苯乳酸在食品保鮮中的應用研究進展

李波，鄭凱茜，皇甫露露，馬云芳

苯乳酸在食品保鮮中的應用研究進展

李波a, b，鄭凱茜a，皇甫露露a，馬云芳a

（鄭州輕工業大學 a.食品與生物工程學院 b.河南省冷鏈食品質量安全控制重點實驗室，鄭州 450001）

介紹苯乳酸的抑菌機制，以及與微酸性電解水、醋酸和乳酸鏈球菌素的協同抗菌作用，為苯乳酸在食品保鮮中的應用提供一定的思路和依據。概述苯乳酸的理化性質、制備方法，以及對不同微生物的抑菌活性和機制，總結苯乳酸在肉制品、果蔬、水產品等保鮮領域的應用研究進展，并對現有研究的局限性和今后的研究方向進行討論。苯乳酸通過破壞微生物的細胞結構，干擾DNA合成和蛋白質合成，從而抑制其生長，與微酸性電解水、醋酸和乳酸鏈球菌素協同處理可顯著增強抑菌效果。苯乳酸對細菌和真菌具有廣譜抑菌性，與其他抑菌劑有協同促進作用，在食品保鮮領域具有廣闊的應用前景。

苯乳酸；抗菌機制；食品保鮮；協同作用

食品在加工、運輸、儲藏和銷售等各個環節中極易受到微生物的污染，造成其營養品質和感官品質的劣變，甚至會引發食源性疾病，嚴重危害人體健康[1-2]，因此食品保鮮一直是食品工業領域中的重要研究內容。添加防腐劑是一種常用的食品保鮮方法。目前，使用較為廣泛的防腐劑是化學防腐劑，主要包括山梨酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸酯類等[3]。研究表明，上述化學防腐劑的使用不僅會破壞食品的營養，而且還會對人體健康造成潛在危害[3]，因此開發新型、安全、高效的抗菌劑是食品保鮮領域的重要研究方向之一。苯乳酸（Phenyllactic acid，PLA）是一種具有廣譜抗菌作用的新型生物防腐劑[4-5]。PLA具有安全性高、來源廣泛、穩定性強、親水性好等優點，被廣泛應用于肉制品、果蔬、水產品等的保鮮[6]。文中擬綜述PLA在食品領域的國內外最新研究進展，并對今后的研究方向進行展望，旨在為PLA在食品保鮮中的廣泛應用提供思路及參考。

1 苯乳酸

1.1 理化性質

PLA即2?羥基?3苯基丙酸，又名β?苯基乳酸或3?苯基乳酸（圖1），是一種小分子有機酸，以L?PLA和D?PLA等2種形式存在于微生物中。PLA的分子式為C9H10O3，相對分子質量為166，熔點為121～125 ℃[7-8]。PLA的親水性較好，對人體無毒無害，在高溫和酸性條件下結構穩定，易于在食品體系中均勻擴散[6]。Cortés?Zavaleta等[9]將PLA溶液于121 ℃下加熱20 min，并用冷卻至室溫的PLA溶液分別處理膠孢炭疽菌（）、灰葡萄孢菌（）、擴展青霉（）和黃曲霉（）等，結果表明，PLA對這4種真菌的抗菌活性與室溫下處理的對照組相比均無顯著變化，而pH值會影響PLA對微生物的失活效果。Sorrentino等[10]研究了不同pH（4.5～7.0）條件下PLA對單核細胞增生李斯特菌（）的最小抑菌濃度（Minimal inhibitory concentration，MIC），結果表明，pH為4.5時PLA的MIC值約為1.6 mmol/L；當pH為7.0時，MIC值約為45 mmol/L。出現上述現象的原因可能是在酸性條件下，PLA主要以未解離的形式存在，且不帶電荷的分子更容易穿過細胞膜進入細胞，進而在堿性的細胞質環境中釋放質子（H+），導致微生物細胞內pH值降低，從而影響微生物的正常生理功能[10]。

圖1 苯乳酸的對映異構體結構

1.2 合成

目前，主要采用化學合成法和生物合成法制備PLA。由于化學合成法存在技術路線復雜、設備要求高、副產物多、分離純化困難、環境污染等問題，因此近年來生物合成法備受關注[11-14]。研究證實，乳酸乳球菌（）、白地霉（）、腸膜明串珠菌（）和凝結芽孢桿菌（）等多種微生物均可代謝產生PLA，其產量為91～1 000 mg/L[15-21]。王海寬等[19]從脫脂奶粉中分離出一株產生PLA的TQ33，其PLA產量可達到726.1 mg/L。

雖然微生物能夠合成PLA，但其產量普遍較低[6]。如何提高PLA的產量是當前重點研究的方向之一。PLA不僅可以在生物體內合成，也可以利用酶工程方法在體外合成。酶催化合成PLA主要包括2種方法：以過苯丙氨酸為底物，加入α?酮戊二酸，通過氨基轉移酶發生轉氨反應，生成苯丙酮酸，苯丙酮酸在乳酸脫氫酶（Lactate dehydrogenase，LDH）的作用下轉化為PLA[22]；苯丙酮酸在LDH的作用下直接生成PLA[23]。第1種合成方法需要加入α?酮戊二酸和氨基轉移酶，不僅會增加生產成本，而且會生成副產物谷氨酸，加大了PLA分離純化的難度，因此實際生產中常采用第2種方法[3]。由于采用這2種方法合成PLA的產量較低，一些學者采用基因工程等方法來提高PLA的產量[24]。王秀婷[25]首先采用酶偶聯的方法將LDH與甲酸脫氫酶融合表達，然后與L?氨基酸脫氨酶共表達，構建了高產PLA的重組大腸桿菌（），經全細胞轉化L?苯丙氨酸，L?PLA的產量高達30 g/L，而對照組僅為5 g/L。此外，由于D?PLA的抗菌活性大于L?PLA，而F44僅含有L?LDH，所以Liu等[26]采用基因打靶技術敲除該菌株上的2個L?LDH基因后，通過電穿孔技術引入外源D?LDH基因，構建了一株新型乳酸菌，使其合成D?PLA的產量相對于野生乳酸菌增加了1.77倍。

1.3 PLA的抑菌特性和抑菌機制

1.3.1 PLA對不同微生物的抑制效果

PLA是一種廣譜抑菌劑，能夠有效抑制細菌和大部分真菌的生長，它對不同微生物的最小抑菌濃度見表1[27-32]。劉韻昕[31]采用試管倍半稀釋法測定D?PLA和L?PLA對革蘭氏陽性細菌和陰性細菌的MIC值，結果表明，當質量濃度均為2.5 mg/mL時，D?PLA和L?PLA能夠有效抑制金黃色葡萄球菌（）、白色葡萄球菌（）、痢疾志賀氏菌（）、銅綠假單胞桿菌（）和鼠傷寒沙門氏菌（）的生長。此外，Lavermicocca等[32]發現，當PLA的質量濃度達到10 mg/mL時，對從烘焙面包、面粉和谷物中分離出的鐮刀菌（spp）、疣孢青霉（）、羅克福爾青霉菌（）、產黃青霉（）、黑曲霉（）、和土曲霉（）等真菌均具有良好的抑制作用。

從表1可知，不同微生物對PLA具有不同的敏感性。其中，真菌對PLA的抵抗性最強。原因可能是細胞壁的厚度和結構組成不同，真菌細胞壁的厚度一般為100～250 nm，而細菌僅為15～30 nm，且真菌細胞壁構成較為復雜，含有葡聚糖、半乳聚糖、蛋白質等多種組分，不同的多糖鏈相互纏繞交聯，會嵌入蛋白質、類脂及一些小分子多糖的基質中[33]。

1.3.2 PLA抑制微生物生長的作用機制

國內外學者對PLA的抗菌機制進行了大量研究，普遍認為PLA失活微生物的作用機制主要包括以下3個方面。

1）破壞細胞結構。研究發現，PLA能夠破壞細胞膜的完整性，進而導致蛋白質、核酸等細胞內容物泄露，最終使微生物死亡。Ning等[34]通過碘化丙啶（Propidium iodide，PI）染色結合流式細胞儀觀察發現，經4.5 mg/mL PLA處理30 min后，PI染色的細胞的百分比高達94.5%，而未經PLA處理的對照組的僅為6.1%，表明經PLA處理后破壞了細胞膜的完整性。Ning等[34]使用2.25 mg/mL PLA處理細胞1 h后，采用掃描電子顯微鏡觀察到細胞膜上出現了褶皺和局部破裂，內容物泄出，形成了聚集和粘連，表明PLA處理破壞了的形態和超微結構。

2）干擾DNA的合成。PLA能夠與DNA結合，并影響DNA的正常復制和轉錄，從而抑制細胞生長，甚至導致細胞死亡。Ning等[34]采用溴化乙錠（Ethidium bromide，EB）熒光探針研究了PLA與DNA的結合作用，發現DNA?EB混合溶液中加入PLA可以導致EB熒光發生淬滅，而且淬滅強度與PLA的濃度呈正相關。以上結果表明，PLA以與EB類似的方式嵌入DNA螺旋的堿基對中。

3）影響蛋白質的合成。PLA進入細胞后能夠干擾核糖體的功能，進而影響蛋白質的合成，最終導致細胞死亡。Ning等[30]采用基于相對和絕對定量同位素標記（Isobaric tags for relative and absolute quantitation，iTRAQ）技術研究了PLA處理對蠟樣芽胞桿菌（）蛋白質表達的影響。結果表明，經質量濃度為1.25 mg/mL的PLA處理1 h后，出現30個差異表達蛋白，其中19個蛋白表達水平上調，11個蛋白表達水平下調。由于kdpB蛋白（K+轉運蛋白）表達水平下調，從而導致K+的運輸受到抑制，最終導致膜電位耗散。此外，編碼為50s核糖體蛋白L30（rpmD）和30s核糖體蛋白S13（rpmG）的基因表達下調，而與RNA降解體相關的蛋白GroEL基因表達上調。

表1 PLA對不同微生物的最小抑菌濃度

Tab.1 MICs values of PLA to different microorganisms

2 苯乳酸與其他抑菌劑協同抑菌

近年來，為了增強PLA的生產效率及降低使用成本，大量研究者將PLA協同其他物質處理微生物，發現其抑菌效果顯著增強，同時還對其協同殺菌機理進行了研究。

2.1 苯乳酸與微酸性電解水協同抑菌

微酸性電解水（Slightly acid electrolyzed water，SAEW）是一種廣譜抗菌劑，具有安全、便利、成本低和環境友好等優點。研究表明，使用低濃度的PLA協同SAEW處理與使用高濃度PLA的滅菌效果相當。史云嬌[35]使用質量分數為1%的PLA與余氯質量濃度為30 mg/L的SAEW協同處理5 min，可將糞腸球菌（）從初始值8.23 lg(CFU/mL)降至3.01 lg(CFU/mL)；使用質量分數為2%的PLA處理5 min，可將其降至2.98 lg(CFU/mL)。同樣地，Liu等[36]使用質量分數為1%的PLA與余氯質量濃度為30 mg/L的SAEW協同處理5 min后，產酸克雷伯氏菌（）游離細胞由初始值約8 lg(CFU/mL)降至1.4 lg(CFU/mL)以下。此外，Liu等[36]研究了PLA協同SAEW對生物被膜的失活作用，經質量分數為1%的PLA和余氯質濃度為30 mg/L的SAEW單獨處理20 min后，生物被膜中的細胞數量分別降低了1.4和0.9個對數值，而經二者協同處理20 min后約降低了4.5個對數值。以上結果表明，二者協同的抑菌機制可能是PLA破壞細胞壁后，SAEW與細胞膜上物質發生了反應，引起質壁分離、細胞膜通透性增加，致使細胞內容物流出，最終導致菌體死亡。在今后的研究中，還應開展PLA和SAEW在肉制品、果蔬等食品殺菌保鮮中的應用研究。

2.2 苯乳酸與醋酸協同抑菌

研究證實，PLA協同醋酸處理可以顯著抑制大多數食源性致病菌和腐敗菌的活性[37]。寧亞維等[28]研究發現，PLA協同醋酸處理可以有效失活和。將PLA（0.562 5 mg/mL）和醋酸（0.875 mg/mL）單獨或協同處理24 h，結果表明，協同處理組的活菌數與單獨處理組相比均降低了2 lg(CFU/mL)以上，在中也發現了類似的現象。將PLA（0.312 5 mg/mL）與醋酸 （0.25 mg/mL）單獨或協同處理24 h，結果表明，協同處理組的活菌數比單一抑菌劑處理組的活菌數降低了2 lg(CFU/mL)以上。筆者推測二者協同的抑菌機制可能是通過改變細胞膜的通透性、破壞細胞膜完整性，從而進入細胞與DNA發生相互作用，最終導致細胞死亡。關于PLA協同醋酸處理對食品表面微生物的殺滅作用及品質影響還有待深入研究。

2.3 苯乳酸與乳酸鏈球菌素協同抑菌

Nisin是由乳酸菌的某些菌株產生的一種天然的抗菌肽，可以有效地抑制革蘭氏陽性菌的活性，但對革蘭氏陰性菌、酵母和霉菌等的抑制作用較弱[38]。Liu等[26]通過對和藤黃微球菌（）進行抑菌圈實驗，研究了PLA與Nisin的協同抗菌活性。結果表明，協同處理組的抑菌圈直徑達到了13.72 mm，而PLA和Nisin單獨處理組的抑菌圈直徑分別為11.59 mm和10.88 mm。筆者推測PLA與Nisin協同抑菌機制可能是作用位點不同，PLA通過作用于細胞隔膜，進而影響細胞的正常分裂；Nisin通過作用于細胞膜，進而影響細胞膜的通透性，最終使細胞失活。今后應對PLA協同Nisin失活食品中的有害微生物進行深入研究。

3 苯乳酸在食品保鮮中的應用

乳酸菌是公認安全（Generally recognized as safety，GRAS）的微生物，廣泛用于食品的防腐保鮮，而PLA作為乳酸菌的代謝產物，對人和動物細胞同樣無毒、無害[39]，因此PLA被廣泛應用于肉制品、果蔬、水產品等的保鮮。研究證實，PLA可以有效抑制微生物的生長繁殖，并延長食品的貨架期。

3.1 苯乳酸在肉制品保鮮中的應用

肉制品因含有豐富的蛋白質和微量元素而深受消費者的喜愛，但其水分含量過高，容易發生微生物污染，造成品質劣變，甚至引發食源性疾病[40]。鄧林等[41]研究發現，將鮮牛肉浸泡于體積分數為3%的苯乳酸發酵液5 min后于25 ℃下密封保存，其貯存時間可達10 d以上，而對照組的鮮牛肉在貯藏6 d時已發生變質。研究證實，將PLA與其他抑菌劑協同處理肉制品，可以有效地延長肉制品的貨架期。劉紹鵬等[42]將雞肉浸泡于質量分數為0.4%的PLA和質量分數為3%的大蒜及生姜精油溶液中15 s，然后于4 ℃下儲存12 d，不僅可使雞肉的貨架期相對于對照組延長了4 d，且無腐敗氣味出現。以上結果表明，PLA單獨或聯合其他抑菌劑處理可以有效滅活肉制品中的微生物，從而延長肉制品的貨架期。

3.2 苯乳酸在果蔬保鮮中的應用

果蔬中富含多種營養成分，對人體健康十分有益，但微生物污染和酶促褐變是果蔬保鮮中的兩大難題[43]。在實際應用中，通常將PLA與其他抑菌劑協同使用，以增強抑菌效果。Liu等[26]將草莓在質量濃度均為0.1 g/L的PLA和乳酸鏈球菌素（Nisin）的混合溶液中浸泡30 s，并于25 ℃下貯藏6 d，結果表明，與對照組相比，PLA和Nisin處理組樣品的腐爛率下降了約30%。此外，有學者將PLA制成可食膜用于果蔬的保鮮。趙珊等[44]將質量濃度為6 g/L的PLA、5 g/L的甘油、5 g/L的黃原膠和2 g/L的海藻酸鈉制成保鮮劑，并涂膜于甜櫻桃表面，在低溫條件下貯藏。結果表明，貯藏40 d后，未涂膜組樣品的腐爛率和質量損失率分別為18.01%和5.27%，而涂膜處理組樣品的腐爛率和質量損失率分別為7.26%和2.79%。

此外，PLA可以有效地抑制多酚氧化酶的活性，從而抑制果蔬的酶促褐變。Ren等[45]將鮮切雙孢蘑菇分別浸泡于濃度為0.5、3.0 mmol/L的PLA溶液中15 min，自然干燥后于4 ℃下儲存12 d，發現與蒸餾水處理組樣品相比，PLA處理組的多酚氧化酶活性降低了12.7%。國內外學者對PLA抑制酶促褐變的機制進行了大量研究，目前普遍認為PLA結構中的苯基會與多酚氧化酶中的氨基酸殘基形成CH?π，并相互作用，且會與多酚氧化酶中的銅原子發生螯合作用，從而有效地抑制其活性，進而抑制果蔬的酶促褐變[45]。以上研究表明，PLA可以有效地抑制果蔬中的微生物污染和酶促褐變，進而延長果蔬的貨架期。

3.3 苯乳酸在水產品保鮮中的應用

水產品的蛋白質和水分含量較高，在運輸、加工和銷售等過程中極易受到微生物的污染[46]。Fang等[47]將接種了副溶血性弧菌（）的鮮切三文魚片于6.4 mg/mL的PLA溶液中浸泡20 min。結果表明，PLA對的滅活率高達95.72%。此外，PLA協同其他抑菌劑對水產品也有很好的保鮮效果。于曉倩等[48]將新鮮鱘魚片浸泡在質量濃度為0.1 mg/mL的殼聚糖?明膠?PLA成膜液中20 min，并于4 ℃下儲存10 d，結果表明，在儲存第6天時對照組樣品的菌落總數高達8.70 lg(CFU/g)，而協同處理組樣品的菌落總數僅為5.16 lg(CFU/g)，且對照組鱘魚片中的揮發性鹽基氮含量達到了277.6 mg/kg，而殼聚糖?明膠?PLA協同處理組的揮發性鹽基氮含量僅為144.7 mg/kg，且這種趨勢一直延續至第10天。以上結果表明，PLA能夠有效抑制水產品表面微生物的生長，并延長產品的貨架期。

3.4 苯乳酸在其他食品保鮮中的應用

PLA不僅可以延長肉制品、果蔬、水產品的保質期，也可以應用于其他食品的保鮮。Liu等[26]在接種了木糖葡萄球菌（）的巴氏殺菌牛奶中單獨或聯合添加質量濃度為0.1 mg/L的PLA和Nisin溶液，并于4 ℃下儲存9 h。結果表明，與未處理組相比，Nisin單獨處理組樣品中的數量未顯著降低，而Nisin+PLA協同處理組和PLA單獨處理組樣品中數量分別降低了約2 lg(CFU/mL)和1 lg (CFU/mL)。以上結果表明，Nisin與PLA協同使用可以有效地滅活牛奶中的微生物。此外，Bustos等[49]研究發現，將質量分數為0.3%的丙酸鈣和乳酸片球菌（CRL 1753）發酵液聯用，作為制作面包的生物保鮮劑，并在面包制作完成后于30 ℃條件下儲存18 d。結果表明，在18 d的儲存期中單獨使用丙酸鈣處理的面包約有70%發生了霉變，而協同處理組面包未出現霉菌。綜上所述，PLA在食品保鮮中的應用廣泛，且有很大的應用前景。

4 結語

PLA對細菌和真菌顯示出廣譜的抑菌活性，在食品保鮮領域具有巨大的應用前景。目前，大多數菌株自身合成PLA的能力較弱，導致PLA的產量較低，生產成本較高，制約了它在食品領域的實際應用。在今后的工作中，應綜合運用結構生物學、酶工程和代謝工程等策略，來提高微生物合成PLA的轉化率和產量。同時，應對PLA在人體的代謝模式進行安全性評價，從而不斷推動PLA在食品工業中的應用。

[1] EL-SABER B G, HUSSEIN D E, ALGAMMAL A M, et al. Application of Natural Antimicrobials in Food Preservation: Recent Views[J]. Food Control, 2021, 126: 108066.

[2] STONEHOUSE G G, EVANS J A. The Use of Supercooling for Fresh Foods: A Review[J]. Journal of Food Engineering, 2015, 148: 74-79.

[3] 鄧廷山, 武國干, 孫宇, 等. 苯乳酸生物合成的研究進展[J]. 中國生物工程雜志, 2020, 40(9): 62-68.

DENG Ting-shan, WU Guo-gan, SUN Yu, et al. Advances in Biosynthesis of Phenyllactic Acid[J]. China Biotechnology, 2020, 40(9): 62-68.

[4] SINGH V P. Recent Approaches in Food Bio-Preservation - a Review[J]. Open Veterinary Journal, 2018, 8(1): 104-111.

[5] ZHANG Jian-ming, ZHANG Cheng-cheng, LEI Peng, et al. Isolation, Purification, Identification, and Discovery of the Antibacterial Mechanism of Ld[J]. Food Control, 2022, 132: 108490.

[6] QIAO Nan-zhen, YU Lei-lei, ZHANG Cheng-cheng, et al. A Comparison of the Inhibitory Activities ofandAgainstand an Analysis of Potential Antifungal Metabolites[J]. FEMS Microbiology Letters, 2020, 367(18): 1-10.

[7] MAO Yin, ZHANG Xiao-juan, XU Zheng-hong. Identification of Antibacterial Substances ofDY-6 for Bacteriostatic Action[J]. Food Science & Nutrition, 2020, 8(6): 2854-2863.

[8] LIU Fang, SUN Zhi-lan, WANG Feng-ting, et al. Inhibition of Biofilm Formation and Exopolysaccharide Synthesis ofby Phenyllactic Acid[J]. Food Microbiology, 2020, 86: 103344.

[9] CORTéS-ZAVALETA O, LóPEZ-MALO A, HERNáNDEZ-MENDOZA A, et al. Antifungal Activity of Lactobacilli and Its Relationship with 3-Phenyllactic Acid Production[J]. International Journal of Food Microbiology, 2014, 173: 30-35.

[10] SORRENTINO E, TREMONTE P, SUCCI M, et al. Detection of Antilisterial Activity of 3-Phenyllactic Acid Usingas a Model[J]. Frontiers in Microbiology, 2018, 9: 1373.

[11] LIU Fang, WANG Feng-ting, DU Li-hui, et al. Antibacterial and Antibiofilm Activity of Phenyllactic Acid Against[J]. Food Control, 2018, 84: 442-448.

[12] ZHU Yi-bo, WANG Ying, XU J, et al. Enantioselective Biosynthesis of L-Phenyllactic Acid by Whole Cells of Recombinant[J]. Molecules, 2017, 22(11): 1966.

[13] DRAANEN N A, HENGST S. The Conversion of L-Phenylalanine to (S)-2-Hydroxy-3-Phenylpropanoic Acid: A Simple, Visual Example of a Stereospecific S(N)2 Reaction[J]. Journal of Chemical Education, 2010, 87(6): 623-624.

[14] WU Wen-yu, DENG Gang, LIU Chen-jian, et al. Optimization and Multiomic Basis of Phenyllactic Acid Overproduction by[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2020, 68(6): 1741-1749.

[15] JUNG S, HWANG H, LEE J H. Effect of Lactic Acid Bacteria on Phenyllactic Acid Production in Kimchi[J]. Food Control, 2019, 106: 106701.

[16] ZHENG Zhao-juan, MA Cui-qing, GAO Chao, et al. Efficient Conversion of Phenylpyruvic Acid to Phenyllactic Acid by Using Whole Cells ofSDM[J]. PLoS One, 2011, 6(4): e19030.

[17] DIEULEVEUX V, VAN DER PYL D, CHATAUD J, et al. Purification and Characterization of Anti-Compounds Produced by[J]. Applied and Environmental Microbiology, 1998, 64(2): 800-803.

[18] VALERIO F, LAVERMICOCCA P, PASCALE M, et al. Production of Phenyllactic Acid by Lactic Acid Bacteria: An Approach to the Selection of Strains Contributing to Food Quality and Preservation[J]. FEMS Microbiology Letters, 2004, 233(2): 289-295.

[19] 王海寬, 高雪芹, 張淑麗, 等. 底物對凝結芽孢桿菌TQ33產苯乳酸的影響[J]. 天津科技大學學報, 2014, 29(6): 11-15.

WANG Hai-kuan, GAO Xue-qin, ZHANG Shu-li, et al. Effect of Substrates on the Production of Phenyllactic Acid ofTQ33[J]. Journal of Tianjin University of Science & Technology, 2014, 29(6): 11-15.

[20] VALERIO F, DI BIASE M, LATTANZIO V M T, et al. Improvement of the Antifungal Activity of Lactic Acid Bacteria by Addition to the Growth Medium of Phenylpyruvic Acid, a Precursor of Phenyllactic Acid[J]. International Journal of Food Microbiology, 2016, 222: 1-7.

[21] LI Xing-feng, JIANG Bo, PAN Bei-lei. Biotransformation of Phenylpyruvic Acid to Phenyllactic Acid by Growing and Resting Cells of aSp[J]. Biotechnology Letters, 2007, 29(4): 593-597.

[22] LUO Xi, ZHANG Ying-ying, YIN Long-fei, et al. Efficient Synthesis of D-Phenyllactic Acid by a Whole-Cell Biocatalyst Co-Expressing Glucose Dehydrogenase and a Novel D-Lactate Dehydrogenase from[J]. 3 Biotech, 2020, 10(1): 14.

[23] 倪正, 關今韜, 沈紹傳, 等. 苯乳酸的微生物合成及分離研究進展[J]. 化工進展, 2016, 35(11): 3627-3633.

NI Zheng, GUAN Jin-tao, SHEN Shao-chuan, et al. An Overview of Recent Advances in Microbial Synthesis and Separation of Phenyllactic Acid[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2016, 35(11): 3627-3633.

[24] 郭明, 胡昌華. 生物轉化——從全細胞催化到代謝工程[J]. 中國生物工程雜志, 2010, 30(4): 110-115.

GUO Ming, HU Chang-hua. Bioconversion—From Whole Cell Biocatalysis to Metabolic Engineering[J]. China Biotechnology, 2010, 30(4): 110-115.

[25] 王秀婷. 重組大腸桿菌全細胞轉化L?苯丙氨酸合成苯乳酸的研究[D]. 無錫: 江南大學, 2018: 45-49.

WANG Xiu-ting. Study of Biosynthesis of Phenyllactic Acid by RecombinantWhole-Cell Biotransformation of L-Phenylalanine[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2018: 45-49.

[26] LIU Jia-heng, HUANG Rong-rong, SONG Qian-qian, et al. Combinational Antibacterial Activity of Nisin and 3-Phenyllactic Acid and Their Co-Production by Engineered[J]. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2021, 9: 612105.

[27] WANG Feng-ting, WU Hai-hong, JIN Pan-pan, et al. Antimicrobial Activity of Phenyllactic Acid Againstand Its Effect on Cell Membrane[J]. Foodborne Pathogens and Disease, 2018, 15(10): 645-652.

[28] 寧亞維, 付浴男, 何建卓, 等. 苯乳酸和醋酸聯用對單核細胞增生李斯特菌的協同抑菌機理[J]. 食品科學, 2020, 41(23): 70-76.

NING Ya-wei, FU Yu-nan, HE Jian-zhuo, et al. Synergistic Antibacterial Mechanism of Phenyllactic Acid Combined with Acetic Acid Against Listeria[J]. Food Science, 2020, 41(23): 70-76.

[29] 寧亞維, 付浴男, 何建卓, 等. 苯乳酸和醋酸聯用對大腸桿菌的抑菌機理[J]. 食品科學, 2021, 42(3): 77-84.

NING Ya-wei, FU Yu-nan, HE Jian-zhuo, et al. Antibacterial Mechanism of Phenyllactic Acid Combined with Acetic Acid on[J]. Food Science, 2021, 42(3): 77-84.

[30] NING Ya-wei, FU Yu-nan, HOU Lin-lin, et al. ITRAQ-Based Quantitative Proteomic Analysis of Synergistic Antibacterial Mechanism of Phenyllactic Acid and Lactic Acid Against[J]. Food Research International, 2021, 139: 109562.

[31] 劉韻昕. 苯乳酸的抑菌活性及抑菌機理研究[D]. 臨汾: 山西師范大學, 2017: 9-17.

LIU Yun-xin. Antibacterial Activity and Mechanism of Action of Phenyllactic Acid[D]. Linfen: Shanxi Normal University, 2017: 9-17.

[32] LAVERMICOCCA P, VALERIO F, VISCONTI A. Antifungal Activity of Phenyllactic Acid Against Molds Isolated from Bakery Products[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2003, 69(1): 634-640.

[33] GARCIA-RUBIO R, OLIVEIRA H C, RIVERA J, et al. The Fungal Cell Wall:,, andSpecies[J]. Frontiers in Microbiology, 2020, 10: 2993.

[34] NING Ya-wei, YAN Ai-hong, YANG Kun, et al. Antibacterial Activity of Phenyllactic Acid Againstandby Dual Mechanisms[J]. Food Chemistry, 2017, 228: 533-540.

[35] 史云嬌. 藏羊肉優勢腐敗菌的分離、成膜特性及其控制技術研究[D]. 揚州: 揚州大學, 2019: 40-55.

SHI Yun-jiao. Study on Isolation, Film Formation and Control Technology of Dominant Putrid Bacteria in Tibetan Mutton[D]. Yangzhou: Yangzhou University, 2019: 40-55.

[36] LIU Fang, TANG Chun, WANG De-bao, et al. The Synergistic Effects of Phenyllactic Acid and Slightly Acid Electrolyzed Water to Effectively InactivatePlanktonic and Biofilm Cells[J]. Food Control, 2021, 125: 107804.

[37] 寧亞維, 侯琳琳, 于同月, 等. 中國食醋中苯乳酸的檢測、鑒定及其與醋酸的聯合抑菌作用[J]. 食品科學, 2021, 42(12): 233-241.

NING Ya-wei, HOU Lin-lin, YU Tong-yue, et al. Detection and Identification of Phenyllactic Acid in Chinese Vinegar and Its Combined Bacteriostatic Effect with Acetic Acid[J]. Food Science, 2021, 42(12): 233-241.

[38] SANTOS J C P, SOUSA R C S, OTONI C G, et al. Nisin and other Antimicrobial Peptides: Production, Mechanisms of Action, and Application in Active Food Packaging[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2018, 48: 179-194.

[39] 鄭維君. 食品中苯乳酸的研究[J]. 食品研究與開發, 2017, 38(7): 217-220.

ZHENG Wei-jun. Study on Phenyllactic Acid in Food[J]. Food Research and Development, 2017, 38(7): 217-220.

[40] MUNEKATA P E S, ROCCHETTI G, PATEIRO M, et al. Addition of Plant Extracts to Meat and Meat Products to Extend Shelf-Life and Health-Promoting Attributes: An Overview[J]. Current Opinion in Food Science, 2020, 31: 81-87.

[41] 鄧林, 劉延嶺. 苯乳酸菌發酵液在牛肉保鮮中的應用研究[J]. 食品與發酵科技, 2017, 53(2): 24-28.

DENG Lin, LIU Yan-ling. Study on the Application of Lactobacillus Fermentation Broth in Beef Preservation[J]. Food and Fermentation Sciences & Technology, 2017, 53(2): 24-28.

[42] 劉紹鵬, 曹秀娟, 賀峰. 苯乳酸復合保鮮劑在雞肉保鮮中的應用[J]. 肉類工業, 2019(6): 46-50.

LIU Shao-peng, CAO Xiu-juan, HE Feng. Application of Phenyllactic Acid Compound Preservative in Chicken Preservation[J]. Meat Industry, 2019(6): 46-50.

[43] AMIT S K, UDDIN M M, RAHMAN R, et al. A Review on Mechanisms and Commercial Aspects of Food Preservation and Processing[J]. Agriculture & Food Security, 2017, 6(1): 51.

[44] 趙珊, 貢漢生, 田亞晨, 等. 苯乳酸-海藻酸鈉涂膜保鮮劑的制備及其在甜櫻桃保鮮中的應用[J]. 食品科學, 2018, 39(11): 221-226.

ZHAO Shan, GONG Han-sheng, TIAN Ya-chen, et al. Preparation of PLA/SA Composite Coating and Its Application in Quality Preservation of Sweet Cherries[J]. Food Science, 2018, 39(11): 221-226.

[45] REN Hai-wei, DU Na-na, NIU Xiao-qian, et al. Inhibitory Effects of L-3-Phenyllacitc Acid on the Activity of Mushnroom Pholyphenol Oxidase[J]. Food Science and Technology, 2021, 41(S1): 343-351.

[46] DEHGHANI S, HOSSEINI S V, REGENSTEIN J M. Edible Films and Coatings in Seafood Preservation: A Review[J]. Food Chemistry, 2018, 240: 505-513.

[47] FANG Mei-mei, WANG Rui-fei, AGYEKUMWAA A K, et al. Antibacterial Effect of Phenyllactic Acid Againstand Its Application on Raw Salmon Fillets[J]. LWT, 2022, 154: 112586.

[48] 于曉倩, 張成林, 李晴, 等. 苯乳酸納米粒保鮮膜對冷藏鱘魚保鮮效果研究[J]. 包裝工程, 2020, 41(9): 17-22.

YU Xiao-qian, ZHANG Cheng-lin, LI Qing, et al. Effect of G-C-NanoPLA Films on the Preservation of Froze Sturgeon[J]. Packaging Engineering, 2020, 41(9): 17-22.

[49] BUSTOS A Y, FONT DE VALDEZ G, GEREZ C L. Optimization of Phenyllactic Acid Production byCRL 1753. Application of the Formulated Bio-Preserver Culture in Bread[J]. Biological Control, 2018, 123: 137-143.

Application and Research Progress of Phenyllactic Acid in Food Preservation

LI Boa,b, ZHENG Kai-xia, HUANGFU Lu-lua, MA Yun-fanga

(a. School of Food and Bioengineering b. Henan Key Laboratory of Cold Chain Food Quality and Safety Control, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450001, China)

The work aims to introduce theantibacterial mechanism of phenyllactic acid (PLA) and its synergistic antibacterial action with slightly acidic electrolytic water, acetic acid and nisin, so as to provide ideas and basis for the application of PLA in food preservation. The physicochemical properties and preparation methods of PLA as well as its antibacterial activity and antibacterial mechanism against different kinds of microorganisms were summarized. Then, the application of PLA in preservation of meat products, fruits and vegetables and aquatic products was reviewed. In addition, limitations of existing research and future research directions were also discussed in detail. PLA could inhibit the growth of microorganisms by destroying cell structure and interfering with DNA synthesis and protein synthesis. Synergistic treatment of PLA with slightly acidic electrolytic water, acetic acid and nisin could significantly enhance the bacteriostatic effect. PLA can inhibit bacteria and fungi extensively and has synergistic effect with other bacteriostats, which has a broad application prospect in food preservation.

phenyllactic acid; antibacterial mechanisms; food preservation; synergistic effect

TS205.9

A

1001-3563(2022)15-0129-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.15.015

2021–11–18

河南省高等學校重點科研項目（22A550018）；鄭州輕工業大學博士科研啟動項目（13501050069）

李波（1986—），博士，講師，主要研究方向為食品包裝安全與質量控制。

責任編輯：彭颋