新型喷雾抗菌配方问世，保障新鲜农产品微生物安全

微生物对新鲜农产品的污染和交叉污染贯穿整个供应链，美国2014-2022 年约22%的细菌性食源性疾病爆发由食品交叉污染导致。当前食品行业常用的清洁消毒方法缺乏持久抑制微生物污染的能力，且现有抗菌涂层使用的聚合物粘合剂并非食品级，还存在应用受限和成本高的问题。

在此背景下，该研究旨在开发食品级抗菌涂层配方。研究选用疏水酿酒酵母菌株 S. cerevisiae UCD580，以聚丙烯（PP）为模型底物，添加非离子表面活性剂 Tween 20 增强酵母细胞制剂在 PP 表面的铺展性。

图 1：展示了疏水酵母细胞（hYC）和非疏水酵母细胞（nhYC）在表面疏水性、氯负载能力及活性氯储存稳定性上的差异。

研究人员对疏水酵母细胞（hYC）和相对疏水性较低的酵母细胞（nhYC）进行了全面表征。hYC 的细胞表面疏水性显著高于 nhYC，且 hYC 的氯负载能力更强，在与 NaOCl 溶液孵育 1 小时内，每10⁸个 hYC 细胞可结合约 4.80±0.15 μmol 活性氯，而 nhYC 为 4.07±0.13 μmol。此外，两种细胞结合的氯在 4℃储存 4 周内，活性氯含量无显著下降。

图 2：呈现了喷涂 nhYC@Cl 和 hYC@Cl 的 PP 表面的光学图像、活性氯含量、储存稳定性及 SEM 图像特征。

通过喷涂法将氯化后的 hYC（hYC@Cl）和 nhYC（nhYC@Cl）沉积在 PP 表面后发现，二者在 PP 表面分布均匀，且喷涂法能使 nhYC@Cl 和 hYC@Cl 悬浮液在 PP 表面沉积等量活性氯。在 22℃储存 4 周后，PP@nhYC@Cl 和 PP@hYC@Cl 表面仍分别有 8.7% 和 11.7% 的活性氯。

图 3：对比了 PP@nhYC@Cl 和 PP@hYC@Cl 对大肠杆菌 O157:H7 和无害李斯特菌的抗菌活性随时间的变化。

PP@hYC@Cl 和 PP@nhYC@Cl 对大肠杆菌 O157:H7 和无害李斯特菌均表现出强大的抗菌活性，接触 5 分钟内可实现 5 个对数级的减少，且 PP@hYC@Cl 在高有机物含量下仍能保持抗菌活性。在机械抗性测试中，PP@hYC@Cl 在干磨 30 个循环（480 次单通道）后，活性氯含量和抗菌活性均显著优于 PP@nhYC@Cl。

图 4：体现了 PP@nhYC@Cl 和 PP@hYC@Cl 在干磨不同循环后的活性氯含量和对大肠杆菌 O157:H7 抗菌活性的变化。

模拟交叉污染测试表明，PP@hYC@Cl 能有效防止菠菜叶表面的细菌交叉污染，接触后未在新鲜菠菜叶上检测到大肠杆菌 O157:H7 细胞，同时该涂层还具有强自清洁活性。

图 5：说明了 PP@hYC@Cl 防止菠菜叶表面大肠杆菌 O157:H7 交叉污染的实验流程及各接触阶段细菌数量情况。

这种新型抗菌配方可直接喷涂在现有食品接触表面，且基于 hYC 的疏水性，能在 PP 表面持久存在，机械抗性强，不失抗菌性能。不过，研究人员指出，未来还需进一步评估单菌株和多菌株酿酒酵母培养物对配方疏水性和机械稳定性的影响，并探索如冷冻干燥或喷雾干燥等策略，以增强配方的稳定性和可行性。

参考文献：Kim Y, Doh H, Nitin N. Development of a sprayable antimicrobial formulation using hydrophobic yeast for one-step deposition on plastic surfaces and prevention of bacterial cross-contamination of baby spinach[J]. Postharvest Biology and Technology, 2025, 228: 113633.