《食品科学》：南京财经大学庞心怡副教授等：肉桂醛防控食源性致病菌及其生物被膜的研究进展

食源性致病菌是引发食源性疾病的关键诱因。世界卫生组织报道显示，每年有30%的食源性疾病是由病原微生物污染导致的，其中约65%均与致病菌形成的生物被膜相关。

植物提取物及其衍生化合物对细菌、真菌和病毒均具有抗菌活性。肉桂精油由肉桂属树种内层树皮中提取获得，而肉桂醛（反式肉桂醛或3-苯基-2-丙烯醛）是肉桂树皮油中的主要活性成分。肉桂醛因其天然、安全、易获取及具有广谱抗菌性受到广泛关注。然而，肉桂醛精油因其低水溶性、高挥发性、低氧化稳定性、对光和热等环境因素的高敏感性及具有较强的刺激性气味等特点，难以直接应用于食品加工行业。采用天然、无毒的生物材料将肉桂醛精油进行封装制备成纳米颗粒、纳米纤维、生物聚合膜或脂质体是十分有效的解决方法。

南京财经大学食品科学与工程学院的都雪莹、胡欣、庞心怡*等总结肉桂醛防控食品中常见致病菌及其生物被膜的研究进展，解析肉桂醛抗生物被膜作用机理，并阐述肉桂醛经过纳米处理后在抗菌方面的应用现状，旨在为更高效利用肉桂醛提供参考，以期更好地保障食品安全和消费者健康。

01

肉桂醛对常见食源性致病菌及其生物被膜的抑制作用

1.1 大肠杆菌（

Escherichia coli

大多数大肠杆菌是非致病性的，但部分大肠杆菌如产志贺毒素的大肠杆菌，一旦被感染就可能出现腹部绞痛、（血性）腹泻、呕吐或者高烧，更严重者可能会危及生命。现今市面上常见的化学杀菌剂如柠檬酸钠、次氯酸钠、亚硝酸钠对已经具有强抵抗力的大肠杆菌杀灭效果并不理想，但众多研究结果表明，肉桂醛在低质量浓度时（240 μg/L～780 μg/L）就对大肠杆菌表现出良好的杀灭作用。Jauro等分别使用柠檬酸钠、亚硝酸钠和肉桂醛对

E. coli

O157:H7进行抗微生物药物敏感性试验。结果表明，相较于亚硝酸钠（26 mm）和柠檬酸钠（13 mm），肉桂醛的抑菌效果最好，抑菌圈直径最大能达33 mm。除药物敏感性试验之外，他们还分别在10、37 ℃条件下进行168 h的生物被膜形成实验，结果表明，肉桂醛对大肠杆菌生物被膜抑制效果最强，生物膜抑制率最高可达90.1%。该研究的主要目的是将肉桂醛的杀菌效果与市面上常见的消毒剂进行对比，但并未测试其在食品中的抗菌能力，缺乏一定实际应用价值。Zhan Xiangjun等则研究了肉桂醛对浮游福氏志贺氏菌及其形成生物被膜的影响，并进一步探究肉桂醛在鲜莴笋汁中的抗菌效果。结果表明，与未处理对照组相比，肉桂醛处理后的细菌表现出较长的滞后期。数据显示，肉桂醛能有效灭活LB肉汤和鲜莴笋汁中的福氏志贺氏菌。结晶紫染色结果表明，经肉桂醛处理24 h后福氏志贺氏菌生物被膜生物量显著降低。光学显微镜和场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察结果则进一步表明，经肉桂醛处理后生物被膜成膜能力减弱，生物被膜结构被破坏。肉桂醛对常见食源性致病菌及其生物被膜的抑制作用如表1所示。

1.2 沙门氏菌

沙门氏菌是引起食源性疾病的常见人畜共患病菌，每年造成的食源性疾病病例高达1.295 亿，导致10万～100万 人死亡，严重危害公共健康和食品安全。de Almeida等的研究显示，肉桂醛对于沙门氏菌的MIC远低于牛至、百里酚和黑胡椒精油。Suchi等分别用提取肉桂醛和商用肉桂醛处理碎鸡肉样品，与未经处理的对照组相比，经肉桂醛处理的肉样中沙门氏菌数量明显减少。值得注意的是，经商用肉桂醛处理3 h后，肉样中的沙门氏菌活菌计数为0（活细胞计数减少6.07（lg（CFU/mL）））。除单独使用外，肉桂醛还可与其他抗菌物质联合使用对食源性致病菌发挥协同抗菌作用。Pereira等发现，将肉桂醛与山梨酸钾混合加入苹果酱中，贮藏3 d后，苹果酱中的鼠伤寒沙门氏菌与金黄色葡萄球菌被全部杀灭，且其添加不会影响果酱的理化性质和感官评价。肉桂醛除对游离沙门氏菌表现出良好的抑菌效果外，Purkait等还发现肉桂醛可使鼠伤寒沙门氏菌的预成型生物被膜减少量＞50%，当与丁香酚共同作用时，对其预形成生物被膜的抑制率可达（70.61±2.70）%，相较于肉桂醛和其他精油混合，肉桂醛/丁香酚精油共混物能够显著减少鼠伤寒沙门氏菌预形成的生物被膜量。

1.3 单核细胞增生李斯特菌

单核细胞增生李斯特菌为革兰氏阳性菌，耐低温，在pH 4.4～9.4及水分活度小于0.92的范围内均能繁殖，孕妇、老人、新生儿等免疫力低下的人群容易感染且致死率高，对食品安全及消费者健康造成极大威胁。Guan Peng等利用肉桂醛与低温联合处理灭活单核细胞增生李斯特菌，结果表明，随着肉桂醛浓度的增加，减少2（lg（CFU/g））单核细胞增生李斯特菌所需的时间减少。除此之外，肉桂醛还可与其他精油联合处理以得到更好的单核细胞增生李斯特菌灭活效果。Kim等使用肉桂醛混合百里香百里酚精油处理果汁，其中的单核细胞增生李斯特菌数量显著减少。除对浮游态单核细胞增生李斯特菌的抗菌作用外，Purkait等还发现肉桂醛单独作用于单核细胞增生李斯特菌能使其预成型生物被膜量减少（57.46±2.20）%，与其他精油联合使用则效果更好，肉桂醛/

-石竹烯、肉桂醛/丁香酚共混物对单核细胞增生李斯特菌预成型生物被膜生物量的减少率分别达到（58.60±2.30）%及（76.82±2.40）%。肉桂醛联合其他精油或低温等物理手段能得到更好地抑菌效果可能是因为两者发挥的抗菌作用相互促进，如低温处理使细菌代谢活性降低、繁殖能力减弱，此时肉桂醛通过破坏细菌细胞膜或生物被膜三维结构，因此更好发挥抗菌作用。Liu Yunge等研究肉桂醛对单核细胞增生李斯特菌在聚苯乙烯表面形成生物被膜的抑制作用。结果显示，随着浓度的增大（1/8 MIC～MIC），肉桂醛对生物被膜形成的抑制率由40.88%增加至75.35%。其次，扫描电子显微镜（SEM）和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察也显示肉桂醛处理后单核细胞增生李斯特菌生物被膜形成量显著降低，且变化显示出剂量依赖性，随着处理浓度的增加，生物被膜的三维结构组织和细胞密度逐渐降低。

1.4 其他食源性致病菌

副溶血性弧菌广泛分布于海洋环境中，可以导致水生动物发病，主要污染海产品，如鱼、虾、蟹和贝类等。Faleye等通过对副溶血性弧菌的生长曲线分析发现，肉桂醛衍生物在质量浓度为50、100 μg/mL时显著抑制其生长。与未处理的对照组相比，肉桂醛衍生物，如4-溴肉桂醛、4-氯肉桂醛、4-硝基肉桂醛和2-甲氧基肉桂醛对副溶血性弧菌生物被膜具有显著抑制作用，生物被膜抑制率分别为99.6%、98.9%、98.7%和61.8%。此外，肉桂醛的衍生物（肉桂醛肟、4-溴肉桂醛、4-氯肉桂醛、4-氟肉桂醛和4-硝基肉桂醛）在100 μg/mL时对哈维弧菌生物被膜形成的抑制效果也十分明显，生物被膜形成量分别减少57%、100%、100%、75%和99.7%。Seshadri等报道，肉桂醛对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌也具有较高的抑制活性，其抑菌圈直径分别能达到17 mm和16 mm。肉桂精油与土丁桂精油体积比1∶1混合对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的MIC显著低于大蒜素和大蒜油，甚至在2 μg/mL的质量浓度下对敏感菌和耐药菌仍具有抑制作用，说明肉桂醛抑菌作用良好。

02

肉桂醛抗生物被膜作用机理

2.1 抑制细菌黏附

生物被膜的形成是一个复杂的动态过程，主要经历5 个阶段：可逆附着、不可逆附着和增殖、微菌落形成并产生胞外聚合物、生物被膜成熟，最终脱落。细菌形成生物被膜的前提条件是黏附在接触表面，因此，抑制细菌黏附是抗生物被膜的第1道防线（图1）。

食源性致病菌的鞭毛、菌毛，尤其是IV型菌毛等运动器官及其表面附属物对于细菌形成生物膜、定植于宿主细胞并形成微生物群落方面起着关键作用。致病菌可以通过表达大量的菌毛，从而黏附于宿主组织，菌毛在细菌黏附上皮细胞和小肠黏膜定植过程中起着重要作用。沙门氏菌黏附性细胞产生I型菌毛，它介导细菌和宿主细胞上甘露糖受体的黏附，协助细菌侵入宿主细胞，并引发炎症反应。Yin Lizi等通过血凝抑制实验、透射电子显微镜和生物被膜实验表明，肉桂醛通过抑制I型菌毛的形成从而抑制细菌黏附，进一步抑制生物被膜的形成。此外，通过蛋白质组学、聚合酶链式反应和Western blotting技术发现，肉桂醛处理可以在不影响细菌生长的情况下抑制I型菌毛的生长，且I型菌毛相关基因（

fimA、fimH、fimF、fimZ、fimY、fimW

）的表达和转录水平发生明显变化。此外，侵袭实验也显示出肉桂醛降低沙门氏菌的黏附能力。

微生物的表面定植是一个非常复杂的过程，除了与鞭毛、菌毛等细菌的运动器官相关联外，细菌EPS的产生也起着决定性作用。EPS成分复杂，含有多糖、蛋白质和eDNA等多种物质。EPS的产生几乎贯穿于生物被膜形成的整个阶段，能增强微生物之间的相互作用，帮助细菌黏附定植于食品生产设备表面。Ali等研究发现，亚抑制浓度肉桂醛通过抑制粪肠球菌胞外多糖的产生及其蛋白水解酶活性和溶血活性进而抑制生物被膜的形成。Song Luyi等研究肉桂醛对铜绿假单胞菌的抗菌活性，CLSM观察到经肉桂醛处理后，生物被膜更分散且EPS中多糖、蛋白质和eDNA的含量显著降低。光学显微镜结果显示，铜绿假单胞菌生物被膜形成面积显著减少，FESEM进一步证实肉桂醛破坏了生物被膜的形态和结构。

因此，肉桂醛能够抑制食源性致病菌的菌毛、鞭毛等运动器官或EPS的产生，有效阻止细菌在接触表面的黏附，进而抑制生物被膜的形成。

2.2 抑菌作用（破坏细胞膜、干扰生理代谢）

肉桂醛及其组成成分具有亲脂性，能作用于食源性致病菌细胞壁和细胞膜，破坏细胞壁完整性及细胞膜通透性。除此之外，肉桂醛的组成成分中含有六碳芳香酚基团，而富含酚类的分子能够穿过细菌细胞壁的磷脂双分子层，并与蛋白质结合，阻止其发挥正常功能。肉桂醛处理导致膜通透性的改变以及运输分子和离子的功能蛋白丧失，最终使细胞质凝固、多种酶及蛋白质变性、细胞代谢物及离子流失，扰乱微生物细胞功能，从而发挥抑菌作用。

Zhan Xiangjun等的实验结果证实，肉桂醛通过改变福氏志贺氏菌细胞膜通透性并干扰其生理功能进而抑制生物被膜形成，细胞膜去极化也证实了这一点。除此之外，细胞内ATP浓度降低，细胞中活性氧（ROS）水平增加，细胞形态发生改变。光学显微镜和FESEM观察表明，肉桂醛处理过后福氏志贺氏菌黏附能力下降，生物被膜结构被破坏。Chen Xiaohui等对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MASR）的研究得到类似的结果，SEM和透射电子显微镜的观察结果显示，经较高浓度的肉桂醛处理后，MASR表现出明显的形态改变且细胞壁和细胞膜的完整性被破坏，细胞内ROS水平显著提高。除此之外，

-半乳糖苷酶、细胞外DNA和乳酸脱氢酶的释放显著增加。Guan Peng等的实验结果也证实，肉桂醛通过破坏细胞膜和抑制冷休克反应基因（

cspA、cspB和cspD

）、抗逆基因（

gbuA、gbuB、gadD2、groEL、rli60和ilvD

）及调控基因（

prfA、sigB、codY和luxS

）的表达，从而对冷藏土猪肉中的单核细胞增生李斯特菌起到抑制作用。其研究还发现肉桂醛和低温联合处理后细胞膜严重破裂，细胞质内容物渗出，相较于肉桂醛单独处理效果更好。由此可见，肉桂醛抗菌的具体途径由于菌种不同可能有所差别，但均以破坏细胞壁及细胞膜完整性为前提，从而进入细胞内部，改变细胞形态或干扰细胞正常生理功能。

植物提取物对于食源性致病菌的抑菌机制复杂多样，往往是多个方面相互影响。除了破坏细菌细胞膜结构外，肉桂醛还能通过调节细菌的细胞代谢发挥抑菌作用。Chen Xiaohui等研究表明，肉桂醛除了破坏MASR细胞膜完整性外，在浓度为2MIC时，细菌可溶性蛋白表达水平也显著降低，表明肉桂醛还通过抑制MASR的可溶性蛋白表达发挥抑菌作用。Liang Siwei等探讨肉桂醛和百里酚混合物对高压灭菌鸡胸肉中单核细胞增生李斯特菌ATCC 19115的抑菌机制，表明其通过抑制单核细胞增生李斯特菌嘧啶和支链核苷酸的生物合成，损害其核酸生物合成和细胞内代谢，从而发挥良好的抑菌效果。Pang Daorui等的研究结果则证实肉桂醛通过调节金黄色葡萄球菌和大肠杆菌中磷脂酰乙醇胺和磷脂酰甘油的生物合成，从而导致细胞膜完整性被破坏，发挥抑菌作用。因此，肉桂醛的抗菌机制可能是通过影响其核酸合成及相关基因的表达，进而影响特定蛋白质及酶的形成，从而发挥抗菌效果。

2.3 QS

QS是细菌通过释放特定信号分子调节群体行为的信号传递系统。细菌在生长过程中分泌信号因子，并随着细菌密度的增大而不断累积，当信号因子水平达到临界阈值时，信号分子与受体结合，刺激生物被膜形成相关基因表达，进而调控生物被膜细胞功能。QS所能调控的细胞功能众多，包括代谢、蛋白质合成、毒力因子表达、抗生素耐药性、生物被膜形成、成熟和扩散等。因此，调控食源性致病菌的QS对于抑制细菌生长和生物被膜形成是一种有效的手段。肉桂醛可以在不影响菌体生长活性的情况下，通过干扰细菌的QS系统，抑制生物被膜的形成。作为一种QS抑制剂，肉桂醛可以在较低浓度达到抗生物被膜的效果，有效减少细菌抗性的产生。

单核细胞增生李斯特菌的生物被膜形成主要由信号分子自诱导寡肽（AIP）介导的

agr

QS系统调控。

agr

基因座由2 个转录单位组成，包含4 个基因，分别为

agrB、agrD、agrC

agrA

，其转录产物参与细菌QS。其中，AgrC和AgrA分别由

agrC

agrA

编码，是细菌双组分系统中的组氨酸激酶及反应调节因子；AgrD是该系统的AIP前体；而AgrB是一种跨膜蛋白酶，能够处理AgrD形成的功能性细胞外AIP。Liu Yunge等评估肉桂醛抑制单核细胞增生李斯特菌CMCC 54004生物被膜形成效果，并探讨肉桂醛抑制单核细胞增生李斯特菌生物被膜的机制。结果显示，与未处理组相比，肉桂醛在1/4 MIC时显著下调QS基因（

agrA、agrC

agrD

），而鞭毛合成相关基因（

flaA、fliP、fliG、flgE、motA、motB、mogR

）并无显著变化，即肉桂醛并不是通过抑制鞭毛的形成而是通过抑制QS系统来抑制生物被膜的形成。这与Yin Lizi等[36]的研究结果即肉桂醛通过抑制鼠伤寒沙门氏菌I型菌毛相关基因从而抑制生物被膜不同。这说明肉桂醛对不同菌种的生物被膜抑制机制存在差异，在肉桂醛对食源性致病菌的抑菌机制研究方面应加大力度，探索不同菌种之间的共通性，以便更高效利用肉桂醛。Jiang Xiaobing等通过构建Δ

agrA

基因缺失突变体和电泳迁移率改变等实验证明AgrA会与

agr

启动子（P 2 ）特异性结合，激活agr系统的转录，而肉桂醛阻止了AgrA-P 2 的结合。丙氨酸诱变和微量热泳动实验进一步证实，位于AgrA LytTR DNA结合域的2 个保守氨基酸Asn178和Arg179是肉桂醛结合的关键位点。这些结果表明，肉桂醛在AgrA-P 2 结合中作为AgrA的竞争性抑制剂，导致单核细胞增生李斯特菌agr系统转录被抑制，生物被膜形成减少。

与单核细胞增生李斯特菌不同，铜绿假单胞菌有3 个主要的QS系统，分别为

lasI

lasR

系统、

rhlI

rhlR

系统及基于诺喹酮信号的QS系统。其中，las系统和rhl系统之间互相联系，这3 个系统共同调控铜绿假单胞菌毒力因子的产生及生物被膜的形成。Song Luyi等以紫色杆菌ATCC 12472产生的紫色素为评价指标研究肉桂醛对铜绿假单胞菌QS的抑制作用。结果表明，与对照组相比，肉桂醛可显著抑制紫色素的产生，当肉桂醛质量浓度为6.25、12.5、25、50 μg/mL时，紫色素抑制率分别为36.16%、53.98%、60.66%和74.10%。这说明肉桂醛可以抑制铜绿假单胞菌的QS系统。实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应的结果进一步证实，0.1 mg/mL的肉桂醛能显著降低

lasR

rhlR

的表达水平。Topa等采用不同浓度的肉桂醛处理绿色荧光蛋白标记的铜绿假单胞菌PAO1，生物发光基因报告检测显示，肉桂醛浓度为0.8、1.5、3 mmol/L时，对

las

系统抑制率分别为32.5%、51.9%和68.9%。因此，肉桂醛可能通过与信号分子竞争性结合转录调节蛋白 LasR或RhlR ，从而抑制QS。此外，研究还发现肉桂醛对基于诺喹酮的QS系统也发挥抑制效果。说明肉桂醛对3 个主要QS系统均有抑制作用，与A7（专利合成的最终浓度为10 μmol/L的QS抑制剂）对比，肉桂醛对铜绿假单胞菌的3 个QS系统抑制效果更好。

03

纳米级肉桂醛在抗菌方面的应用

肉桂醛精油本身能在抑制细菌方面发挥显著作用，但其水溶性低、对光和热等环境因素敏感、易挥发、气味刺激性强等问题，限制了其在食品行业的应用。采用天然无毒的生物材料将其进行封装制成纳米颗粒、纳米纤维、生物聚合物薄膜、脂质体等纳米级别物质能有效解决肉桂醛自身性质的局限性，增强其稳定性和生物利用率，降低挥发性。除此之外，封装肉桂醛具有可控和持续释放的效果，能够显著延长抗菌作用时间。因此，为了高效发挥肉桂醛在抑菌方面的优良作用，将其进行纳米级别的处理是十分必要的。纳米级肉桂醛在抗菌方面的应用如表2所示。

3.1 纳米纤维及纳米纤维复合膜

纳米纤维素是由

D

-葡萄糖的

（1→4）糖苷键连接而成的直径5～15 nm、纵横比10～20的线性纤维素链。纳米纤维复合膜即纳米纤维结合其他材料形成的二维纳米纤维。在目前所有可用于合成纳米纤维的技术中，静电纺丝是最为成熟和广泛运用的技术之一。近年来，静电纺丝纳米纤维因其高孔隙率、物理稳定性、极高比表面积和较强的负载能力而受到广泛关注，用于包埋肉桂醛可以很好克服其环境敏感性的缺点。

目前，包埋肉桂醛的纳米纤维主要应用于食品保鲜及抗菌材料。Yuan Haibin等利用静电纺丝技术制备肉桂醛和细菌纤维素混合的抗菌纳米纤维垫，将其应用于冷冻肉类的保鲜。与商品棉保鲜垫相比，该纳米纤维垫在控制冷冻肉维持原pH值和抑制食源性致病菌方面表现更好，可使冷冻肉在4 ℃贮藏10 d后色泽保持良好。此外，该纳米纤维垫对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌表现出良好抗菌活性，在暴露30 d后，抗菌率仍高达90%以上。Mishra等将肉桂醛加入到结冷胶/聚乙烯醇静电纺丝纳米纤维中，不仅解决了肉桂醛水溶性低、挥发性高、刺激性强等问题，该纳米纤维对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌表现出优异的抗菌性能。金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的时间杀灭曲线结果显示，培养60 min后，负载肉桂醛的静电纺丝纳米纤维将金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的活菌数分别减少69%和59%。Yidiz等制备的肉桂醛混合环糊精纳米纤维对大肠杆菌也表现出明显抗菌活性，抑菌圈直径最大能达到（4.89±0.18）mm。

纳米纤维复合膜一般应用于新型抗菌包装材料，由生物可降解材料和植物提取物肉桂醛复合制备而成，可以有效防止水分流失、食物氧化并抑制食源性致病菌的生长，延长食品货架期。Li Changzhu等[55]将包封肉桂醛的羟丙基-

-环糊精进一步嵌入到由磷脂和环氧乙烷组成的纳米纤维中作为一种新型食品包装材料。研究结果表明，该纳米纤维的直径分布均匀，且具有较好的力学性能。同时，通过热重分析实验表明，将肉桂醛进行纳米级别的处理提高了其热稳定性。将该材料应用于鲜切黄瓜，在4、25 ℃下杀灭单核细胞增生李斯特菌效果良好且对鲜切黄瓜的感官指标无显著影响。Han Ying等[54]采用静电纺丝技术制备以肉桂醛、茶多酚及其复合材料为芯材的聚乳酸同轴纳米纤维薄膜，表征发现该薄膜具有良好的热稳定性和机械性能。除此之外，以肉桂醛和茶多酚混合材料为芯材的同轴纳米纤维抑制腐败假单胞菌的抗菌活性高于单芯纳米纤维薄膜。该薄膜能有效破坏假单胞菌的细胞膜，通过改变细胞膜的通透性干扰其蛋白质的合成及表达，发挥抑菌作用。

3.2 生物聚合物薄膜

生物聚合物薄膜是由天然大分子组成的生物基薄膜，因其生物可降解性、良好的安全性而具有良好应用前景。将生物可降解聚合物与肉桂醛结合，既能提高其机械性能，还能发挥抗菌抗氧化活性，因此成为近年来的研究热点。

Hosseini等制备负载肉桂醛的壳聚糖纳米粒生物聚合物薄膜，并通过实验证实含有肉桂醛的生物聚合物薄膜对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌和单核细胞增生李斯特菌）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌和肠炎沙门氏菌）具有良好的抗菌活性。此外，对于贮藏质量指标（pH值、硫代巴比妥酸反应物值、颜色和微生物）的分析表明，含有肉桂醛的生物聚合物薄膜包装的虹鳟鱼鱼片的保质期可延长至12 d。Pan Qingyan等将接枝季鏻盐和胆酸的两亲性壳聚糖与肉桂精油通过浇铸法掺入聚乙烯醇中制备活性食用膜，显著提高了该膜的各方面性能。此外，该膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及胡瓜炭疽病菌杀灭效果良好。从感官评定和品质指标的表征观察，多功能生物聚合物薄膜能将25 ℃下的芒果货架期延长至15 d。Thongsrikhem等将肉桂醛作为交联剂和抗菌添加剂制备抗菌明胶-纤维素纳米复合膜，发现纳米复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌效果呈现肉桂醛浓度依赖性。Huang Yukai等针对壳聚糖和乳清蛋白组成的复合膜应用于板栗保鲜效果不理想的问题，通过添加肉桂醛和纳米纤维素，制备一种保水性、抑菌性强且具有良好力学性能的新型复合膜。该膜能明显抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和板栗真菌的生长，破坏板栗真菌的菌丝结构。此外，膜处理后的板栗能有效降低25 ℃贮藏16 d的质量损失、霉变率和钙化指数。由此可见，肉桂醛作为原料制备的生物聚合膜为食品抗菌包装材料提供了新的研究方向。

3.3 脂质体

脂质体是磷脂在水溶液中自发分散形成的双层囊泡，具有双分子层结构。因其生物毒性低、载药量高及其独特的分子结构，脂质体常用作包封生物活性成分的递送系统。近年来，将脂质体作为肉桂醛的新型递送系统以提高其物理稳定性及抗氧化稳定性也有诸多报道。

Wang Xingwei等以不同浓度壳聚糖为修饰剂制备负载肉桂醛的脂质体，实验结果显示，用质量浓度为0.25～4.00 mg/mL的壳聚糖修饰肉桂醛脂质体，培养10 min后，对金黄色葡萄球菌具有明显的抗菌效果。当壳聚糖质量浓度大于1 mg/mL时，壳聚糖修饰的肉桂醛脂质体在保存28 d后仍能保持抗菌效率高于90%。Sang Nina等则研究出细菌靶向脂质体，用于增强肉桂醛的递送并治疗感染。该研究采用薄膜蒸发法制备多黏菌素修饰的脂质体，将其作为封装肉桂醛新型载体。体内和体外实验均表明，该脂质体能有效靶向大肠杆菌。与游离肉桂醛和只负载多黏菌素的脂质体相比，该脂质体对大肠杆菌和铜绿假单胞菌抑制作用显著增强，为制造治疗持续性和严重细菌感染的抗菌剂提供了新的方向。

3.4 纳米乳液

纳米乳液又称为微乳液，是由水、油、表面活性剂和助表面活性剂等自发形成，粒径为1～100 nm的热力学稳定、各向同性、透明或半透明的均相分散体系。通过减小纳米乳液中液滴的大小，可以提高所负载的生物活性化合物的物理稳定性和生物利用率。

Gao Yuan等通过研究肉桂醛纳米乳液的最佳配方，制备出粒径仅有48 nm且液滴分布均匀的纳米乳液。由于肉桂醛的亲脂性和诱导氧化应激作用，肉桂醛对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有很强的抗菌活性，其对大肠杆菌的最小杀菌浓度能达到0.5 mg/μL。Duan Jiaojiao等制备肉桂醛和肠球菌素Gr17共包封纳米乳液，并探讨其应用于冷藏液体熏制三文鱼的可行性。结果表明，相较于丁香酚、百里酚等其他精油，肉桂醛和肠毒素Gr17组合使用时，表现出最强的协同抑制作用，显著抑制食源性致病菌的生长，其对金黄色葡萄球菌的抑制效果最好，抑菌圈直径可达（42.40±0.31）mm。以活菌计数、嗜冷细菌数和假单胞菌总数为微生物分析指标、总挥发性盐基氮含量和硫代巴比妥酸反应物值为理化参数并进行以味道、气味、颜色、产品质量为指标的感官实验，结果表明，肉桂醛纳米乳液处理可将三文鱼货架期延长至42 d。

04

结 语

食源性致病菌及其生物被膜造成的食源性疾病严重威胁消费者健康，生物被膜独特的三维结构和黏附特性使常规的消毒手段难以将其彻底清除，众多因素导致亟需寻找更加安全、有效的策略控制食源性致病菌的生物被膜。肉桂醛作为一种抗菌剂具有绿色、天然、高效等优点，并有效弥补了传统抗菌剂导致食源性致病菌产生耐药性的问题。本文主要对近年来关于肉桂醛防控食源性致病菌及其生物被膜的研究进行总结梳理，为食品行业控制生物被膜污染提供更多选择，以期促进肉桂醛的高效利用。

当前肉桂醛防控食源性致病菌形成生物被膜仍集中于单一菌种的生物被膜研究，但在实际生产过程中，生物被膜常以多菌种混合生物被膜的形式出现。因此，未来关于肉桂醛防控生物被膜的研究应更着重于多菌种混合生物被膜，深入探究不同菌种之间的QS调节网络及其信号分子与调控蛋白，同时尝试将肉桂醛与更多绿色健康的物质或新技术联合使用，开发针对不同食源性致病菌靶点的抗生物被膜策略，为今后防控生物被膜提供新方向，以保障食品质量与消费者身体健康。

引文格式：

都雪莹, 胡欣, 冯泽银, 等. 肉桂醛防控食源性致病菌及其生物被膜的研究进展[J]. 食品科学, 2025, 46(1): 237-245. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240320-146.

DU Xueying, HU Xin, FENG Zeyin, et al. Cinnamaldehyde for the prevention and control of foodborne pathogens and their biofilms: a review of research and applications[J]. Food Science, 2025, 46(1): 237-245. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240320-146.

实习编辑：梁雯菁；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、北京联合大学、 中国-匈牙利食品科学“一带一路”联合实验室（筹） 共同主办 的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。

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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产品加工研究所、安徽科技学院、皖西学院、黄山学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到）在中国 安徽 合肥召开。

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