含有精油和机器学习的生物活性薄膜用于控制Aspergillus niger的生长和fumonisin B₂生产在体外

科学领域:

• 食品科学 食品科学 食品科学
• 菌类学 菌类学是指菌类学.
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 黑色虫是一种重要的食品污染物和生物技术微生物.
• 一些菌株产生有毒的烟素B2 (FB2) 菌毒素,对人类和动物健康构成风险.
• 需要在农产品,特别是有机食品中有效控制A. niger和FB2的战略.

研究的目的:

• 评估以乙烯 - 乙烯醇 (EVOH) 配合聚合物薄膜与精油 (EO) 或其组件作为抗真菌和抗fumonisin剂对抗A. niger.
• 为了确定这些生物活性薄膜在各种水活动和温度条件下的有效性.
• 开发机器学习模型来预测真菌生长和真菌毒素生产.

主要方法:

• 从有机玉米中分离出来的两种A. niger被测试了含有Origanum vulgare (ORE),Cinnamomum zeylanicum (CIN) EO或单个成分 (卡瓦克罗尔,甲,,异原醇,林纳醇) 的EVOH薄膜.
• 辐射殖民地生长速度 (GR),有效剂量 (ED50,ED90,ED100) 和FB2水平在不同的水活动 (0.95-0.99) 和温度 (20-35°C) 下测量.
• 使用XGBoost和支持矢量机 (SVM) 算法,构建了GR和FB2生产的预测模型.

主要成果:

• 菌分离物,膜类型,剂量,水活性和温度显著影响了A. niger的控制和FB2的产生.
• 最佳的A. niger生长发生在0.99水活动和35°C时;最佳的FB2产量发生在0.97水活动和28°C时.
• 含有肉甲 (CINHO),异原醇 (IEG) 和卡尔瓦克罗尔 (CAR) 的 EVOH 薄膜最有效. EVOH-CINHO在250μg/Petri盘中抑制了生长,而EVOH-IEG,EVOH-CIT,EVOH-CAR和EVOH-LIN在1000μg/盘中抑制了生长.
• XGBoost和SVM模型准确地预测了GR,XGBoost在FB2预测方面也表现出色.

结论:

• 生物活性EVOH薄膜包含香甲,异原醇和等精油成分,对A. niger和FB2的产生非常有效.
• 这些可生物降解的薄膜显示出作为食品包装成分的巨大潜力,以确保新鲜和有机食品的安全性.
• 该研究强调了这种生物活性薄膜首次用于对抗A. niger和FB2,在食品供应链中的真菌毒素控制方面取得了有希望的结果.