近日，中國熱帶農業科學院加工研究所食品加工研究室團隊在ε-聚賴氨酸聯合姜黃素對大腸桿菌的光動力滅活機制研究取得新進展。該團隊研發了以ε-聚賴氨酸（ε-PL）與姜黃素（Cur）聯用為介導的光動力對大腸桿菌的協同殺菌技術，并揭示了其殺菌機制，為新型非熱殺菌技術在食品安全方面的控制提供了新的思路與參考。相關研究成果發表于《輕工食品科學與技術》（LWT-Food Science and Technology）。
致病性大腸桿菌對食品的質量安全造成重大威脅，高溫殺菌技術雖能有效控制微生物，但對食品品質維持往往會造成負面影響，因此開發非熱殺菌技術是當前技術研發的熱點方向。光動力技術（Photodynamic technology，PDT）作為一種新型非熱殺菌技術，因其操作簡便、安全可靠、綠色環保、成本低等特點而受到多領域學者的廣泛關注。如何開發殺菌效果強的光敏劑以及揭示其殺菌機制是其走向產業化需要解決的基礎科學問題。
該研究通過ε-聚賴氨酸與姜黃素的不同組合方式，表征其在光動力驅動下對大腸桿菌的殺滅效果，結合細胞攝入水平、活性氧（ROS）生成、細菌細胞膜變化、微觀形態變化等分析，解析了ε-聚賴氨酸與姜黃素聯用為介導的光動力協同殺菌的關鍵作用靶點和作用方式。
結果表明，ε-聚賴氨酸可顯著增強姜黃素的光動力殺菌效果，尤其在藍光照射下，其殺菌效果隨光照時間延長更為顯著。利用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察發現，(Cur&ε-PL)-LED處理組對細胞形態和超微結構造成了最嚴重的破壞，ε-PL增強了目標細胞與光敏劑之間的相互作用，從而在藍光照射下觸發了細胞內大量ROS的產生。
通過氧化損傷、膜電位去極化及膜成分化學鍵變化實現多級殺菌效應，闡釋了ε-PL增強對大腸桿菌細胞協同殺菌效應的關鍵原因。研究構建了一種 ε-PL強化姜黃素介導的 PDT 新系統，為食品安全領域提供了一種新型高效的抗菌策略，有望在保障食品微生物安全方面發揮重要作用。
該研究依托農業農村部熱帶作物產品加工重點實驗室，得到了國家重點研發計劃項目課題等項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.lwt.2025.117665