近日，食品與生物工程學院馬嫄教授課題組在1區TOP期刊Food Bioscience（Q1，IF: 5.2）發表題為“Antibacterial activity of angelica essential oil, its mechanism against Pseudomonas fluorescens, and its application in the preservation of chilled fresh beef”的研究性論文。該文第一作者為研究生袁安琪，通訊作者為馬嫄教授。

熒光假單胞菌（P. fluorescens）是一種革蘭氏陰性細菌，是牛肉貯藏期常見的腐敗菌，可以在冷藏環境中繁殖，從而造成冷鮮牛肉品質的劣變。因此，開發一種安全、有效的抗菌劑來抑制P. fluorescens，以降低食品安全風險并保持冷藏牛肉的質量，已成為牛肉行業的當務之急。

當歸是一種藥用植物，其根和根莖可用于提取當歸精油（AEO）。AEO最主要的活性化學成分是檸檬烯、β-蒎烯、α-蒎烯、α-蒎烯和δ-3-芥子烯。研究發現，從當歸根中提取的精油對金黃色葡萄球菌（S. aureus）、大腸桿菌（E. coli）、綠膿桿菌（P. aeruginosa）和灰色芽孢桿菌（Bacillus grey）具有抗菌活性，但AEO對熒光假單胞菌抗菌機制的研究尚未見報道。

因此，為了更好地了解AEO對 P. fluorescens的抑菌機制，本研究通過最低抑菌濃度（MIC）、最低殺菌濃度（MBC）和細菌生長率研究AEO對P. fluorescens的抗菌活性。采用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察了AEO存在下細胞的形態變化；在研究P. fluorescens細胞壁、細胞膜和生物大分子流出的基礎上，深入探討了AEO對細菌細胞內代謝活動的影響。將AEO應用在牛肉保鮮中，考察了AEO在實際應用中的抗菌效果，為AEO在肉品保鮮中的應用奠定了重要基礎。

研究結論

本研究以當歸精油作為抗菌劑，從細胞和代謝水平上研究當歸精油對熒光假單胞菌的抑菌機制，并評價其在牛肉保鮮中的效果。

研究分析AEO對P.fluorescens的抗菌活性發現，AEO對P. fluorescens 的MIC為12.5 μl/mL，MBC為25 μl/mL，SEM觀察到熒光假單胞菌在2MIC的AEO處理后細胞形態受損嚴重，菌體大量死亡，顯著抑制了細胞生長速率。此外，AEO處理導致AKP酶活性和電導率增加，細胞內核酸和蛋白等大分子合成物質明顯泄露，證明細胞壁和細胞膜的完整性被破壞。

非靶向代謝組學分析表明，與對照組相比，熒光假單胞菌經AEO處理后有78個差異代謝物上調，67個下調。這些差異代謝物主要通過核苷酸代謝、氨基酸代謝、碳水化合物代謝和膜轉運阻礙核酸的合成和表達、引起TCA循環受阻和氨基酸限制、能量代謝紊亂及膜損傷。應用結果表明，AEO能夠減緩牛肉pH和TVB-N的增加，有效抑制微生物生長繁殖，使冷鮮牛肉貨架期延長5.39 d，并且能在較長時間內保持牛肉的感官品質。

這項研究為AEO對熒光假單胞菌的抑制機制提供了新的理論依據，為天然抑菌劑的開發和應用提供理論基礎。

圖文賞析

圖 1 不同濃度的 AEO 對 P. fluorescens抑菌效果的研究

圖 2 P. fluorescens的掃描電鏡：（A）對照組；（B）MIC 組；（C）2MIC 組

圖 3 (A) 差異代謝物火山圖；(B) 差異代謝物聚類熱圖；(C) KEGG 代謝通路層次分類圖；(D) KEGG 通路富集分析氣泡圖

圖 4（A）嘌呤代謝相關途徑、（B）碳水化合物代謝相關途徑和（C）氨基酸代謝相關途徑；（D）膜轉運

圖5 AEO 復合膜對（A）冷藏牛肉 pH 值、（B）TVB-N 和（C）感官評分的影響；（D）和（E）菌落總數的 Gompertz 模型

注：**p ≤ 0.01; ***p ≤ 0.001 vs AEO 組

作者簡介：

袁安琪，西華大學2020級農業專業碩士研究生。主要研究方向是農產品貯藏與精深加工。以第一作者發表SCI論文1篇（中科院1區），參與發表SCI論文4篇，中文核期刊論文2篇。獲西華大學研究生創新基金1項，研究生二等學業獎學金2次。

指導老師簡介：

馬嫄，教授，碩士生導師，四川省“課程思政”示范專業（本科、碩士）負責人，四川省線上線下混合式一流課程負責人，西華大學教學名師。主要研究方向為農產品加工及貯藏工程。獲中國輕工業聯合會科學技術獎一等獎、中國糧油學會科學技術獎三等獎、成都市科技進步獎三等獎各1項。授權國家發明專利13項，參與制定標準1項，發表論文50余篇