导读：

近期，四川大学李德富教授团队联合西南民族大学李新莹副教授开发了一种抗菌性二醛海藻酸钠/ε- 聚赖氨酸微球（DSA-PL MPs），该微球通过高碘酸盐氧化海藻酸钠制备二醛海藻酸钠，再经席夫碱反应结合ε- 聚赖氨酸，最终通过乳化和钙离子交联形成，具有良好的酸敏降解特性和广谱抗菌活性，可有效延长水果保质期。相关研究以“Antibacterial dialdehyde sodium alginate/ε-polylysine microspheres for fruit preservation”为题目，发表于期刊《Food Chemistry》。

本文要点：

1、本研究开发了抗菌性二醛海藻酸钠/ε- 聚赖氨酸微球（DSA-PLMPs）以延长水果保质期。

2、首先，通过高碘酸盐氧化海藻酸钠制备二醛海藻酸钠（DSA），再利用席夫碱反应将ε-聚赖氨酸（PL）共轭到DSA主链上，经乳化和Ca²⁺离子交联得到DSA-PL MPs。

3、其具有光滑球形、窄粒径分布和良好分散性，在pH=5.0的醋酸缓冲液中降解率高于pH=7.4的PBS缓冲液，表现出酸敏降解特性，且具有强广谱抗菌活性。

4、对草莓和苹果的保鲜实验显示，DSA3-PL MPs能有效延长水果货架期，在水果保鲜领域具有良好应用前景。

二醛海藻酸钠/ε- 聚赖氨酸微球的抗菌机理是什么？

• 二醛海藻酸钠/ε- 聚赖氨酸微球（DSA-PL MPs）的抗菌机理主要源于其共轭的ε- 聚赖氨酸（PL）的作用。

• PL是一种阳离子多肽，可通过静电引力吸附到带负电荷的微生物细胞膜表面，导致细胞壁肽聚糖结构改变，增强细胞通透性，使可溶性离子和蛋白质释放，最终导致微生物裂解死亡。此外，扩散到细胞内的PL还能通过促进细菌中活性氧（ROS）的产生和抑制细菌代谢来发挥杀菌作用。

• 同时，DSA-PL MPs具有酸敏降解特性，在微生物污染导致食物变质的酸性环境中降解速率加快，可释放更多PL，从而更有效地发挥抗菌作用。

图 1. 二醛海藻酸钠（DSA）和 DSA/ε- 聚赖氨酸（DSA-PL）共轭物的制备流程示意图。DSA 通过高碘酸盐氧化海藻酸钠（SA）制备而成。DSA-PL 共轭物则通过 DSA 的醛基与 PL 的氨基之间的席夫碱反应获得。

图 2. SA 和 DSA 的 ¹H NMR 光谱（A）、FT-IR 光谱（B）和 XRD 图谱（C），（D）DSA1、DSA2 和 DSA3 的醛基含量。PL 和 DSA-PL 共轭物的 FT-IR 光谱（E）和 ¹H NMR 光谱（F）。

图 3. DSA1-PL 微球、DSA2-PL 微球和 DSA3-PL 微球的光学显微镜图像（A）、SEM 图像（B）、粒径分布（C）和 Zeta 电位（D）。

图 4. DSA1-PL 微球、DSA2-PL 微球和 DSA3-PL 微球的典型单微球荧光图像及相应的荧光分布曲线。

图 5. DSA1-PL 微球、DSA2-PL 微球和 DSA3-PL 微球在（A）PBS 缓冲液（pH=7.4）和（B）醋酸缓冲液（pH=5.0）中的体外降解率随时间的变化。插图分别为 DSA-PL 微球悬浮液在 PBS 缓冲液和醋酸缓冲液中的外观。

图 6. （A）DSA-PL 微球对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和单核细胞增生李斯特菌的抑制率。（B）经 DSA3-PL 微球处理前后的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和单核细胞增生李斯特菌的 SEM 图像。草莓（C）和苹果（D）在不同储存时间后的典型外观。草莓和苹果先经单核细胞增生李斯特菌处理，再分别涂覆 SA 和 DSA3-PL 微球。仅经单核细胞增生李斯特菌处理的草莓和苹果设为对照组。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132885

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