Inter-strain variability on the cardinal parameters (pH and Aw) of clinical and food isolates of Listeria monocytogenes using turbidimetric measurements
基于比浊法测定临床与食品源单核细胞增生李斯特菌菌株在pH和水分活度关键参数上的株间差异性
来源：International Journal of Food Microbiology, 2024, Volume 411, 110521
《国际食品微生物学杂志》，2024年，第411卷，文章编号110521
摘要
本研究采用比浊法测定26株临床与食品源单核细胞增生李斯特菌在不同pH与水分活度（Aw）下的生长速率，拟合关键参数模型评估株间差异性。结果显示菌株间在最低生长pH（pHmin）与最低水分活度（Awmin）上存在高度差异，且二者无相关性；按来源分组（临床、鱼肉、肉制品）发现，肉制品来源菌株平均pHmin最低（4.57），耐酸适应性更强。研究揭示了菌株差异对预测微生物模型的影响，为即食食品风险评估提供基础数据。
关键词
单核细胞增生李斯特菌；株间差异性；关键参数；pH；水分活度；比浊法；预测微生物学；食品源菌株；临床菌株
研究目的
定量分析不同来源单核细胞增生李斯特菌在pH与水分活度关键生长参数上的株间差异，明确菌株来源与耐酸、耐渗透压能力的关系，为食品风险评估提供更精准的模型参数。
研究思路
1. 选取26株李斯特菌，包括临床分离株、鱼肉及肉制品分离株、食品接触面分离株。
2. 配制不同pH（4.36–6.16）与不同Aw（0.941–0.991）的BHI培养基。
3. 使用Bioscreen C进行比浊法测定，连续96h记录OD540，获取生长曲线。
4. 以检测时间计算比生长速率，采用关键参数模型（CPM）拟合pHmin、Awmin与最适生长速率（GRopt）。
5. 按临床、鱼肉、肉制品分组统计，比较组间与组内差异，分析相关性。
研究亮点
1. 系统量化26株李斯特菌在pH与Aw上的株间异质性，数据量大且来源覆盖广。
2. 证实肉制品来源菌株耐酸能力显著更强，为肉制食品安全提供靶向防控依据。
3. 采用标准化比浊法与统一模型，结果可直接用于预测微生物学模型优化。
4. 发现pHmin与Awmin无线性相关，说明耐酸与耐渗透压由独立机制调控。
可延伸的方向
1. 在真实食品基质（鱼肉、肉制品、奶酪）中验证关键参数适用性。
2. 结合基因组分析，挖掘耐酸、耐渗透压相关基因型与表型关联。
3. 研究低温耦合pH/Aw胁迫下的菌株差异性。
4. 建立包含株间差异的随机预测模型，提升风险评估准确性。
5. 探究应激适应对关键参数的影响。
测量的数据及研究意义
1. 最低生长pH（pHmin）数据：范围4.29–5.04，平均4.66，肉制品组最低4.57，来自表1、图5，意义是明确不同菌株耐酸边界，肉制品菌株适应酸性环境更强。
2. 最低水分活度（Awmin）数据：范围0.925–0.951，平均0.936，来自表2、图6，意义是反映菌株耐渗透压能力，存在明显株间差异。
3. 最适生长速率（GRopt）数据：pH组0.86–1.84 h⁻¹，Aw组0.85–1.53 h⁻¹，来自表1、表2，意义是反映菌株生长潜能，与应激抗性无直接关联。
4. 模型拟合优度（R²）数据：pH模型多数>0.90，Aw模型多数>0.715，意义是证明模型可靠，参数可用于风险预测。
结论
1. 单核细胞增生李斯特菌在pHmin与Awmin上存在高度株间差异性，来源是重要影响因素。
2. 肉制品来源菌株平均pHmin最低，耐酸适应性更强，更易在酸性即食食品中存活。
3. pHmin与Awmin之间无相关性，耐酸与耐渗透压为独立表型。
4. 菌株差异会显著影响预测模型准确度，风险评估必须考虑株间异质性。
5. 部分菌株可在低于欧盟法规限值的pH与Aw条件下生长，存在潜在安全隐患。
使用芬兰Bioscreen仪器测量数据的研究意义
使用Bioscreen C全自动生长分析仪，在37℃下每20分钟自动读取OD540，连续监测96小时，实现高通量、平行化、高精度生长曲线测定。该方法消除人工取样误差，提供高时间分辨率的生长数据；可准确识别生长延滞期、指数生长期与稳定期，精准计算比生长速率；为关键参数模型（CPM）提供高质量输入数据，使pHmin与Awmin拟合更可靠；同时支持多菌株、多胁迫条件同步测试，是量化株间差异性的核心技术保障，让预测微生物学数据更具重复性与可比性。