《Journal of Applied Microbiology》：Antibacterial and Antibiofilm Activities of Hazelnut By-Product Extract
编辑推荐：
本研究针对食品腐败菌和食源性病原菌的控制难题，探讨了榛子副产品（果皮）提取物（HSE）的抗菌及抗生物膜活性。通过体外抑菌、抗生物膜实验及牛肉汉堡的体内应用评估，发现HSE对革兰氏阳性菌抑制作用显著，虽未显著改善汉堡微生物指标，但影响了其酸败动力学及理化特性，为天然食品防腐剂的开发提供了新思路。
在食品工业中，微生物污染导致的食品腐败和食源性疾病一直是困扰生产者和消费者的重大挑战。传统的化学防腐剂虽然有效，但消费者对天然、健康食品的需求日益增长，促使研究人员将目光投向植物来源的天然活性物质。与此同时，食品加工过程中产生的大量农业副产品，如果皮、果壳等，往往被废弃，不仅造成资源浪费，还带来环境压力。能否将这些副产品“变废为宝”，开发出具有抗菌功能的天然添加剂，成为食品科学领域一个引人入胜的研究方向。榛子作为一种广受欢迎的坚果，其加工过程中产生的果皮（skin）富含多酚类化合物，此前的研究已提示其具有抗氧化潜力，但其对食品中常见腐败菌和病原菌的抑制作用，特别是对抗顽固性细菌生物膜（bacterial biofilms）的能力，以及在实际食品体系中的应用效果，尚缺乏系统性的评估。为此，研究人员在《Journal of Applied Microbiology》上发表了一项研究，旨在深入探究榛子果皮提取物（Hazelnut Skin Extract, HSE）的抗菌及抗生物膜活性，并评估其在牛肉汉堡保鲜中的应用潜力。
本研究主要采用了以下几种关键技术方法：1. 体外抗菌活性评估：参照美国临床和实验室标准协会（Clinical and Laboratory Standards Institute, CLSI）的改良方法，测试了不同浓度HSE（2.5至20 mg mL?1）对多种食源性细菌的抑制作用。2. 抗生物膜活性评估：依据Innovotech公司的标准化指南，进行了生物膜破坏实验。3. 体内应用实验：将不同浓度（2%和4%）的HSE添加到牛肉汉堡中，以未处理的汉堡作为对照，在冷藏储存的0、3、6天时，对样品进行微生物学和理化指标（如pH值、重量损失、颜色）分析。
Aims
本研究旨在实现两个主要目标：第一，通过体外实验评估榛子果皮提取物（HSE）对多种食品腐败菌和食源性病原菌的抗菌活性及其破坏细菌生物膜的能力；第二，通过体内实验，评估将HSE添加到牛肉汉堡中对产品微生物安全性、感官特性及技术品质（如pH、色泽、保水性）的影响。
Methods and Results
体外实验结果表明，HSE表现出显著的抗菌活性，且对革兰氏阳性菌（Gram-positive bacteria）的抑制作用更为明显，在较低浓度下即可观察到生长抑制。然而，在针对细菌生物膜的实验中，HSE显示出一定的生物膜清除潜力。体内实验部分，将HSE应用于牛肉汉堡后，结果显示，与未处理的对照组相比，添加了2%和4% HSE的汉堡在储存期间的微生物参数（如菌落总数）并未出现统计学上的显著差异，即HSE未能显著降低汉堡中的微生物负载。在理化指标方面，添加HSE虽然未对汉堡的最终pH值产生显著影响，但改变了其酸败动力学（acidification dynamics）：含有4% HSE的汉堡在第3天时就出现了较早的酸败迹象。此外，两种浓度的HSE均导致了汉堡在冷藏过程中重量损失的显著增加，并对汉堡的颜色参数产生了明显影响。
Conclusions
综合体外和体内实验结果，研究人员得出结论：榛子果皮提取物（HSE）在体外条件下对革兰氏阳性菌具有良好的抗菌活性，并具备抗生物膜的潜力。然而，当其应用于复杂的食品基质（如牛肉汉堡）时，其抗菌效果未能有效体现，且对产品的某些理化性质（如重量损失和颜色）产生了不利影响。这表明，HSE在食品体系中的生物利用度（bioavailability）可能受到限制，其强烈的感官特性（如颜色）也可能影响产品的可接受性。因此，未来研究的方向应集中于如何提高HSE在食品基质中的生物利用度，并最大限度地减少其对食品感官和工艺特性（sensory/technological properties）的负面影响，从而真正发挥其作为天然食品防腐剂的潜力。
这项研究的重要意义在于，它系统评估了一种农业副产品——榛子果皮在食品保鲜中的应用可行性。它不仅证实了HSE在实验室条件下的抗菌价值，更重要的是揭示了天然提取物从实验室研究走向实际应用所面临的挑战，即活性成分在复杂食品环境中的有效性保持与对产品品质影响的平衡问题。这为后续开发更高效、更实用的天然食品保鲜剂提供了重要的理论依据和实践参考。
