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新型複合抗菌膜可以消除食源性疾病

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2020/01/22
用病原菌接種生牛肉(在此處顯示)、生雞胸肉和即食火雞胸肉,然後用複合抗菌膜真空包裝,密封並放在冷藏庫中。複合抗菌膜大大減少了生肌肉和即食肌肉食品,經實驗接種的表面上的食源性病原體。 圖片來源:賓州大學

賓州大學醫學院的研究人員,開發了一種可以減少食源性疾病爆發的新型複合薄膜。該膜是透過將抗菌層粘合到通常用於真空包裝肉和魚,等食品的傳統透明聚乙烯塑膠上而製成的。

薄膜的抗菌襯裡由在發酵過程中,由澱粉糖漿製得的支鏈澱粉基生物聚合物組成,該產品已被批准用於食品中。支鏈澱粉,一種水溶性「多醣」,本質上是由糖、甘油和纖維素分子連接在一起的鏈。為了殺死沙門氏菌、李斯特菌和致病性大腸桿菌等病原體,研究人員向支鏈澱粉中注入了精氨酸月桂酸酯 (Lauric arginate),精氨酸是由天然物質製成的,已被批准用於食品中。

根據美國疾病控制和預防中心的數據,複合抗菌膜的開發非常重要,因為僅在美國,每年就發生7600萬例食源性疾病,導致300,000例住院和5,000例死亡。考慮到該問題和該發現的商業潛力,賓州大學已申請了複合抗菌膜的臨時專利。

食品科學教授凱瑟琳·庫特解釋說,支鏈澱粉薄膜減緩了抗菌劑的釋放,並以可預見的速度釋放,以提供持續的殺菌作用。她補充說,這種抗菌劑不會被浸入薄膜中,而是會從肉類等食品的表面上溢出或蒸發。

庫特指出,精氨酸月桂酸酯被選作抗菌劑,是因為它是一種出色的廣譜抗菌化合物,被證明對殺死和限制,引起食源性疾病的病原體的生長非常有效。

她說:「Lauric arginate是一種安全、完全無毒的成分。 它透過化學和代謝途徑在人體中水解,迅速分解為天然成分-月桂酸和L-精氨酸。」

庫特說:「負責這項最新研究的埃及貝尼蘇埃夫大學訪問副教授阿卜杜拉希姆·哈桑,設計了一種將支鏈澱粉基抗菌層,融合到聚乙烯塑料上的程序,從而使這種新型複合材料得以誕生。他修改了支鏈澱粉的配方並改變了塑膠的疏水性。這些步驟很重要,因為聚乙烯可以排斥一切-不會粘附任何東西。」

在安定Lauric arginate之前,研究人員對摻入抗菌層的其他食品級抗菌素(如百里香酚和乳鏈菌肽),進行了實驗。

哈桑說:「含有乳鏈菌肽的膜是無效的;百里香酚破壞了一些病原體,但沒有破壞其他病原體;精氨酸月桂酸酯抑制了四種細菌的生長。」

基於這些初步結果,志賀毒素生產大腸桿菌、沙門氏菌屬。將李斯特菌,單核細胞增生李斯特菌和金黃色葡萄球菌,透過實驗接種到生牛肉、生雞胸肉和速食火雞胸肉上,用複合抗菌膜真空包裝,密封並在冷藏庫中放置最多28天。

120日發表在《國際食品微生物學雜誌》上的研究結果中,哈桑和庫特報告說,冷藏後,含有精氨酸的月桂酸酯的複合抗菌膜,可大大減少經實驗接種的生肌肉和即食肌肉食品表面上的食源性病原體。

庫特認為,這項研究的結果將引起包裝和肌肉食品行業,以及尋求減少食品供應中病原體的監管機構感興趣。儘管不久前人們認為生物聚合物可以完全替代食品包裝中的塑膠原料,但庫特認為仍然需要抗菌膜的複合性質。

她說:「聚乙烯表現出許多理想的性能,例如強度、透明度、透氣性和耐水性。新型複合膜可以為我們提供抗菌性能,同時提供行業仍在尋找的聚乙烯的強度,和所有其他理想的性能。」

 庫特實驗室的未來研究,將評估複合抗菌膜如何影響食品的保鮮期,並調查消費者對這種新型膜的看法和接受程度。