《Frontiers in Microbiology》：Application of juniper (Juniperus communis) essential oil nanoemulsions to control spoilage and pathogenic bacteria in fish
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本研究系统评估了杜松精油及其纳米乳（2%、4%、6%）对五种食源性及鱼类腐败菌（包括金黄色葡萄球菌、甲型副伤寒沙门菌、创伤弧菌、美人鱼发光杆菌及奇异变形杆菌）的抗菌活性。GC–MS分析显示杜松精油主要成分为α-蒎烯（90.05%），纳米乳通过超声均质法制备，粒径分布为21.89–377.9 nm。结果表明，纳米乳的抑菌效果呈浓度依赖性，尤其对创伤弧菌和美人鱼发光杆菌抑制显著（抑菌圈直径最高达64.0 mm），而对奇异变形杆菌作用较弱。最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）分析进一步验证了其抗菌潜力，其中金黄色葡萄球菌和创伤弧菌的MIC低至0.78–1.56 mg/mL。研究为水产品天然防腐剂的开发提供了理论依据。
1 引言
随着全球人口增长和消费者对食品安全、营养及长保质期需求的提升，天然防腐剂在食品工业中的应用日益受到关注。鱼类等易腐食品的腐败主要由微生物活动引起，而合成防腐剂的潜在健康与环境问题推动了植物源天然防腐剂的研发。杜松（Juniperus communis）精油富含单萜类化合物（如α-蒎烯、桧烯），具备广谱抗菌和抗氧化活性，但其水溶性差、易挥发的特性限制了直接应用。纳米乳技术通过将精油分散为纳米级液滴（粒径<200 nm），可提升其稳定性、生物利用度及与微生物膜的相互作用效率，从而增强抗菌效果。本研究旨在系统评估杜松精油及其纳米乳对鱼类腐败菌和食源性病原菌的抑制作用，为水产品保鲜提供天然解决方案。
2 材料与方法
2.1 材料
实验所用杜松精油购自土耳其安塔利亚商业供应商，通过水蒸气蒸馏法从杜松果实中提取，储存于4°C避光条件。纳米乳制备以吐温80（4%）为乳化剂，精油浓度设为2%、4%、6%，通过超声均质法（95%振幅，15分钟）获得稳定纳米乳体系。
2.2 纳米乳理化性质分析
采用激光衍射法（Mastersizer 2000）和动态光散射法（Zetasizer Nano-ZS）测定液滴粒径和多分散指数（PDI）。结果显示，2%精油纳米乳粒径最小（21.89 nm），4%纳米乳粒径最大（377.9 nm），PDI范围为0.006–0.420，表明液滴分布均匀性随精油浓度升高而下降。表面张力随精油浓度增加而降低（6%纳米乳为41.38 mN/m），与界面稳定性相关。
2.3 抗菌活性评估
以琼脂扩散法测定抑菌圈直径，微稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）。实验菌株包括革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌ATCC29213）和革兰氏阴性菌（甲型副伤寒沙门菌NCTC13、创伤弧菌、美人鱼发光杆菌、奇异变形杆菌），后三者分离自腐败鲭鱼和沙丁鱼。
3 结果与讨论
3.1 杜松精油化学成分
GC–MS鉴定出30种化合物，其中α-蒎烯占比90.05%，另含α-香柠檬烯（1.80%）、2-α-蒎烯（1.37%）、α-雪松醇（1.23%）等。高含量α-蒎烯被认为是抗菌活性的主要贡献者，其可通过破坏微生物细胞膜结构增强抑菌效果。
3.2 抑菌圈分析
纯杜松精油抑菌效果最强，纳米乳呈浓度依赖性抑制。创伤弧菌和美人鱼发光杆菌敏感性最高（6%纳米乳抑菌圈分别为64.0 mm和35.8 mm），而甲型副伤寒沙门菌和奇异变形杆菌抑制较弱（抑菌圈<10 mm）。
3.3 MIC与MBC值
杜松精油对金黄色葡萄球菌和创伤弧菌的MIC最低（0.78–1.56 mg/mL），MBC为6.25–12.5 mg/mL；而对奇异变形杆菌需较高浓度（MIC 12.5 mg/mL，MBC>100 mg/mL），表明其耐药性较强。纳米乳的抗菌效率虽低于纯精油，但随精油含量增加而提升。
4 结论
杜松精油纳米乳对鱼类腐败菌（尤其是创伤弧菌和美人鱼发光杆菌）展现出浓度依赖性抗菌活性，其效果与精油中α-蒎烯含量密切相关。纳米乳技术有效提升了精油的分散性与稳定性，但纯精油在体外条件下抗菌效能更优。未来需进一步研究其在真实食品体系中的感官特性、保质期及与其他天然防腐剂的协同作用，以推动其工业应用。
