综述性论文。该论文由华中农业大学食品科学技术学院和云南省农业科学院农产品加工研究所联合完成，王鲁峰副教授和李雪瑞研究实习员为该论文的通讯作者。

柠檬醛（CA）是一种脂溶性开链单萜烯醛，由两种顺反异构体组成，即香叶醛和柠檬醛。由于其独特的柑橘香气、显著的生物活性以及强大的抗菌和抗氧化特性，CA在食品保鲜行业中得到了广泛应用。例如，研究证实其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和黄曲霉具有有效的抗菌活性。然而，由于对光和热敏感，CA在多种条件下不稳定，这在很大程度上限制了其广泛应用。生物膜是由被包埋在细胞外聚合物中的微生物细胞群组成的。在适宜条件下，食源性病原体可在食品接触表面形成生物膜。因此，研究香柠对生物膜的抑制作用有助于深入了解其抗菌功效。目前已开发出多种策略来提高其稳定性。例如，微囊化技术——即将活性成分封装在壁材料中，形成纳米、微米甚至毫米级颗粒——便是一种有效的方法。微胶囊能够包裹生物活性化合物，并保护其免受湿度、氧气、光照及其他环境因素的影响。许多抗菌剂存在不稳定和风味改变等缺陷，这可能导致产品中抗菌效果降低或产生异味。微胶囊化技术能够提高物质的稳定性，控制挥发性化合物的释放，并掩盖不良气味，因此适用于开发新型食品防腐剂和保鲜剂。

柠檬醛具有良好的广谱抗菌活性；然而，它容易发生氧化降解或结构变化。为了提高其稳定性和实际应用性，本研究采用羧甲基淀粉钠（CMS）和酪蛋白钠（CS），通过乳化与冻干法制备了载有柠檬醛的微胶囊。随后，我们研究了CMS与CS的质量比对微胶囊的理化性质和微观结构的影响，并系统地评估了载有柠檬醛的微胶囊对典型食源性致病菌和食品相关细菌的抗菌活性及其作用机制。结果表明，当CMS与CS的质量比为3:1时，制备的微胶囊包封效率最高（83.87%）。证实了柠檬醛与壁材料之间的分子相互作用。载有柠檬醛的微胶囊表现出良好的热稳定性，且形态紧凑，呈致密块状。此外，经柠檬醛载药微胶囊处理后，金黄色葡萄球菌的细胞内内容物发生渗漏，细胞膜完整性受损，从而抑制了其正常生理功能，并在高浓度下有效破坏了细菌的聚集。这些发现为今后旨在提高柠檬醛作为抗菌剂的稳定性并增强其实际应用价值的研究提供了宝贵的参考。

由于 hormesis 机制极其复杂，尚无单一机制能充分描述其作用原理。然而，科学家们已成功对若基于对亲水胶体的初步筛选，本研究选取带正电荷的CS与CMS复合，通过冻干法制备了载有CA的微胶囊，其中CA用作核心材料，CMS和CS则构成复合壁材料。随后，本研究系统地表征了所得微胶囊的理化性质和微观结构，并评估了其对典型食源性致病菌和食品相关细菌的抗菌活性。研究结果有望为未来旨在提高柠檬醛作为抗菌剂的稳定性及其实际应用价值的研究提供有价值的参考。