真菌污染给人类生活的诸多方面带来了严重的危害。其中,以黄曲霉为代表的一系列霉菌,不仅仅可对人体进行直接地侵染而导致全身系统性疾病,而且可以侵染食品、植物及药材,导致其营养及药用成份的改变,使其变质而失去原有的经济价值,从而给国家带来严重的经济损失。随着科技的进步和人类生活水平的不断提高,人们对自身健康和食品安全越来越重视,而鉴于大部分化学防腐剂存在致癌、致畸、高毒性等原因,因此,研发安全、高效、经济的天然食品防腐剂成为研究的热点。挥发油是植物体内次生代谢产物之一,据报道,挥发油具有抗菌驱虫、抗炎、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤、解热镇痛、祛痰止咳等多种生物活性,且大多数挥发油被认为是安全的(GRAS),因此,用挥发油作为天然食品防腐剂具有很好的潜在开发价值。莳萝子是伞形科草本植物莳萝的种子,其挥发油具有抗菌、降血脂、抗氧化等多种生物活性。本研究是以莳萝子挥发油为研究对象,研究其体外体内抗食品腐败真菌活性、作用机理及天然防腐剂的开发,主要开展的研究工作如下：1.采用水蒸气蒸馏法提取莳萝子挥发油,平均提油率约为3.5%。气相色谱-质谱法(GC-MS)对挥发油成分进行分离和鉴定,以色谱峰面积归一化法计算了各成分的相对含量。从莳萝子挥发油中鉴定了共占挥发油总含量99.4%的23个化合物,主要物质有香芹酮(41.5%),柠檬烯(32.6%)及芹菜脑(16.8%),这3种化合物占挥发油总量的90.9%。用Bliss法对莳萝子挥发油进行急性毒性试验,试验对象为SPF级昆明小鼠,测得其LD50为3861.5mg/kg,95%可信限为3555.1～4194.2mg/kg.2.对莳萝子挥发油进行体内外抗食品腐败真菌活性研究,莳萝子挥发油对食品污染中常见的黄曲霉(Aspergillus flavus),黑曲霉(Aspergillus niger)米曲霉(Aspergillus oryzae)及链格孢(Alternaria alternata)菌显示出很好的抗菌活性,评价了挥发油对菌丝生长和生物量的影响,测得其MIC为2.0μL/mL,考察了莳萝子挥发油对孢子萌发和生长动力学的影响,进一步对黑曲霉真菌形态学的影响进行了光学显微镜和扫描电镜的观察,黑曲霉在挥发油影响下孢子囊出现变形,菌丝出现变细、变皱、聚集及膨大现象。此外,挥发油在2.0μL/mL时完全地抑制了黄曲霉毒素的产生。体内抗菌实验表明,在人工接种组和自然感染组中,莳萝子挥发油分别在120μL/mL和100μL/mL时可有效地防止樱桃西红柿腐败。3.制备莳萝子挥发油固体升华剂。处方筛选后的最佳制备工艺为：莳萝子挥发油浓度为15%～20%,莳萝子挥发油：复合乳化剂=3:1,64%Span80+36%Tween80配制HLB=8.2的复合乳化剂体系,60℃下匀质乳化,得到均一、细腻、稳定的乳液,缓缓加入到1%的琼脂溶液中,控温搅拌,成均匀的乳胶剂,冷却成胶即得莳萝子挥发油固体升华剂。根据经典恒温加速试验,用气相-顶空进样分析,计算出莳萝子固体升华剂的常温分解速率常数K25=0.00044662,半衰期为1551.7h(约65天),储存期为236.0h(约10天)。4.以细胞膜和线粒体为作用靶标研究莳萝子挥发油对A. flavus的抗菌作用机理,采用流式细胞仪等检测莳萝子挥发油对真菌细胞膜的损伤并进一步通过阻碍细胞膜中麦角固醇的合成实验来验证,真菌细胞膜的严重破坏致使细胞内容物泄漏；采用罗丹明染色法测定莳萝子挥发油作用后A. flavus的线粒体膜电位(MMP)、葡萄糖诱导酸化法测定pH值变化、分光光度法测定线粒体ATP酶及脱氢酶活性、荧光染色法测定线粒体内活性氧(ROS)含量。结果表明莳萝子挥发油导致A. flavus的MMP升高和线粒体内脱氢酶的活性被显著抑制,这些线粒体功能的异常导致线粒体内ROS积累,而由莳萝子挥发油诱导的ROS的积累随着抗氧化剂半胱氨酸(Cys)的加入其含量被显著的抑制,从而抑制了莳萝子挥发油的抗真菌活性,说明ROS是莳萝子挥发油抗真菌作用的关键介导。5.ROS为A. flavus凋亡的关键调节因子,因而进一步探究莳萝子挥发油诱导A. flavus线粒体ROS积累是否造成其细胞凋亡。采用透射电镜观察莳萝子挥发油作用于A. flavus后细胞超微结构的改变,采用共聚焦显微镜检测A. flavus经DAPI染色后细胞核的破碎情况,经FITC-AnnexinV染色后测定A. flavus磷脂酰丝氨酸(PS)的外翻,经FITC-VAD-FMK荧光染色后测定莳萝子挥发油作用后A. flavus的Metacaspase活性,经分光光度法测定线粒体内细胞色素C(Cyt C)含量。结果表明莳萝子挥发油导致A. flavus出现典型的凋亡特征,如染色质凝集、细胞核浓缩和PS的外翻,说明莳萝子挥发油导致了A. flavus细胞凋亡。莳萝子挥发油诱导了A. flavus线粒体内Cyt C的释放,并导致Metacaspase的激活。抗氧化剂Cys抑制挥发油导致的细胞核的裂解,PS的外翻以及Metacaspase的活化,暗示了ROS是莳萝子挥发油造成细胞凋亡的重要介导因子。作用机理实验表明,莳萝子挥发油是通过引起A. flavus线粒体ROS累积,进而激活Metacaspase诱导A. flavus细胞凋亡,从而发挥其抗真菌作用。