在甜菜根混合叶沙拉的储存期间,细菌总数从8.49±0.13 log CFU g⁻¹增加到11.78±0.01 log CFU g⁻¹(增加超过2个对数单位)。喷洒和吸收垫的应用在6小时后对限制细菌总数的效果不显著,而48小时后产品环境中的细菌生长显著减少(p < 0.05)。喷洒比吸收垫更有效地减少了产品中细菌的生长(48小时后细菌总数分别为9.33±0.56 log CFU g⁻¹和9.44±0.07 log CFU g⁻¹)。使用噬菌体混合物以直接喷洒或吸收垫形式应用,与对照样品相比减少了99%的细菌总数(减少2个对数单位)。
表6. 噬菌体混合物应用后储存期间细菌总数(TNB)的降低水平
| 食品样品 | 处理方式 | 初始细菌总数 log CFU g⁻¹ | 处理后细菌总数 log CFU g⁻¹ | 细菌总数降低值 log CFU g⁻¹ | 降低百分比 % |
| 芝麻菜 | 对照组(未处理) | 7.14±0.37ᵇ | - | - | - |
| 芝麻菜 | 噬菌体鸡尾酒处理 | 7.14±0.37ᵇ | 6.23±0.41ª | 0.91 | 12.7% |
| 混合叶沙拉配胡萝卜 | 对照组(未处理) | 7.35±0.39ᵇ | - | - | - |
| 混合叶沙拉配胡萝卜 | 噬菌体鸡尾酒处理 | 7.35±0.39ᵇ | 6.42±0.33ª | 0.93 | 12.6% |
| 混合叶沙拉配甜菜根 | 对照组(未处理) | 7.34±0.05ᵇ | - | - | - |
| 混合叶沙拉配甜菜根 | 噬菌体鸡尾酒处理 | 7.34±0.05ᵇ | 6.39±0.09ª | 0.95 | 12.9% |
| 已清洗菠菜 | 对照组(未处理) | 7.61±0.52ᵇ | - | - | - |
| 已清洗菠菜 | 噬菌体鸡尾酒处理 | 7.61±0.52ᵇ | 6.71±0.45ª | 0.90 | 11.8% |
| 未清洗菠菜 | 对照组(未处理) | 6.29±0.05ᵇ | - | - | - |
| 未清洗菠菜 | 噬菌体鸡尾酒处理 | 6.29±0.05ᵇ | 5.31±0.07ª | 0.98 | 15.6% |
小写字母表示p < 0.05时的显著差异(n = 3)。
在洗净菠菜的48小时储存期间,对照样品中的细菌总数从7.73±0.14 log CFU g⁻¹增加到8.63±0.16 log CFU g⁻¹。喷洒和吸收垫的应用在6小时后显著减少了细菌生长,而24小时和48小时后限制效果未达到。可能的原因是,喷洒和浸泡垫引入过程中产生的高水分活度导致了产品中其他与噬菌体非特异性相关的细菌生长。
在未洗净菠菜上应用喷洒和吸收垫在6小时和24小时后显著限制了细菌总数的增长,而48小时后减少效果未达到。在这种情况下,可能也存在伴随细菌的增加,而噬菌体制剂对这些细菌不够特异。24小时后,对照样品中的细菌总数有所下降,这可能是由于蒸发导致水分活度降低所致。我们的噬菌体混合物在减少洗净和未洗净菠菜中细菌方面无效的其他原因可能是细菌宿主获得了抗性,或者噬菌体在生物制剂中发生了溶原化。从生物制剂组成的角度来看,噬菌体之间可能发生了种间竞争。
世界各地的研究中心正在使用广谱噬菌体混合物对食品和与产品直接接触的表面进行生物防治测试。研究主要旨在有效消除毒力细菌菌株,包括用特定细菌宿主菌株故意污染样品,然后针对该菌株使用特异性噬菌体。通过这种方式,实现了减少两个或更多对数单位的细菌。在一项研究中,使用含有六种噬菌体混合物的吸收食品垫用于冷藏肉类。该系统在体外进行了评估,以确定其减少环境中存在的鼠伤寒沙门氏菌初始数量的能力。研究发现,噬菌体浓度越高,对宿主的效果越好。Sprincigo等人也展示了使用三种裂解噬菌体混合物后沙门氏菌杆菌的高减少率。Islam等人证实了噬菌体混合物在食品基质中体外或体内对抗生物膜的有效性。Mangieri等人评估了噬菌体混合物在新鲜黄瓜中的有效性。结果显示,在25°C下24小时内,产志贺毒素大肠杆菌减少了1.97–2.01 log CFU g⁻¹,在4°C下减少了1.16–2.01 log CFU g⁻¹,表明其在各种STEC血清群的生物防治中具有应用可能性。后续研究描述了使用广谱噬菌体混合物在商业条件下控制肉鸡中弯曲杆菌属的效果。在研究中包括的一个农场中,噬菌体处理显著减少了农场盲肠中的弯曲杆菌水平,与对照组相比减少了1–3 log CFU g⁻¹。测试农场中分离的弯曲杆菌仍然对所使用的噬菌体敏感。
在最低限度加工的植物性食品产品生产技术中,原材料中的腐生细菌污染是一个重大问题。这些细菌对消费者没有直接危险,但由于它们在食品基质中的生长和发育,缩短了保质期,这给生产者带来了重大的经济损失。在RTE食品保鲜技术中,制造商不会故意污染食品或检查每个生产批次中哪种细菌微生物群占主导地位。所使用的噬菌体混合物必须足够"通用",即必须包含针对多种菌株、物种和类型的细菌(包括食源性致病菌和腐生菌)广泛选择的多种噬菌体,这些细菌通常存在于此类产品中。它应该既能保证安全,又能延长最低限度加工食品产品的保质期。
目前,缺乏关于将噬菌体混合物应用于RTE食品产品以对抗腐生细菌的科学出版物。在我们之前的研究中,我们使用了29种不同噬菌体的混合物,并评估了其在三种不同食品基质(即西兰花芽、菠菜叶和新鲜挤压的胡萝卜芹菜汁)中的有效性。在每种产品中,24小时后噬菌体混合物显著减少了细菌总数。在Gientka等人的实验中,与本文章类似,使用了各种噬菌体悬浮液应用方法。喷洒方法在芽苗上比噬菌体浸渍的吸收垫显著更有效,48小时培养后获得的最大减少量为1.5 log CFU g⁻¹。使用噬菌体裂解液浸泡垫将细菌总数减少到约0.27–0.79 log CFU g⁻¹。吸收垫在储存期间未显示出更好的噬菌体分布。可能是垫片的结构阻碍了噬菌体释放到产品基质中。
以选定的生菜混合物为例在实验室规模进行的食品生物防治试验表明,噬菌体混合物方法可能带来预期降低伴随细菌污染程度的效果。在后续研究阶段,应注意噬菌体实验中分离的细菌宿主范围,并选择具有最广活性谱的噬菌体。为防止宿主激活对噬菌体感染的抗性系统,仅具有裂解发育能力的噬菌体是理想的。也不应忘记与使用噬菌体相关的一些危险,选择那些基因组中不包含且无法从环境中收集负责细菌菌株毒力基因的噬菌体。
4. 结论
获得的结果表明,最低限度加工的植物性食品可能被腐生细菌强烈污染,即使在冷藏储存期间,其数量也可增加2–3个对数单位,导致产品质量下降。在分离的细菌中,18.6%为多重耐药菌,这表明需要监测食品链中的抗性转移。此外,分析的生菜混合物不含对人类致病的细菌。城市污水代表了对食品中常见各种腐生细菌丰富的噬菌体来源,纯化的高浓度噬菌体制剂未来可用于RTE食品保鲜。噬菌体混合物的应用有效地减少了三种测试产品在储存期间的细菌生长。噬菌体混合物在固定洗净和未洗净菠菜方面的无效性可能表明所检测制剂中噬菌体的生物多样性不足。食品产品可能含有与研究早期阶段分离的完全不同的细菌谱。最后,细菌群体可能对生物制剂中的噬菌体迅速产生抗性或发生溶原化。由于噬菌体混合物的复杂性(就噬菌体数量而言),噬菌体之间可能发生种间竞争,而非杀菌效果的协同作用。因此,所有这些相互作用都是设计噬菌体混合物时需要考虑的重要因素。后续研究应侧重于确定分离噬菌体的细菌宿主范围,并选择具有最广活性谱的噬菌体。在将噬菌体混合物引入标准食品生产之前,选择严格裂解性噬菌体(其基因组中不编码细菌内毒素和毒力基因)非常重要。因此,对整个基因组进行测序似乎是一种有用的技术,用于确定应包含在商业噬菌体制剂中的噬菌体。
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