抗菌肽在食品包装中应用与挑战
抗菌肽在食品包装中应用与挑战
抗菌肽(APs)在自然界中分布广泛,它们由昆虫、植物、两栖动物、鱼类、哺乳动物和细菌产生。其中动物、植物和细菌来源的APs占93.9%。
食品中微生物的污染是由多种微生物引起的,使用防腐剂是抑制食品中微生物生长的经典方法,但现有类型的防腐剂抗菌广谱性差。此外,化学添加剂可能对人体健康有害。APs作为一种替代化学防腐剂的解决方案出现,并具有广谱、可用于针对许多细菌和真菌物种、避免化学添加剂的毒性和抗生素耐药性等优点。此外,与低分子量化合物相比,APs具有可被酶降解的特性。
APs通过不同的策略被用于食品包装,包括主动和智能包装。使用智能包装技术的尝试还处于起步阶段,其中APs用于主动包装是最受关注的。主动包装是控制包装中气体成分(主要是二氧化碳、氧气和氮气)的重要技术,并使用抗菌薄膜来防止微生物污染。主动包装使食品能够在不添加化学添加剂的情况下进行最低限度的加工,旨在满足消费者获取“新鲜食品”的需求。
直接将APs添加到食物基质中可能会由于其与食物化合物的反应而导致活性损失。目前常用的是通过“固定化”方法将APs与其他化合物以“三明治形式”在逐层涂层中结合。通过固定化方法,保持在“三明治”中的肽被缓慢释放,这避免了APs与食物的直接接触以及抗菌肽的活性损失。研究表明,基于乳酸链球菌肽的抗菌膜在生理条件下可稳定长达14天,并能有效减少食源性病原体。
虽然Aps在食品包装中具有重大前景。但生产、提取和纯化是APs加工的主要挑战。目前的技术使APs能够从其天然生物体中提取或化学合成。然而,使用化学合成时,效率低和副产物量大是主要问题,而天然提取过程中提取、分离和纯化的复杂性具有挑战性,且成本高昂。在微生物体内合成APs的方法解决了成本高昂的问题,但APs对宿主细胞的毒性、体内折叠和蛋白酶切割仍然是有效生产APs的障碍,这些问题都亟待解决。
参考文献:
[1] Xu K, Zhao X, Tan Y, et al. A systematical review on antimicrobial peptides and their food applications. Biomater Adv. 2023;155:213684. doi:10.1016/j.bioadv.2023.213684
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