柳志杰教授團隊在LWT上發(fā)表生物防腐研究成果
近日，湖北工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與健康工程學(xué)院柳志杰教授團隊在《LWT-Food Science and Technology》在線發(fā)表了題為“A study of antibacterial activity and mechanism of potassium cinnamate intended as a natural preservative”（肉桂酸鉀作為天然防腐劑的抗菌活性及機理研究）的研究論文（原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.117237）。研究生楊勝平為第一作者，華東理工大學(xué)和湖北聚匯農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司為論文合作單位。
該研究通過掃描電子顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、膜電位分析及RNA測序（RNA-Seq），系統(tǒng)探討了肉桂酸鉀對常見食源性致病菌的抑菌活性及作用機制。研究從細胞結(jié)構(gòu)到分子水平全面解析了肉桂酸鉀如何通過破壞細菌生物膜結(jié)構(gòu)、影響細胞膜完整性及代謝通路，實現(xiàn)高效抑菌，并評估其生物安全性。
食源性致病菌是引發(fā)食品污染的重要原因，但現(xiàn)有抗菌劑在應(yīng)對其危害方面仍面臨技術(shù)和應(yīng)用上的瓶頸。該研究對肉桂酸鉀的抗菌活性進行了深入探討，揭示其通過抑制細菌生物膜形成、增加細胞內(nèi)活性氧水平、破壞細胞膜完整性等多種機制顯著干擾細菌代謝，最終導(dǎo)致細胞內(nèi)容物滲漏和死亡。RNA-Seq分析進一步表明，蠟樣芽孢桿菌經(jīng)肉桂酸鉀處理后，其膜和質(zhì)膜相關(guān)基因在GO功能分類中顯著富集；而KEGG注釋分析表明，與群體感應(yīng)、能量代謝及氨基酸合成相關(guān)的基因顯著下調(diào)。此外，溶血和細胞毒性實驗表明，肉桂酸鉀在有效濃度下表現(xiàn)出良好的生物安全性。
該研究深入解析了肉桂酸鉀的抗菌機制與安全性（圖1），闡明其通過破壞細胞結(jié)構(gòu)和調(diào)控代謝活動，實現(xiàn)了顯著的抑菌效果。同時，研究系統(tǒng)評估了其作為天然防腐劑的實際應(yīng)用潛力，為開發(fā)基于天然活性物質(zhì)的新型防腐技術(shù)提供了堅實的科學(xué)基礎(chǔ)和重要的理論支持。
圖1揭示肉桂酸鉀的作用機制：形態(tài)學(xué)、基因組學(xué)及安全性評估綜合圖
柳志杰教授是食品生物技術(shù)、合成生物學(xué)和代謝工程專家。柳教授在Bioresource Technology、Food Chemistry、LWT-Food Science and Technology、Journal of Agricultural and Food Chemistry和Biochemical Engineering Journal等期刊發(fā)表論文四十余篇，擁有專利三項，擔(dān)任Journal of agricultural and food chemistry、Food bioscience、Process Biochemistry和Enzyme and microbial technology等期刊審稿人。
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