食源性克羅諾桿菌污染防治策略的研究進(jìn)展

梁安莉，溫桂珍，謝 斯

（廣西民族大學(xué) 相思湖學(xué)院，廣西 南寧 530008）

世界衛(wèi)生組織（WHO）建議母乳是嬰兒的最佳食品。然而，無(wú)法得到母乳喂養(yǎng)的嬰兒和新生兒則需要使用重組嬰兒配方奶粉（配方奶粉）替代母乳。配方奶粉需要滿足“嬰幼兒配方奶粉衛(wèi)生規(guī)范”（CAC/RCP 66-2008）的國(guó)際微生物標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)報(bào)道，盡管配方奶粉是一種脫水產(chǎn)品，其水活度（aw）為0.25～0.35，不利于大多數(shù)微生物生長(zhǎng)，但仍有一些案例表明，受污染的重組配方奶粉與嬰兒和新生兒的克羅諾桿菌感染有關(guān)[1]。

克羅諾桿菌被認(rèn)為是導(dǎo)致新生兒和嬰兒腦膜炎、敗血癥和壞死性小腸結(jié)腸炎（NEC）的致病病原。流行病學(xué)資料顯示，克羅諾桿菌引起的感染致死率為27%。存活下來(lái)的嬰兒經(jīng)常出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥，如四肢癱瘓、腦積水和神經(jīng)發(fā)育遲緩。自1961 年兩例由克羅諾桿菌引起的新生兒感染病例被報(bào)告以來(lái)，到目前為止，全球新生兒和幼兒中約有120～150 例克羅諾桿菌感染病例[2]。配方奶粉的克羅諾桿菌污染可能來(lái)源于原料和生產(chǎn)過(guò)程，有報(bào)道指出克羅諾桿菌來(lái)源于植物，如蔬菜、藥草和香料等[2]。除此以外在許多非生物來(lái)源中也分離到克羅諾桿菌的存在，包括食品加工生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)設(shè)備，沖調(diào)奶粉的器皿等。研究報(bào)道指出，克羅諾桿菌可以耐受高溫和干燥，這是由于克羅諾桿菌具有形成生物膜的能力[3]，這為細(xì)菌在不同環(huán)境存活提供了物理上的阻隔和保護(hù)，同時(shí)也使其很難用傳統(tǒng)的防控防治方法進(jìn)行完全滅活，例如食品加工中常用的熱處理、滲透壓、饑餓、清潔劑、抗生素、消毒劑和消毒劑等[3]。

國(guó)際食品微生物學(xué)規(guī)范委員會(huì)（ICMSF）也將克羅諾桿菌描述為“能夠?qū)κ芟拗迫巳涸斐蓢?yán)重危害、威脅其生命或?qū)е麻L(zhǎng)期嚴(yán)重的慢性后遺癥的致病菌”。由于克羅諾桿菌感染的嚴(yán)重性，有必要根據(jù)食品安全主管部門制定的指導(dǎo)方針和建議，制定嚴(yán)格的防控措施，以降低食品生產(chǎn)過(guò)程中的污染風(fēng)險(xiǎn)[4]。

研究控制食源性病原體的生物防治措施已成為熱點(diǎn)。迄今為止，針對(duì)克羅諾桿菌生物防治的研究方法較多，諸如使用植物源性化合物、益生菌、噬菌體和具有拮抗作用的代謝產(chǎn)物等生物保護(hù)劑。因此，本文主要綜述各種克羅諾桿菌防治方法，為控制食品中克羅諾桿菌，確保食品安全提供參考[5]。

1 食源性克羅諾桿菌污染防治策略

1.1 益生菌和益生元

一些分析說(shuō)明乳酸菌（LAB）組的益生菌可以作為控制克羅諾桿菌的生物控制劑，在體外和體內(nèi)模型中，發(fā)現(xiàn)了益生菌或其廢培養(yǎng)基可有效抑制克羅諾桿菌生長(zhǎng)。有研究報(bào)告了在克羅諾桿菌定殖之前，益生菌菌株會(huì)先在人體腸道黏液層定殖從而降低了克羅諾桿菌的黏附能力。在與發(fā)酵乳桿菌、干酪乳桿菌和酸乳桿菌共培5 min 后，克羅諾桿菌活細(xì)胞計(jì)數(shù)減少了50%。盡管益生菌細(xì)菌素（GRAS）被普遍認(rèn)為是安全的，但這些蛋白質(zhì)的不耐熱性質(zhì)不適用于脫水配方奶粉的生產(chǎn)。而據(jù)最新研究，從嗜酸乳桿菌Er2 317/402 株（一種從新生嬰兒糞便中分離出來(lái)的菌株）培養(yǎng)濾液中提取的有機(jī)酸能夠抑制克羅諾桿菌的滋生。這是由于未解離的酸分子迅速進(jìn)入克羅諾桿菌細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜解體[4、6]。

除了益生菌或其上清液的純培養(yǎng)物能抑制克羅諾桿菌的滋生，混合培養(yǎng)物也可以抑制病原體。研究表明Kefir（發(fā)酵乳制品含有未定義的微生物群）上清液具有抑制克羅諾桿菌的活性。據(jù)報(bào)道，在復(fù)原乳配方奶粉中，當(dāng)濃度為30%～50%時(shí)，Kefir上清液可完全抑制克羅諾桿菌的生長(zhǎng)。另外一項(xiàng)研究報(bào)道了含有多個(gè)LAB 和雙歧桿菌菌株的Kefir 奶制品和酸奶可抑制克羅諾桿菌的活性。在所測(cè)試的產(chǎn)品中，Kefir 型奶制品（pH 值為4.5 的溫和型和pH 值為3.6 的強(qiáng)型） 比酸奶型（含有LAB 或LAB 雙歧桿菌的組合）對(duì)抑制克羅諾桿菌更有效，在4℃下儲(chǔ)存1～5 d 內(nèi)持續(xù)抑制病原體。這些研究中的抑制作用可歸因于幾種生物活性化合物，如產(chǎn)品中存在的微生物（活的或死的）、來(lái)自食品基質(zhì)的分解產(chǎn)物（肽）和微生物在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的代謝物，如有機(jī)酸、多糖、細(xì)菌素等等[7]。

近年來(lái)，益生元被描述為一種可食用食品添加劑，通過(guò)影響細(xì)菌對(duì)胃腸道（GIT）的黏附性，來(lái)抑制致病菌的生長(zhǎng)。此外，有研究認(rèn)為益生元可能對(duì)克羅諾桿菌的腸道黏附有抑制作用，因此益生元可防止和降低克羅諾桿菌的感染。益生元，特別是聚葡萄糖（PDX）和低聚半乳糖（GOS）已被報(bào)道單獨(dú)或聯(lián)合使用對(duì)克羅諾桿菌產(chǎn)生抗黏附作用，并在最初感染階段直接降低該病原體對(duì)Hep-2 細(xì)胞系的黏附。16 mg/mL 的GOS 顯著降低了克羅諾桿菌對(duì)上皮細(xì)胞壁的黏附。GOS-PDX（8 mg/mL）的混合物可使病原體黏附性降低48%。乳聚糖是另一種潛在的益生元來(lái)源，它能夠通過(guò)乳低聚糖（OS）與宿主細(xì)胞表面的碳水化合物配體（作為細(xì)菌粘附的受體位點(diǎn)）的結(jié)構(gòu)相似性來(lái)干擾致病細(xì)菌對(duì)腸道上皮細(xì)胞的附著[8]。

1.2 生物活性肽及乳制品衍生成分

不同來(lái)源的哺乳動(dòng)物乳以及乳的衍生物成分包括糖脂、糖蛋白（如乳鐵蛋白、黏蛋白、免疫球蛋白等）、乳過(guò)氧化物酶系統(tǒng)和低聚糖，除了具有營(yíng)養(yǎng)作用外，還具有其他幾種促進(jìn)健康的特性。一些研究表明，這些化合物對(duì)克羅諾桿菌具有良好的抗菌活性。據(jù)報(bào)道，牛初乳含有許多生物活性成分，如胰島素樣生長(zhǎng)因子I 和II（IGF-I 和IGF-II）、溶菌酶、乳過(guò)氧化物酶、乳鐵蛋白和免疫球蛋白。在HEp-2 細(xì)胞中評(píng)估了牛初乳組分及其超濾（UF；＜10 000 Da）、納米過(guò)濾（NF；＜1 000 Da）液和納米過(guò)濾滯留物（1 000-10 000 Da）對(duì)克羅諾桿菌的黏附抑制作用[9]。該研究報(bào)告了牛初乳組分在最低濃度為10～20 mg/mL 的UF和40 mg/mL 的NF 保留液時(shí)，對(duì)克羅諾桿菌的黏附抑制率為99%，NF 保留物對(duì)克羅諾桿菌沒(méi)有明顯的抑制作用。除牛乳外，生駱駝奶和巴氏殺菌駱駝奶在25℃條件下，可使克羅諾桿菌的生長(zhǎng)降低0.6%和4.6%，在37℃下則分別降低5.1%和10.5%[10]。高水平的熱穩(wěn)定抗菌成分可能是抗克羅諾桿菌活性的重要因素，加工過(guò)程中的熱處理可導(dǎo)致蛋白質(zhì)的特定去折疊，其可能與細(xì)菌表面相互作用，形成抗菌脂肪球隨后與美拉德反應(yīng)代謝物反應(yīng)，從而導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞膜損傷[11]。

1.3 噬菌體

食源性病原體中抗菌藥物耐藥性個(gè)體的出現(xiàn)推動(dòng)了噬菌體（感染細(xì)菌的病毒） 的應(yīng)用。從第一個(gè)基于噬菌體的產(chǎn)品（LiestShiedTM）獲得批準(zhǔn)后，2006 年為了解決肉禽中單核細(xì)胞增生李斯特菌的污染問(wèn)題，美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)了一批噬菌體產(chǎn)品[12]。一些報(bào)告描述了噬菌體作為生物控制劑在食品加工單位和后加工過(guò)程中控制克羅諾桿菌污染的潛力[13]。一項(xiàng)研究表明在高濃度（109 pfu/mL）的克羅諾桿菌污染的配方奶粉中使用特異性噬菌體實(shí)現(xiàn)了對(duì)克羅諾桿菌屬菌種的完全抑制。另外，在食品中用作生物防治添加劑的噬菌體必須是完全可溶解的（非溫帶噬菌體），且不含編碼細(xì)菌毒性因子的基因。因此，在將噬菌體應(yīng)用于食品之前，需要考慮大規(guī)模量產(chǎn)噬菌體作為食品添加劑的方法和噬菌體應(yīng)用過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

2 結(jié)語(yǔ)

盡管現(xiàn)在食品加工技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，但從食品中徹底消除食源性病原體仍是當(dāng)前最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一。目前，消費(fèi)者對(duì)安全、優(yōu)質(zhì)、理化加工少的食品的需求不斷增加，促使食品科技人員尋找替代生物方法來(lái)控制病原體。本文綜述益生菌和益生元、生物活性肽及乳制品衍生成分以及噬菌體在抗食品克羅諾桿菌污染中的應(yīng)用和研究進(jìn)展。然而至今為止沒(méi)有一種單一的方法能夠?qū)崿F(xiàn)在食品中對(duì)克羅諾桿菌的完全抑制。