应用笔记 - 磁共振

新型食品防腐剂的NMR结构解析

“……这些结果表明,植物乳杆菌EM的抗菌活性可能带来有前景的可防止真菌腐败和食源性病原体的生物防腐剂的开发成功。”

“……这些结果表明,植物乳杆菌EM的抗菌活性可能带来有前景的可防止真菌腐败和食源性病原体的生物防腐剂的开发成功。”

各种防腐剂的添加是食品生产过程中的关键环节。这降低了食品在运输或储存过程中变质的风险,并保护消费者免受致病菌的潜在污染。

这些抗真菌和抗菌添加剂通常以一系列化合物的形式存在,如苯甲酸钠、苯甲酸、亚硝酸盐、亚硫酸盐、山梨酸钠和山梨酸钾。

由于担心潜在的毒性,消费者越来越希望购买不含化学防腐剂的食品。此外,一些致病和腐败的微生物已对常用的化学防腐剂产生了抗药性。

因此,对天然防腐剂的研究已获得增强。研究人员已经在牛奶和鸡蛋中发现了乳铁蛋白和nisin等抗菌肽,可有效地控制酵母和金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等多种病原菌的感染。

乳酸菌,如植物乳杆菌,最近被证明具有抗真菌和抗菌的特性。迄今为止已鉴定出具有抗真菌活性的代谢物包括环二肽、苯乳酸、蛋白质类化合物和3-羟基脂肪酸。

抗菌活性是由细菌素、环二肽、有机酸、脂肪酸和羧酸提供的。

根据对从韩国传统发酵蔬菜产品——泡菜中分离出的植物乳杆菌的抗菌和抗真菌活性的进一步研究,这种杀菌作用对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有效,且不会因胃酸和胆汁的存在而被削弱。

该项研究中还发现了另一种未知的活性成分。这种新发现的代谢物现在已经被鉴定出来了。

采用固相萃取和高效液相色谱分离纯化后,研究人员用布鲁克 Avance 500 NMR质谱仪对其进行1H和13C核磁共振(NMR)结构鉴定。

结果表明,它实际上是3-羟基-5-十二烯酸,在生理pH下呈稳定状态。其抗菌效果被证明是由于营养细胞表面受到严重损伤而导致细胞聚集的结果,并会在乳酸和乙酸的存在下增强。

研究人员针对其对蜡样芽胞杆菌和熏蒸芽胞杆菌的杀菌和杀真菌效果进行了观察,结果表明以远低于常用化学防腐剂苯甲酸钠所要求的浓度即可达到杀菌效果。

乳酸菌被认为对哺乳动物无害,它天然存在于许多食品中。因此,它们有可能被用作化学防腐剂的天然替代品,以保护食品免受细菌和真菌的污染。

最新研究表明,在食品工业中,植物乳杆菌是一种很有前途的防止细菌和真菌污染的候选菌。

活性化合物的NMR结构解构提供了可用于开发新型防腐剂的信息,这种防腐剂将能够自然保护食品免受真菌腐败和食源性病原体污染。

參考:
Mun SY, et al. Purification and characterization of an antimicrobial compound produced by Lactobacillus plantarum EM showing both antifungal and antibacterial activities. LWT. 2019. DOI: 10.1016/j.lwt.2019.108403.