近日，食品与生物工程学院马嫄教授课题组在1区TOP期刊Food Bioscience（Q1，IF: 5.2）发表题为“Antibacterial activity of angelica essential oil, its mechanism against Pseudomonas fluorescens, and its application in the preservation of chilled fresh beef”的研究性论文。该文第一作者为研究生袁安琪，通讯作者为马嫄教授。
荧光假单胞菌（P. fluorescens）是一种革兰氏阴性细菌，是牛肉贮藏期常见的腐败菌，可以在冷藏环境中繁殖，从而造成冷鲜牛肉品质的劣变。因此，开发一种安全、有效的抗菌剂来抑制P. fluorescens，以降低食品安全风险并保持冷藏牛肉的质量，已成为牛肉行业的当务之急。
当归是一种药用植物，其根和根茎可用于提取当归精油（AEO）。AEO最主要的活性化学成分是柠檬烯、β-蒎烯、α-蒎烯、α-蒎烯和δ-3-芥子烯。研究发现，从当归根中提取的精油对金黄色葡萄球菌（S. aureus）、大肠杆菌（E. coli）、绿脓杆菌（P. aeruginosa）和灰色芽孢杆菌（Bacillus grey）具有抗菌活性，但AEO对荧光假单胞菌抗菌机制的研究尚未见报道。
因此，为了更好地了解AEO对 P. fluorescens的抑菌机制，本研究通过最低抑菌浓度（MIC）、最低杀菌浓度（MBC）和细菌生长率研究AEO对P. fluorescens的抗菌活性。采用扫描电子显微镜（SEM）观察了AEO存在下细胞的形态变化；在研究P. fluorescens细胞壁、细胞膜和生物大分子流出的基础上，深入探讨了AEO对细菌细胞内代谢活动的影响。将AEO应用在牛肉保鲜中，考察了AEO在实际应用中的抗菌效果，为AEO在肉品保鲜中的应用奠定了重要基础。
研究结论
本研究以当归精油作为抗菌剂，从细胞和代谢水平上研究当归精油对荧光假单胞菌的抑菌机制，并评价其在牛肉保鲜中的效果。
研究分析AEO对P.fluorescens的抗菌活性发现，AEO对P. fluorescens 的MIC为12.5 μl/mL，MBC为25 μl/mL，SEM观察到荧光假单胞菌在2MIC的AEO处理后细胞形态受损严重，菌体大量死亡，显著抑制了细胞生长速率。此外，AEO处理导致AKP酶活性和电导率增加，细胞内核酸和蛋白等大分子合成物质明显泄露，证明细胞壁和细胞膜的完整性被破坏。
非靶向代谢组学分析表明，与对照组相比，荧光假单胞菌经AEO处理后有78个差异代谢物上调，67个下调。这些差异代谢物主要通过核苷酸代谢、氨基酸代谢、碳水化合物代谢和膜转运阻碍核酸的合成和表达、引起TCA循环受阻和氨基酸限制、能量代谢紊乱及膜损伤。应用结果表明，AEO能够减缓牛肉pH和TVB-N的增加，有效抑制微生物生长繁殖，使冷鲜牛肉货架期延长5.39 d，并且能在较长时间内保持牛肉的感官品质。
这项研究为AEO对荧光假单胞菌的抑制机制提供了新的理论依据，为天然抑菌剂的开发和应用提供理论基础。
图文赏析
图 1 不同浓度的 AEO 对 P. fluorescens抑菌效果的研究
图 2 P. fluorescens的扫描电镜：（A）对照组；（B）MIC 组；（C）2MIC 组
图 3 (A) 差异代谢物火山图；(B) 差异代谢物聚类热图；(C) KEGG 代谢通路层次分类图；(D) KEGG 通路富集分析气泡图
图 4（A）嘌呤代谢相关途径、（B）碳水化合物代谢相关途径和（C）氨基酸代谢相关途径；（D）膜转运
图5 AEO 复合膜对（A）冷藏牛肉 pH 值、（B）TVB-N 和（C）感官评分的影响；（D）和（E）菌落总数的 Gompertz 模型
注：**p ≤ 0.01; ***p ≤ 0.001 vs AEO 组
作者简介：
袁安琪，西华大学2020级农业专业硕士研究生。主要研究方向是农产品贮藏与精深加工。以第一作者发表SCI论文1篇（中科院1区），参与发表SCI论文4篇，中文核期刊论文2篇。获西华大学研究生创新基金1项，研究生二等学业奖学金2次。
马嫄，教授，硕士生导师，四川省“课程思政”示范专业（本科、硕士）负责人，四川省线上线下混合式一流课程负责人，西华大学教学名师。主要研究方向为农产品加工及贮藏工程。获中国轻工业联合会科学技术奖一等奖、中国粮油学会科学技术奖三等奖、成都市科技进步奖三等奖各1项。授权国家发明专利13项，参与制定标准1项，发表论文50余篇
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