基于Citespace的光动力杀菌技术研究进展可视化分析

为及时了解国内外对光动力杀菌的研究现状、热点和发展趋势,为相关研究领域的研究者提供参考,本文采用文献计量学方法对Web of Science核心数据库中收录的2002~2022年光动力杀菌相关研究文献进行统计分析。同时,结合可视化分析软件Citespace对不同国家和地区、机构、作者等进行分析,并对光动力杀菌研究的关键词进行聚类分析和突现分析。通过分析可知,在食品领域,光动力灭菌技术的研究方向主要包括光敏剂的选择和改造、光源的选择和优化以及延长食品货架期等;此外,光动力联合其他冷灭菌技术增强灭菌效果也将成为未来光动力在食品领域的一个研究趋势。

姜黄素介导的光动力杀菌对产气荚膜梭菌的作用机制

为实现非热技术对食源性致病菌产气荚膜梭菌的控制,本文以姜黄素为光敏剂,探究姜黄素对产气荚膜梭菌的作用机制。首先研究了不同姜黄素浓度对产气荚膜梭菌的杀菌效果,随后利用电子显微镜观察姜黄素处理后细胞形态,利用激光共聚焦显微镜和胞外大分子的泄漏分析细胞膜的完整性,通过测定细胞内ROS含量分析姜黄素对产气荚膜梭菌的氧化损伤。结果表明,姜黄素介导的光动力杀菌对产气荚膜梭菌具有显著(P<0.05)的杀菌效果,当姜黄素浓度为20μmol/L,作用10 min时,产气荚膜梭菌被完全杀死。姜黄素通过产生具有细胞毒性的活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)导致DNA和蛋白质等大分子受损,最后细胞膜破裂,内容物溶出进而导致细胞裂解死亡。本研究为低温肉制品中光动力杀菌技术的开发提供理论基础。

叶绿素镁钠盐对液态食品中Staphylococcus aureus的光动力杀菌研究

以叶绿素镁钠盐为光敏剂,研究了其对几种液体食品中金黄色葡萄球菌的光动力杀菌效果。结果表明,叶绿素镁钠盐对几种液态食品中的金黄色葡萄球菌具有很强的杀菌效果,其中以10-5mol/L的叶绿素镁钠盐杀菌效果最佳,10 min金黄色葡萄球菌减少了4.5个对数;随着光照时间的延长,液态食品中的金黄色葡萄球菌的致死率明显增加,特别是在起始10 min内;一般透光性好的食品包装材料对液态食品中金黄色葡萄球菌光动力杀菌效率没有影响,但液态食品的pH对其杀菌效率有一定的影响。对于不同的液态食品,在澄清或酸性的食品中叶绿色镁钠盐的光动力杀菌效果较好,但当食品中含固体颗粒或较浑浊时,其杀菌效率显著降低。

光敏剂介导光动力杀菌在食品中应用的研究进展

食品的微生物污染是消费者、监管机构和食品工业目前需解决的主要问题。随着生活质量的提高,消费者对食品的感官和营养品质的需求促使食品加工商采用不影响食品品质的杀菌技术。光敏剂介导光动力杀菌是利用光照激发光敏剂,其激发态可以通过第一类氢原子提取或电子转移反应,或者通过第二类能量转移到基态分子氧(^(3)Σ^(-)_(g))形成单线态氧(^(1)Δ_(g))而与其周围环境有效地相互作用,其产生的活性物质(自由基和活性氧)将导致细菌细胞的氧化损伤和死亡。通过选取和使用适合的光敏剂和光照条件,光动力杀菌技术可以在不影响营养和感官特性的情况下有效杀灭微生物,保证食品安全。该综述介绍了光敏剂介导光动力杀菌技术的原理和影响食品中杀菌效果的因素,并比较了其与其他杀菌技术之间的优缺点。在此基础上,整理了由不同光敏剂介导的光动力杀菌技术在食品中的研究和应用,并对光动力杀菌技术进行了展望。

光动力杀菌机制及在食品应用中的优势与不足

有害微生物是引起食品安全问题的重要原因之一。广谱抗生素的使用虽然有效地抑制了有害微生物,但耐药性导致其无法得到有效控制,这加重了食品安全隐患,同时造成更严重的经济损失。因此,迫切需要开发其它替代杀菌技术,这也是保护食品安全的重要挑战。光动力杀菌技术是通过光激发光敏剂后,产生的活性氧物质破坏致病菌的形态结构、细胞膜、核酸和蛋白质等,同时触发多种细菌难以抵消的死亡机制,此机制不易造成细菌耐受性。光动力杀菌技术杀菌效果佳,但此杀菌技术对食品营养成分及品质的影响关注较少,限制了其在食品领域中的推广和应用。本文系统综述了光动力杀菌技术的杀菌机制及影响因素,并且介绍了光动力杀菌在食品中的研究应用,就杀菌技术在食品应用中的优势和不足提出新见解,以期为我国光动力杀菌技术的工业化应用提供参考。

pH可逆激活型不对称菁光敏剂的光动力杀菌活性

研究了一种pH可逆激活型不对称菁(Acy)的光动力杀菌性能。结果表明,Acy在细菌所处弱酸性微环境和808 nm激光照射下可特异性激活产生单线态氧,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均展现出了很好的光动力杀菌效果,而在正常体液条件下无明显的抗菌作用。这种可特异性激活的光动力特性使得Acy避免了传统光敏剂因缺乏细菌特应性而产生的非特异性损伤,在细菌感染的特异性治疗方面展现出了良好的应用前景。

光动力技术对副溶血性弧菌的灭活作用

该文探究了姜黄素介导的光动力技术(photodynamic technology,PDT)协同柠檬酸处理对副溶血性弧菌的灭活效果和机理。通过平板菌落计数法测定光动力技术对副溶血性弧菌的灭活效果、扫描电镜观察细菌形态变化,酶标仪检测PDT处理后菌体活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平以及过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、腺苷三磷酸酶(adenosine triphosphatase,ATPase)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)的活性变化,琼脂糖凝胶电泳分析基因损伤程度。结果表明,PDT杀菌效果随姜黄素浓度增加、光照时间延长和柠檬酸(0.5 mg/mL)的添加而显著增强(在最高浓度姜黄素条件下P<0.05)。当姜黄素浓度为2μmol/L,柠檬酸质量浓度为0.5 mg/mL,光照2 min后,PBS中的副溶血性弧菌菌落总数从7.43 lg CFU/mL降至0。光敏剂姜黄素被蓝光激活后通过电子转移和能量转移产生具有强氧化性的ROS,菌体内ROS水平不断升高,胞内抗氧化酶(CAT、SOD)活性下降,ATPase活性下降,上清液中AKP活性上升,细菌发生严重形变甚至趋向于扁平,DNA条带变暗甚至消失,最终导致细胞死亡。综上,姜黄素介导的PDT对副溶血性弧菌有较强的杀灭作用,添加柠檬酸显著加强杀菌效果,为PDT在水产食品安全防控领域的推广应用提供了参考。

姜黄素介导的光动力冷杀菌技术在食品中的研究进展

姜黄素介导的光动力冷杀菌技术是食品工业中新型杀菌技术之一,由于其高效,安全且能保持食品品质及感官特性,因此在未来食品杀菌领域具有广阔的应用前景。该文介绍了姜黄素介导光动力冷杀菌技术的杀菌机理和影响食品杀菌效果的因素,并与其他冷杀菌技术进行比较。在此基础上,总结了姜黄素介导的光动力冷杀菌技术在食品杀菌中的研究进展,并对其未来应用前景进行了展望。

AFM观察血啉甲醚对大肠杆菌光动力杀伤作用

目的探讨血啉甲醚(HME)对大肠杆菌的光动力杀伤作用及机制。方法通过失活率观察HMME对大肠杆菌的杀伤效果,原子力显微镜(AFM)观察大肠杆菌光动力作用前、后形貌的变化。结果 HMME在光照条件下,浓度在150μg/mL时,大肠杆菌失活率达到99.9%。大肠杆菌经150μg/mL HMME光照30 min后,已有细胞发生严重变形,菌体产生凹陷并且表面粗糙,没有发生内容物泄漏。结论 HMME在光照条件下,低浓度时对革兰阴性菌大肠杆菌光动力杀伤效果不明显,高浓度时杀伤作用明显。HMME对大肠杆菌的光动力杀菌机制可能是选择性的攻击细菌细胞细胞壁和细胞膜,导致膜损伤、脂质过氧化、细胞壁上蛋白质变性。

化学与生物法制备乳糖酯及其在食品应用中的研究进展

糖酯是一类非离子型生物表面活性剂,相较于传统表面活性剂,其具有良好的乳化性、抗菌能力及生物可降解性,被广泛应用于食品、化妆品和医药等领域。相较于目前研究最广的蔗糖酯,乳糖酯(lactose esters,LEs)表现出更为优异的物化与生物学性质,具有广阔应用前景。本文综述近年来化学与生物法制备LEs的研究进展,以及LEs作为食品添加剂在产品乳化和抑菌防腐等方面的应用情况;并总结其在微生物动力学失活和光动力治疗等领域的研究和应用潜力,同时指出LEs制备与拓展应用中存在的问题与发展前景,以期为LEs的深度开发和研究提供借鉴。