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面包的霉变腐败不只会导致巨大的经济损失,有些真菌产生的毒素也会对人体健康构成严重威胁。如何有效控制面包的霉变腐败,延长其货架期已成为阻碍当前我国面包行业发展的首要问题。天然保鲜剂因其没有化学合成保鲜剂所带来的环境污染,农药残留及威胁健康等问题,已成为国内外食品保鲜行业研究的热点。然而,天然保鲜剂存在使用成本高、效率低及作用靶向不明确等问题。精油作为主要的天然植物源保鲜剂,由于香气阈值低,作用时效短,易氧化分解及其在食品基质中的最低抑菌浓度值（MIC）高于体外MIC等问题限制了其在食品保鲜中的应用。因此,为了能够有效解决这些问题,本文从协同抑菌的角度出发来探究丁香酚和柠檬醛组合(SEC)对娄地青霉（Penicillium roqueforti）和黑曲霉（Aspergillus niger）的协同作用机理,以期从协同效应的角度来降低精油在食品保鲜中的使用剂量和成本,提高其抑菌效果。在此基础上制备了含精油的多孔淀粉微胶囊活性抗菌小包装,根据不同温度下的缓释动力学模型确定了微胶囊在面包保鲜中的添加量。论文的主要研究内容包括4个部分:1、具有协同抗菌效应组合的筛选及其在面包保鲜中应用的初步评价本研究选取10种已报道的在烘焙产品保鲜中较为常用的天然保鲜剂,针对烘焙产品中常见的腐败真菌,同时也是引起面包腐败的主要微生物种,娄地青霉（Penicillium roqueforti,以下简写P.roqueforti）和黑曲霉（Aspergillus niger,以下简写A.niger）进行抗菌活性研究。根据MIC值采用棋盘法对10种天然保鲜剂进行复配后发现对两种真菌均有协同抑菌作用的组合仅有1组,即丁香酚和柠檬醛(标记为SEC),其在协同抑菌作用中的MIC值比单独使用时的MIC值降低了75%～76%,有效降低了单种活性成分的作用浓度。通过建模和分子对接发现丁香酚和柠檬醛能够通过不同的氨基酸残基与娄地青霉和黑曲霉细胞壁中的β-1,3-葡聚糖合成酶蛋白和几丁质合成酶蛋白的活性位点相结合从而抑制了细胞壁的正常合成。当SEC在1 MIC时对两种真菌的孢子萌发抑制率均达到了87%以上,且对菌丝生长和菌丝形态具有明显的抑制作用。同时,货架期实验初步证明SEC与单独的丁香酚或柠檬醛相比能够更好的延长面包的货架期,且对面包的感官无显著影响。2、从分子水平上揭示SEC对娄地青霉和黑曲霉细胞膜的协同作用机理SEC组合对娄地青霉和黑曲霉细胞膜的完整性造成了严重损伤。SEC能与膜蛋白中的色氨酸（Trp）,酪氨酸（Tyr）和苯丙氨酸（Phe）相结合,破坏细胞膜的结构,其中SEC与它们的结合主要是以氢键为主,范德华力为辅。此外,SEC导致两种真菌细胞膜中不饱和脂肪酸的比例升高,膜的流动性增强,膜蛋白被降解。SEC、丁香酚和柠檬醛能够引起ROS爆发和丙二醛含量的增加。它们通过调控NOX基因的表达来诱导ROS的积累引起细胞膜的氧化损伤,而柠檬醛在SEC对细胞膜氧化损伤的协同效应中起主导作用。丁香酚和柠檬醛的亲脂性有助于它们在细胞膜中的溶解和渗透,降低麦角固醇的合成,其中丁香酚在抑制麦角固醇的合成作用中的贡献率大于柠檬醛。由于细胞膜的完整性被破坏,导致细胞内容物泄漏、DNA降解和电导率增加。在SEC损伤细胞膜完整性和通透性的过程中丁香酚起主要作用。细胞形态及细胞超微结构的变化进一步证实了这一结论。3、SEC对娄地青霉和黑曲霉的线粒体损伤和能量代谢的影响SEC可导致两种真菌的线粒体形态出现严重变形或塌陷,膜电位显著升高,发生膜电势超级化现象。其中丁香酚在SEC对线粒体形态和膜电位影响的协同作用中的贡献度大于柠檬醛。对三羧酸循环（TCA）中关键酶活性的研究表明SEC抑制了琥珀酸脱氢酶（SDH）、异柠檬酸脱氢酶（IDH）、丙酮酸脱氢酶（PDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）、柠檬酸合成酶（CS）和α-酮戊二酸脱氢酶（α-KGDH）的活性,其酶活性的下降率在71.45%～98.38%之间。此外,SEC降低了细胞内ATP的合成和ATPase的活性,扰乱了正常的TCA循环,破坏了线粒体的正常功能。通过能量代谢发现SEC处理导致β-半乳糖苷酶,碱性磷酸酶,总腺苷酸含量和能荷均出现了不同程度的降低其中两种酶活性的下降率在12%～19%之间,能荷的下降率在6.9%～13%之间。此外,SEC抑制了娄地青霉SDH、IDH和FH相关功能的基因表达,诱导了它们在黑曲霉中的表达。这些基因表达的突变,严重扰乱了正常的TCA循环和能量代谢,最终导致细胞凋亡。4、一种延长面包货架期的新方法:含SEC的活性抗菌小包装以SEC和多孔淀粉为基材开发了一种含SEC的多孔淀粉微胶囊抗菌活性小包装(PSMA)。体外测试表明PSMA对两种真菌具有良好的抑制作用。PSMA在25℃时属于一级动力学释放,在35℃和45℃时处于扩散和一级释放之间。在25℃贮藏条件下,在PP（聚丙烯）和HDPE（高密度聚乙烯）包装中,PSMA能将面包的货架期延长到第13 d。而在这两种包装中,单独含丁香酚和柠檬醛抗菌活性小包装组中面包的货架期均为11 d和9 d。PSMA与单独的丁香酚和柠檬醛抗菌活性小包装相比能够更有效的抑制面包中霉菌和酵母菌的生长。当抗菌小包装中微胶囊的添加量为1 g,1.5 g和2 g时,分别在贮藏第13 d,第7 d和第5 d达到或超过协同最低抑菌浓度值0.190 mg/m L。通过货架期实验发现SEC在气相状态条件下的抑菌活性高于液体状态。最终,感官评价表明在PP和HDPE包装中使用PSMA对面包的感官属性没有显著性的影响。本课题的研究结果为高效天然抗菌剂的开发提供了科学的理论依据,同时,也为延长烘焙产品的货架期提供方法借鉴。