《Scientific Reports》:Investigating the chemical composition and antifungal effect of Cinnamomum cassia essential oil against Saccharomyces cerevisiae and Acremonium sp
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为解决水果产品真菌污染问题,研究人员开展肉桂精油(CCEO)抗酿酒酵母和支顶孢属真菌研究,发现 CCEO 具强杀菌活性,有望作天然杀菌剂。
肉桂精油在水果保鲜领域的研究进展
在水果的世界里,一场 “看不见的战争” 时刻都在上演。水果采摘后,就像失去了保护伞的珍宝,极易受到各种病菌的侵害。植物致病真菌和食源性真菌会引发各类采后病害,不仅让农产品大量损失,还威胁着动物和人类的健康。就拿美味的橙子来说,全球橙子汁产量在 2023 年达到了 150 万吨,巴西、墨西哥、美国和欧盟都是主要产地。但橙子汁制造商们却面临着微生物污染的难题,一些微生物能在巴氏杀菌后存活并继续生长,导致橙子汁营养流失、品质下降,造成巨大的经济损失。
在众多捣乱的微生物中,酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和支顶孢属(Acremonium sp)真菌格外 “嚣张”。酿酒酵母是橙子汁中常见的腐败酵母,它会把橙子汁里的糖发酵成二氧化碳和乙醇,破坏橙子汁的口感和品质。支顶孢属真菌则会在橙子收获前引起白色棉状腐烂,影响橙子的感官和营养品质。为了守护水果产品的品质,减少化学杀菌剂的危害,研究人员踏上了寻找天然替代品的征程。
来自阿尔及利亚、土耳其、俄罗斯等多个国家科研机构的研究人员,将目光投向了肉桂精油(Cinnamomum cassia essential oil,CCEO)。他们想知道,这种从热带药用和芳香植物肉桂中提取的精油,能否成为对抗酿酒酵母和支顶孢属真菌的有力武器。这项研究成果发表在了《Scientific Reports》上,为水果保鲜领域带来了新的希望。
研究人员在这次研究中使用了多种关键技术方法。首先,采用水蒸馏法从肉桂树皮中提取 CCEO,通过这种方法能获取到具有生物活性的精油成分。接着,运用气相色谱 - 质谱联用技术(GC - MS)对 CCEO 的化学成分进行分析,就像给 CCEO 做了一次 “成分体检”,精确地识别出其中的各种化合物。在测试 CCEO 的抗真菌活性时,使用了纸片扩散琼脂法、微量稀释法来测定最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MFC),这些方法能准确评估 CCEO 对真菌的抑制和杀灭能力。
下面来看看具体的研究结果:
CCEO 的提取及成分分析 :通过水蒸馏法从肉桂树皮中提取 CCEO,其提取率为 2.8%,相对较高。利用 GC - MS 分析发现,CCEO 含有 25 种化合物,主要成分是(E) - 肉桂醛(37.72%),还有 δ - 杜松烯(5.02%)、α - 古巴烯(4.23%)等。这些化合物主要属于芳香有机化合物和倍半萜类。
CCEO 的抗真菌活性 :研究人员从天然橙子汁中分离出酿酒酵母和支顶孢属真菌,然后用纸片扩散法测试 CCEO 对它们的抑制作用。结果显示,CCEO 对两种真菌都有显著的抗真菌活性,抑制圈直径在酿酒酵母中为 51 - 80mm,在支顶孢属真菌中为 75 - 90mm。而且,随着 CCEO 浓度的增加,抑制圈直径也增大,呈现出剂量依赖效应。
MIC 和 MFC 的测定 :采用微量稀释法测定 MIC 和 MFC,结果发现,CCEO 对酿酒酵母的 MIC = MFC = 6.25%,对支顶孢属真菌的 MIC = MFC = 3.125%。这表明 CCEO 在单一浓度下对两种真菌都具有抑制和杀菌作用。
在研究结论和讨论部分,研究人员发现 CCEO 对酿酒酵母和支顶孢属真菌表现出强大的杀菌活性,这意味着它有潜力作为一种天然杀菌剂,用于控制橙子作物和橙子汁中的病害。CCEO 的抗真菌效果可能得益于其多种化合物的协同作用,尤其是主要成分(E) - 肉桂醛。不过,CCEO 杀菌作用的具体机制还不太清楚,需要更多的体内研究来深入了解其中所有化合物单独和组合的作用机制。
总的来说,这项研究为水果保鲜提供了新的思路和方法。CCEO 作为一种天然、安全的抗真菌剂,有望在食品工业和农业生产中得到广泛应用,减少化学杀菌剂的使用,保障人们的健康和环境的可持续发展。但目前其作用机制尚未完全明确,未来还需要更多的研究来探索,为其实际应用奠定更坚实的基础。
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