プラズマ駆動型ケールクエルセチンの酸化的修飾とそのサクランボトマトへの抗菌応用

科学分野:

• 食品科学
• 微生物学
• 生化学

背景:

• 天然フラボノールであるケルセチンは抗酸化特性を持っていますが、特定の条件下では酸化ストレスと活性酸素種（ROS）を誘導する可能性があります。
• ケルセチンのこの酸化促進活性は、その強力な抗菌効果の鍵となります。

研究 の 目的:

• 抗菌応用のため、ケルセチンの酸化促進特性を活性化する低温プラズマの使用を調査すること。
• サクランボトマトの除染のためのプラズマ活性化ケルセチン（PAQ）の有効性、メカニズム、および食品安全への応用を評価すること。

主な方法:

• 低温プラズマ処理を使用して、ケルセチンをその酸化促進型（PAQ）に変換しました。
• 大腸菌O157:H7、サルモネラ菌、リステリア・モノサイトゲネスに対する抗菌有効性を評価しました。
• PAQの作用機序を理解するために、化学分析（FT-IR、UV-Vis）および生物学的アッセイを実施しました。
• PAQのサクランボトマト除染における有効性と、果実品質への影響を評価しました。

主要な成果:

• PAQは20分間のプラズマ処理で75μMにおいて有意な細菌減少（>5.19ログ）を達成しました。
• FT-IRおよびUV-Vis分析により、ケルセチンのキノン型への酸化的変換が確認されました。
• PAQは病原菌の細胞膜損傷、代謝活性の低下、細胞内ROSの増加を誘導しました。
• PAQはサクランボトマト上で3ログ以上の病原菌減少を品質低下なしで実証し、5回の再利用サイクルで活性を維持しました。

結論:

• 低温プラズマは、ケルセチンを酸化促進型抗菌剤（PAQ）に効果的に変換します。
• PAQは、ROSを介した持続的な細菌不活化を発揮し、微生物学的安全性を向上させる有望な方法を提供します。
• PAQは、品質を損なうことなく、サクランボトマトのような生鮮食品の除染に実行可能な選択肢であり、食品の安全性を向上させます。