食品營養(yǎng)與安全團隊在光動力殺菌保鮮研究領域取得新成果

發(fā)表時間：2023-12-25

佛山科學技術學院食品營養(yǎng)與安全團隊王敬敬副教授指導的2021級食品加工與安全研究生何甜甜,、胡迪分別在中科院一區(qū)期刊《International Journal of Food Microbiology》（IF=5.9）,、《LWT-Food Science and Technology》（IF=6.0）發(fā)表了題為“Antibacterial efficiency of the curcumin-mediated photodynamic inactivation coupled with L-arginine against Vibrio parahaemolyticus and its application on shrimp”和“Curcumin-loaded emulsions stabilized by the succinylated Antarctic krill proteins: Establishment of photodynamic inactivation to preserve salmon”的光動力殺菌保鮮水產(chǎn)品的最新研究成果。

光動力（PDI）是近年來食品工業(yè)領域新興的一種綠色低碳,、安全有效的殺菌方法，其主要由光源,、光敏劑和氧氣三部分構成,。在光源照射下，光敏劑受光源激發(fā)經(jīng)過系列反應產(chǎn)生了以單線態(tài)氧（¹O₂）為主的活性氧（ROS）,，ROS氧化損傷細胞微結構,、蛋白質(zhì)、核酸,、脂質(zhì)等引起細胞死亡,。目前，天然光敏劑姜黃素（Cur）是廣泛研究和使用的食品級光敏劑,，但是其¹O₂產(chǎn)率較低,。并且，包括¹O₂在內(nèi)的ROS在溶液中的半衰期極短,，往往只能存在μs級時間,，而在細胞和組織中的半衰期更短只能達到ns級水平。在此背景下,，食品營養(yǎng)與安全團隊成功構建了L-精氨酸耦合Cur介導PDI殺菌保鮮的新方法,，并充分證實當Cur結合L-Arg共同處理細菌時，L-Arg通過螯合細胞膜上的金屬離子以及紊亂膜磷脂功能,，破壞了細胞結構,，提高了細胞膜通透性，促進了姜黃素與細胞的相互作用,；在藍色發(fā)光二極管（LED）照射下,，姜黃素介導PDI產(chǎn)生ROS，產(chǎn)生的ROS在L-Arg驅(qū)動下轉(zhuǎn)化為半衰期較長、氧化能力極強的活性氮（RNS）殺菌因子,，高效地殺滅了蝦仁表面的細菌,，有效維持了蝦仁的貯藏品質(zhì)。

為了進一步拓展光動力（PDI）的應用模式和范疇,，食品營養(yǎng)與安全團隊以低附加值的南極磷蝦蛋白為原料對其進行琥珀?；男裕苽淙芙舛雀?、荷載能力強的琥珀?；蠘O磷蝦蛋白（SAKP）。在此基礎上,，成功制備了SAKP高效荷載Cur的蛋白質(zhì)乳液,，開展了PDI介導SAKP-Cur蛋白乳液涂層保鮮三文魚的研究，發(fā)現(xiàn)該PDI系統(tǒng)能有效抑制貯藏過程中三文魚的色澤和pH的變化,，保持了三文魚肌纖維的完整性和SOD酶活性,，減緩了肌肉組織軟化以及蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化降解的程度，有效控制了三文魚水分的流失,。研究成果開辟了新型海洋蛋白質(zhì)資源結合非熱殺菌技術在保鮮水產(chǎn)品質(zhì)量安全領域的應用路徑,。

此外，2023年以來以佛山科學技術學院為通訊單位,、王敬敬副教授為通訊作者聯(lián)合上海海洋大學,、安徽工程大學在中科院一區(qū)TOP期刊《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety》（IF=14.8）（doi: 10.1111/1541-4337.13215）、《Food Chemistry》（IF=8.8）（doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.134388）,、《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（IF=6.1）（doi.org/10.1021/acs.jafc.2c08340）等發(fā)表了系列有關PDI殺菌保鮮,、PDI防控生物被膜、PDI抗菌包裝膜研發(fā)等領域的重要研究成果,，獲得國內(nèi)外同行的廣泛引用和關注,。以上研究得到了“十三五”國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金青年項目,、廣東省自然科學基金面上項目,、廣東省粵佛聯(lián)合基金青年項目、佛山科學技術學院高層次人才啟動項目等支持,。

（食品科學與工程學院）