噬菌體在控制肉源致病菌中的應(yīng)用研究進(jìn)展

楊慧軒，羅 欣，朱立賢，楊嘯吟，韓廣星，董鵬程,*，張一敏,*

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018；2.國家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系臨沂站，山東 臨沂 276000）

中國作為世界肉類生產(chǎn)和消費大國，肉類產(chǎn)能巨大，2018年全國肉類產(chǎn)量達(dá)8624.63萬 t[1]。肉類產(chǎn)業(yè)作為食品行業(yè)發(fā)展中的一個重要的經(jīng)濟(jì)增長點，其發(fā)展前景不可估量[2]，但是生鮮肉及其制品在到達(dá)消費者餐桌之前，動物屠宰、肉類加工、貯存、運輸和分銷等環(huán)節(jié)都易受到各種有害微生物的影響。如近年來相繼報道的大腸桿菌（Escherichia coli）O157:H7[3]、李斯特菌（Listeriaspp.）[4]、沙門氏菌（Salmonellaspp.）[5]等微生物污染肉類制品的事件，對肉類產(chǎn)業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，并嚴(yán)重威脅著消費者的健康安全[6]。因此，在不斷創(chuàng)新微生物控制技術(shù)，健全食品法律法規(guī)的同時，亟需一種高效、安全的致病菌防控技術(shù)。

目前，致病菌的防控以使用抗生素為主，但是抗生素的應(yīng)用容易造成耐藥菌株的產(chǎn)生[7]。近年來，噬菌體減菌技術(shù)受到越來越多的關(guān)注，很多學(xué)者將該技術(shù)應(yīng)用于肉類致病菌的防控，并已取得一定的進(jìn)展。但是噬菌體在不同肉類（如牛肉和雞肉），甚至是同一畜禽肉的不同加工類型（如肉塊和肉糜）中的使用條件和對不同種類致病菌的減菌效果存在很大差異，因此需要對該技術(shù)在肉類加工中的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)，以明確噬菌體在肉源致病菌防控中的應(yīng)用潛力。本文根據(jù)近年來噬菌體在肉源致病菌防控中的研究進(jìn)展，將噬菌體對幾種重要致病菌（包括大腸桿菌、單核增生李斯特菌和沙門氏菌）的防控效果進(jìn)行了詳細(xì)綜述，以期為噬菌體減菌技術(shù)在肉類生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。

1 噬菌體的抑菌性質(zhì)與應(yīng)用

噬菌體通過侵染細(xì)菌并導(dǎo)致其裂解死亡，具有高度的宿主特異性，能夠高效侵染和裂解目標(biāo)菌，并具有保持天然微生物菌群不受干擾的優(yōu)勢[8]。

噬菌體在生物圈中無處不在，每一種細(xì)菌與其對應(yīng)的噬菌體不唯一，這有利于解決細(xì)菌會產(chǎn)生耐藥性的問題[9]。噬菌體具有高度宿主特異性，噬菌體和細(xì)菌在布朗運動過程中二者的特異性位點相互結(jié)合[10]，除極少數(shù)噬菌體外，每一株噬菌體只浸染一種細(xì)菌，因此在使用噬菌體控制目標(biāo)菌群的同時不會干擾其他微生物的正常生長，其相比于常見的有機(jī)酸、抗生素等殺菌劑有絕對的優(yōu)勢。此外，噬菌體在控制人類疾病方面有近百年的歷史，曾有效防治了炭疽、肺結(jié)核、布魯氏菌病、沙門氏菌病、痢疾等很多細(xì)菌和病毒疾病[11]， 表明其應(yīng)用具有一定的安全性。目前。已經(jīng)出現(xiàn)商用噬菌體制劑，其中10 種制劑被美國食品藥品監(jiān)督管理局評定為公認(rèn)無害[12]。噬菌體因其具有高度的特異性、基因轉(zhuǎn)導(dǎo)能力和快速的繁殖力，已有學(xué)者開發(fā)出噬菌體關(guān)聯(lián)應(yīng)用技術(shù)。Tomat等[13]在以濃縮乳清蛋白為基礎(chǔ)的可食性薄膜中加入包含6 種噬菌體的混合制劑，組成具有抗菌性能的活性包裝材料，其能夠使肉中的E.coliDH5α和E.coliO157:H7完全失活；Srinivasan等[14]合成了噬菌體qdv001的內(nèi)溶素基因（Vplys60），并在畢赤酵母X-33中表達(dá)，內(nèi)溶素在顯著抑制副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）生物膜形成的同時，還顯著降低了該菌群的數(shù)量，這表明噬菌體內(nèi)溶素可作為有效的生物防治新策略；Colom等[15]采用海藻酸鈉/CaCO3將噬菌體微膠囊化，使其免受胃液的破壞，較非包封噬菌體能夠更好地控制肉雞中的沙門氏菌?？傮w來看，噬菌體是一種來源廣泛、特異性高、具有較高安全性的生物抑菌物質(zhì)，并能夠用于多種關(guān)聯(lián)技術(shù)的開發(fā)。

2 噬菌體在防控肉源致病菌中的應(yīng)用

2.1 大腸桿菌

E.coli是哺乳動物體內(nèi)常見的消化道細(xì)菌，但是一些產(chǎn)志賀氏素E.coli可能會引發(fā)嚴(yán)重的食源性疾病，也可能發(fā)展為致命性疾病，如溶血性尿毒綜合征。由于噬菌體具有特異性清除細(xì)菌的能力，可作為控制食品中主要E.coli的有效手段。表1概述了噬菌體在防控肉源性大腸桿菌中的應(yīng)用情況，并重點討論感染復(fù)數(shù)（multiplicity of infection，MOI）、溫度、噬菌體制劑組成對牛肉中E.coli的影響。

2.1.1 感染復(fù)數(shù)

MOI顯著影響噬菌體的抑菌效果，由表1可知，在大部分情況下，接種菌數(shù)量一定時，添加的噬菌體數(shù)量越多即MOI越高，抑菌效果越明顯。Tomat等[19]發(fā)現(xiàn)高濃度噬菌體處理組DT1（滴度為1.7×1010PFU/mL）和DT6（滴度為1.4×1010PFU/mL）抑菌效果均優(yōu)于相同噬菌體處理方式下的滴度較低組分，并且DT6在24 ℃時，高M(jìn)OI的噬菌體混合液24 h后殺菌效果依然顯著，這為噬菌體制劑應(yīng)用滴度的選擇提供了理論參考。Hudson等[20]也發(fā)現(xiàn)，在103～107PFU/4 cm2范圍添加噬菌體，減菌效果在3.2×107PFU/4 cm2時最好，且在冷卻環(huán)境下可將牛肉中的E.coliO157:H7降低 2.3（lg（CFU/4 cm2））。該研究也同時表明，高M(jìn)OI的噬菌體更適用于冷卻牛肉中致病菌的防控。但并非所有的噬菌體都隨著MOI的升高其作用效果更好，Liu Hongxi等[22]研究噬菌體T5、T4、T1和O1及其混合液抑制肉中E.coli時，發(fā)現(xiàn)噬菌體O1在MOI＝1000時的 抑菌效果并不優(yōu)于MOI＝10。一般來說，噬菌體的濃度越高，降低目標(biāo)菌株的數(shù)量越顯著，較多的噬菌體添加量提升了其與測試菌株的接觸機(jī)率，理想狀態(tài)下，目標(biāo)菌都應(yīng)該至少和一個噬菌體發(fā)生有效接觸，因此大部分研究都采用了高M(jìn)OI進(jìn)行實驗。但是高M(jìn)OI的有效殺菌水平并不意味著實際應(yīng)用中要在食品中添加大量的噬菌體，如E.coliO157:H7在食物中引發(fā)食源性疾病的細(xì)菌數(shù)量通常少于1（lg（CFU/g）），而在實驗室中模擬疾病爆發(fā)所使用致病菌的濃度遠(yuǎn)高于該水平[17]，因此噬菌體在自然污染條件下防控致病菌的最適MOI還需根據(jù)具體的污染水平進(jìn)行確定。

表 1 噬菌體對肉類中大腸桿菌污染的防控效果Table 1 Controlling effect of bacteriophage on E. coli contamination in meat

2.1.2 溫度

不同溫度條件下噬菌體抑制E.coliO157:H7的效果有所差異。由表1可知，在4～37 ℃的溫度條件下，噬菌體都可以顯著抑菌，且室溫條件下處理的噬菌體短時抑菌效果明顯優(yōu)于冷藏條件。Tomat等[19]發(fā)現(xiàn)噬菌體DT6在5 ℃和24 ℃條件下均能夠顯著降低E.coliO157:H7的數(shù)量，且24 ℃明顯優(yōu)于冷藏條件下的殺菌效果。同樣，在噬菌體混合液的減菌研究中，Hong等[21]發(fā)現(xiàn)室溫下噬菌體可降低碎牛肉中（1.97±0.24）（lg（CFU/mL））的E.coliO157:H7，而在4 ℃條件下減菌數(shù)量僅為（0.48±0.18）（lg（CFU/mL））。Duc等[25]研究了噬菌體混合液對生雞肉中產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶E.coli的抑制作用，也發(fā)現(xiàn)了噬菌體抑菌的溫度差異性。在25 ℃和5 ℃貯藏溫度下6 h后該菌菌落總數(shù)分別降低2.02、 1.67（lg（CFU/4 cm2））。這是由于噬菌體的增殖依賴于細(xì)菌的新陳代謝，在宿主菌最佳的生長條件下，噬菌體有最大的增殖速率和釋放量[26]。而低溫下較低的營養(yǎng)利用效率會延長噬菌體的潛伏期，也會降低噬菌體的釋放量[27]，因此低溫下噬菌體的抑菌效果會受到影響。雖然室溫下噬菌體的抑菌效果通常要優(yōu)于冷藏條件，但是室溫下生鮮肉會較快發(fā)生腐敗，不利于延長肉類的貨架期。盡管冷藏溫度下噬菌體的殺菌效果弱于室溫條件，但其仍是傳統(tǒng)殺菌劑的良好替代品。Shebs等[24]將一種商業(yè)噬菌體應(yīng)用于牛肉中E.coliO157:H7的防控，發(fā)現(xiàn)在冷藏條件下，其抑菌效果顯著優(yōu)于乳酸和過氧乙酸。低溫下，噬菌體由于潛伏期延長而延遲了細(xì)菌裂解，但其仍有顯著的殺菌效果，并且大多數(shù)食源性致病菌在低溫下生長延緩，所以噬菌體在冷卻肉中仍具有較大的應(yīng)用潛力。

2.1.3 噬菌體制劑組成

混合噬菌體和單一噬菌體制劑的抑菌效果也有較大的差異，通常噬菌體混合液具有更寬的宿主譜，抑菌效果也要優(yōu)于單一噬菌體。O’flynn等[16]使用了3 種噬菌體的混合液檢測其對E.coliO157:H7的抑制效果，發(fā)現(xiàn)其中7 組無E.coliO157:H7檢出，另外兩組E.coliO157:H7數(shù)量均少于10 CFU/mL，Abuladze等[17]使用噬菌體混合制劑得到了相似的殺菌效果，其在24 h后能夠降低肉中95%的E.coliO157:H7。Tomat等[23]在牛肉中采用含有6 種噬菌體的混合液來研究其抑菌效果，在4 ℃下貯藏6 d依然有較好的抑菌效果，而貯藏24 h時24 ℃和37 ℃條件下有更高的抑菌效果，且抑菌效果優(yōu)于單獨施用噬菌體。在商業(yè)噬菌體中，一般采用噬菌體混合液來制作商業(yè)噬菌體制劑。Carter等[18]評價了一種商業(yè)噬菌體的殺菌效果，該制劑在4 ℃貯藏條件下殺滅了94%以上的初始菌，E.coliO157:H7數(shù)量在貯藏的7 d內(nèi)持續(xù)降低?；旌鲜删w往往具有更寬的宿主譜，不敏感菌株較單一噬菌體少，并且還能有效地避免出現(xiàn)細(xì)菌抗噬菌體問題[28]，因此混合噬菌體具有更好的抑菌效果。但也并非所有噬菌體混合液都比單一噬菌體效果更好，Liu Hongxi等[22]發(fā)現(xiàn)T5噬菌體在所有溫度下都比噬菌體混合液更有效，這可能是噬菌體之間出現(xiàn)了競爭干擾，此機(jī)制還有待進(jìn)一步明確。

綜上所述，較高的MOI增加了E.coli接觸噬菌體的機(jī)率，選用高M(jìn)OI會有較好的抑菌效果，但是在實際應(yīng)用中，并不意味著大量的噬菌體將被添加進(jìn)肉制品中，應(yīng)同時考慮到經(jīng)濟(jì)成本及肉中實際存在的致病菌數(shù)量；噬菌體在冷藏溫度下仍有顯著的抑菌效果，可以很好地控制冷藏肉制品中的致病菌；噬菌體的高度特異性決定了其在應(yīng)用時只能作用于致病菌中有限的種類，使用噬菌體混合制劑可以拓寬其作用范圍，并且可以解決細(xì)菌抗性等問題，但噬菌體制劑的組成，是否會出現(xiàn)噬菌體之間的競爭干擾，均需要在后續(xù)研究中進(jìn)一步明確。

表 2 噬菌體對肉類中沙門氏菌污染的防控效果Table 2 Controlling effect of bacteriophage on Salmonella spp. contamination in meat

2.2 沙門氏菌

Salmonellaspp.是造成腹瀉病的主要病原體之一，感染沙門氏菌病的患者通常會發(fā)生腹瀉、腹痛、惡心、嘔吐等。并且一些特殊血清型（如腸炎血清型、鼠傷寒血清型）在人群中傳播時，也會引發(fā)嚴(yán)重的食源性疾病，甚至危及患者生命。表2概述了噬菌體在防控肉源Salmonellaspp.中的應(yīng)用情況，并重點討論了肉類呈現(xiàn) 方式（如塊狀、肉糜狀）和畜禽肉種類（如牛肉、雞肉）對噬菌體控制肉中常見Salmonellaspp.的影響，此外噬菌體的來源也會影響其抑菌效果。

2.2.1 肉類呈現(xiàn)方式

由表2可知，噬菌體的作用效果會受到生鮮肉呈現(xiàn)方式的影響，一般情況下，在較少切分的肉樣中有更好的抑菌效果。Zinno等[33]將噬菌體分別接種在雞肉塊和碎雞肉中，研究其對S.typhimurium的減菌效果，結(jié)果顯示在24 h內(nèi)噬菌體在塊狀雞肉樣品中的抑菌效果較優(yōu)，Sharma等[29]在火雞肉中也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象，噬菌體在切碎的火雞肉樣本中的抑菌效果并不顯著，而后者施用的噬菌體MOI遠(yuǎn)低于前者，這更提高了噬菌體在碎肉中的作用難度。切碎的肉樣具有更大的表面積，這意味著需要更多的噬菌體才能提供快速有效的保護(hù)。Yeh等[38]在碎肉中接種Salmonellaspp.（107～107.3CFU/g）混合液及噬菌體，滾揉2 min后置于4 ℃下貯藏，結(jié)果發(fā)現(xiàn)噬菌體6 h內(nèi)均顯著抑菌。該研究表明噬菌體可在滾揉過程中發(fā)揮作用，有望成為一種食品柵欄因子并提高肉類安全。但噬菌體易受到食品結(jié)構(gòu)的影響，如在表面積大和干燥的食物表面，都會增加噬菌體擴(kuò)散并接觸到宿主細(xì)胞的難度，因此，如何根據(jù)不同的肉類呈現(xiàn)方式設(shè)計合理的施用方式及MOI，是噬菌體在肉類加工應(yīng)用中亟待解決的問題。

2.2.2 畜禽肉種類

噬菌體在不同的畜禽肉類食品基質(zhì)中均有較強(qiáng)的抑菌能力。Thung等[30,36]先后分離出兩株噬菌體SE07和ST02，其有效控制了生鮮雞肉和牛肉中的S.enteritidis以及S.typhimurium的生長，可用來降低在零售期間常見Salmonellaspp.污染的風(fēng)險。同樣地，Yeh等[38]發(fā)現(xiàn)同一噬菌體制劑在生鮮碎豬肉、碎牛肉、碎雞肉和碎火雞肉中，在相同時間內(nèi)對測試菌株殺滅效果無明顯差異，都降低了約1（lg（CFU/g））的混合Salmonellaspp.。此外，噬菌體在即食食品的相關(guān)研究中也表現(xiàn)出較好的 殺菌效果[31,34]。由此可見，噬菌體在生鮮肉和即食產(chǎn)品中均有較大的抑菌潛力。但值得注意的是，上述研究中的研究對象均為固體類的肉類食品，噬菌體噴灑在固體表面不易擴(kuò)散，相較液體食品往往需要更高的MOI，因此如何讓噬菌體在應(yīng)用對象中更均勻地分散，是提高噬菌體殺菌效率、降低使用成本的關(guān)鍵。

表 3 噬菌體對肉類中單核增生李斯特菌污染的防控效果Table 3 Controlling effect of bacteriophage on L. monocytogenes contamination in meat

2.2.3 噬菌體的來源

自然界中存在大量的噬菌體，應(yīng)篩選到宿主廣泛、裂解性強(qiáng)的烈性噬菌體作為生物抑菌劑將其應(yīng)用于食品安全領(lǐng)域。研究表明，宿主密度低的場所分離出的樣品具有更廣泛的宿主范圍，Huang Chenxi等[35]從存在低密度宿主菌的場所（廢水處理廠、河流附近的污水、禽舍和附近的農(nóng)場溝渠）分離出58 株噬菌體，其中篩選出3 株高效滅菌的噬菌體LPST10、LPST18和LPST23。對于LPST10，不論是4 ℃還是28 ℃，采用相對較低的MOI（1、100）均可顯著降低豬肉香腸中 2（lg（CFU/樣品））左右的S.typhimurium。Wang Changbao等[34]從養(yǎng)鴨場污水分離純化出一株廣譜且具強(qiáng)裂解性的噬菌體fmb-p1，并將其應(yīng)用于即食鴨肉中，他們發(fā)現(xiàn)高M(jìn)OI（105和106）的4 ℃處理組在貯藏1～7 d 內(nèi)均無Salmonellaspp.檢出，25 ℃處理組中不同MOI的 噬菌體在接種1 h后也無Salmonellaspp.檢出，即食鴨肉中Salmonellaspp.的生長被高M(jìn)OI的強(qiáng)裂解性噬菌體幾乎完全控制。畜禽養(yǎng)殖農(nóng)場的污水以及畜禽糞便等都可作為良好的噬菌體來源，還有研究表明，以不同動物共存為特征的養(yǎng)殖系統(tǒng)中噬菌體具有更豐富的血清型且宿主范圍更廣泛[39]，在這些來源中篩選出的強(qiáng)裂解性、廣譜的噬菌體是未來噬菌體制劑理想的選擇。

綜上所述，噬菌體在不同的畜禽肉類中均可顯著抑制Salmonellaspp.的生長，但是其在不同肉類呈現(xiàn)方式（如塊狀、碎肉）中的抑菌效果有所不同。由于實際生產(chǎn)中一般污染的致病菌較少，并不能支持噬菌體進(jìn)行大量的自我增殖，因此，想達(dá)到理想的殺菌水平， 噬菌體必須能夠充分地擴(kuò)散和均勻地分布。另外，從目前的研究可以看出，與畜禽生活相近的場所如周邊污水、溝渠等都是理想的噬菌體來源，并且其中篩選出的強(qiáng)裂解性、宿主廣泛的噬菌體是未來噬菌體制劑的最佳選擇。

2.3 單核增生李斯特菌

L.monocytogenes是一種重要的食源性致病菌。高致死率和廣泛的來源（如動物糞便、土壤、食品和食品加工廠）使其對食品安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。此外，L.monocytogenes在冷藏環(huán)境中的適應(yīng)能力以及其生物膜的形成能力讓傳統(tǒng)的抑菌方式受到挑戰(zhàn)[40]。表3概述了噬菌體在防控肉源L.monocytogenes中的應(yīng)用情況，重點討論了商業(yè)噬菌體聯(lián)合應(yīng)用其他抑菌劑在肉及其制品中的抑菌效果。

由于商業(yè)噬菌體便于獲取、使用簡便，大量學(xué)者將商業(yè)噬菌體與傳統(tǒng)殺菌方式相結(jié)合，探究二者的聯(lián)用在L.monocytogenes方面的防控效果。Yang等[45]將ListShieldTM與月桂酸精氨酸乙酯聯(lián)用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)L.monocytogenes數(shù)量下降了1.96（lg（CFU/g））。隨后Yang等[46]又將此噬菌體制劑與紫外光殺菌聯(lián)用以控制雞肉中的L.monocytogenes，結(jié)果發(fā)現(xiàn)減菌數(shù)量達(dá)到2.04（lg（CFU/g））， 且對肉色、pH值、脂肪氧化以及感官評價均無影響。上述實驗結(jié)果說明，復(fù)合減菌方式可能在實際生產(chǎn)加工中更有效。另外，較小的MOI可能會導(dǎo)致部分細(xì)菌無法與噬菌體接觸，或存在噬菌體不敏感的菌株往往會在實驗后期造成細(xì)菌數(shù)量回升的現(xiàn)象，因此，采用與其他減菌方式聯(lián)用將是解決上述問題的一種有效手段。Chibeu等[42]發(fā)現(xiàn)商業(yè)噬菌體在短期內(nèi)顯著抑菌后，隨著貯藏時間的延長L.monocytogenes又恢復(fù)生長，貯藏28 d后，樣品中的細(xì)菌數(shù)量回升到6～8（lg（CFU/cm2）），隨后將乳酸鉀及雙乙酸鈉與噬菌體制劑聯(lián)用，發(fā)現(xiàn)L.monocytogenes在牛肉和雞肉整個貯藏期間（4 ℃）細(xì)菌數(shù)量均未超過2（lg（CFU/cm2）），該研究同樣證實復(fù)合減菌法的使用可能會使肉制品更安全。但是，并非所有的聯(lián)用方式都取得了更好的效果，F(xiàn)igueiredo等[43]研究了Listex? P100、乳酸鏈球菌素和乳酸鈉單獨和聯(lián)用在豬火腿切片中的抑菌效果，結(jié)果顯示在6～8 ℃下噬菌體處理組0 h和72 h時均無L.monocytogenes檢出，噬菌體的抑菌效果最好，因此合理高效的聯(lián)用方式還需要進(jìn)行不斷實驗探索。

與非商業(yè)噬菌體一樣，商業(yè)噬菌體的使用也受到多種因素（如使用滴度、目標(biāo)菌株的敏感程度等[42,44]）的制約，非商業(yè)噬菌體的顯著抑菌作用為豐富噬菌體制劑的開發(fā)提供了重要的參考價值。高效、廣譜噬菌體制劑的設(shè)計方案仍需要大量的噬菌體篩選實驗來確定。而合理的使用方式以及使用的時間也是設(shè)計噬菌體制劑應(yīng)該考慮的問題。目前來看，商業(yè)化的噬菌體制劑不論是單獨還是與其他殺菌方式聯(lián)合使用都對L.monocytogenes表現(xiàn)出了極好的抑菌效果，并且聯(lián)合應(yīng)用可以很好地彌補(bǔ)噬菌體殺菌的不足。

2.4 噬菌體在其他致病菌中的應(yīng)用

除上述幾種食源性致病菌外，還有部分學(xué)者探究了噬菌體在動物源性食品中對其他致病菌（如金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、空腸彎曲桿菌（Campylobacterjejuni）和V.parahaemolyticus等細(xì)菌）活性的影響。

禽肉是C.jejuni的主要來源，一些研究發(fā)現(xiàn)噬菌體制劑可作為一種有效的手段來抑制C.jejuni。Zampara等[47]在丹麥家禽養(yǎng)殖廠中分離出19 株噬菌體，并在其中篩選出兩株抑菌效果最好且依賴莢膜多糖侵染細(xì)菌的噬菌體F356和F357，并將二者組成的噬菌體混合液以 MOI＝1000的接種量應(yīng)用于雞表皮上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在5 ℃貯藏溫度下24 h后可降低0.73（lg（CFU/g））的C.jejuni。

S.aureus是一種致病性極強(qiáng)的致病菌，因其通常會造成奶牛乳腺炎而對奶及奶制品污染極為廣泛，在肉類制品中，火腿也是其主要的污染載體之一。Chang等[48]評價了源于噬菌體SA11的內(nèi)溶素LysSA11作為生物防治劑在食品中的應(yīng)用效果，加入1.125～9 μmol/L內(nèi)溶素LysSA11于火腿樣品上，其可以在15 min內(nèi)有顯著的殺菌效果，并分別在4 ℃和25 ℃減少了樣品中3.12（lg（CFU/cm3）） 和3.37（lg（CFU/cm3））的S.aureus。該研究表明噬菌體內(nèi)溶素也可作為一種食品抗菌劑被開發(fā)利用，為噬菌體保護(hù)食品安全提供了新思路。

V.parahaemolyticus是一種能引起人畜共患病的細(xì)菌，并且常見于海鮮產(chǎn)品，食用生或者未煮熟的海鮮產(chǎn)品都有可能發(fā)生由此類細(xì)菌引起的食物中毒。Ren Hongyu等[49]首次通過給海參喂食噬菌體來研究防控V.parahaemolyticus的效果，結(jié)果顯示對照組海參存活率不足30%，MOI＝10和MOI＝100噬菌體處理組其存活率均在80%左右，且存活率均略高于抗生素處理組，顯示出噬菌體在水產(chǎn)品中應(yīng)用的階段性成效，有望成為抗生素的替代品，但仍需大量實驗來提高其可操作性和實用性。

綜上，噬菌體在多種致病菌污染的食品中均表現(xiàn)出顯著的抑菌效果，特別地，在肉類產(chǎn)業(yè)中具有較大的應(yīng)用潛力。

3 噬菌體在食品中應(yīng)用的安全性

噬菌體從1919年首次應(yīng)用于防治人類疾病至今已有較長的安全使用歷史，大量臨床案例都可證明噬菌體對人類的安全健康無害。噬菌體在臨床醫(yī)學(xué)上的成功應(yīng)用使得其在食品領(lǐng)域也不斷取得進(jìn)展，噬菌體制劑的安全性在國際權(quán)威機(jī)構(gòu)中也被廣泛認(rèn)可[12,50]。噬菌體在自然界中 種類極多，而且開發(fā)和研制噬菌體制劑不同于傳統(tǒng)化學(xué)制劑，將其應(yīng)用于食品工業(yè)中仍存在較多的風(fēng)險與挑戰(zhàn)。

在噬菌體篩選環(huán)節(jié)，篩選出的噬菌體本身是否具有有害組分（毒素、應(yīng)變源等）、是否具有潛在風(fēng)險的基因、溶原性噬菌體是否會轉(zhuǎn)移有害基因等[51]問題都需要從基因組學(xué)、蛋白組學(xué)層面上進(jìn)行嚴(yán)格把控。同時，噬菌體作為生物抑制劑應(yīng)用于食品后，在食品中往往會有噬菌體不敏感菌株出現(xiàn)[16]，Guenther等[31]在實驗中還發(fā)現(xiàn)了噬菌體抗性細(xì)菌，這些細(xì)菌的存在不僅能夠使噬菌體的保護(hù)作用失效，讓食品產(chǎn)業(yè)損失巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且會對人類健康安全產(chǎn)生重大的危害。因此，怎樣制備高效噬菌體混合制劑、如何拓寬噬菌體制劑的宿主譜等都是今后研究需要始終關(guān)注的焦點。噬菌體在食品的流通過程中也可能存在一定的安全問題，例如食品會受到如溫度波動、擠壓碰撞等外界因素的影響，但是噬菌體在受到這些因素影響時能否保持其良好的殺菌效果，需要進(jìn)一步研究和評估。國內(nèi)學(xué)者在食品領(lǐng)域?qū)κ删w已做了大量研究[34-35,49]，并且取得了階段性進(jìn)展，同時國內(nèi)也在控制食源性致病菌方面出臺了與噬菌體相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)[52]。但我國在食品領(lǐng)域尚無獲批的噬菌體制劑，亟需在食品領(lǐng)域建立一套完善的噬菌體應(yīng)用安全評價體系，這將不僅有利于我國商業(yè)噬菌體的快速開發(fā)，更對整個食品安全控制體系有重要的意義。

4 結(jié) 語

噬菌體作為天然的致病菌抑制劑，并且具有來源廣、特異性高以及快速裂解致病菌等優(yōu)勢，在肉類工業(yè)中極其有望替代傳統(tǒng)抑菌劑。噬菌體對肉類中常見致病菌均有顯著的抑制效果，可以適應(yīng)不同的肉類呈現(xiàn)方式，冷藏或短暫的室溫存放都可以保護(hù)肉類安全，并且不會受到畜禽種類的影響。為了達(dá)到更好的殺菌效果，應(yīng)致力于篩選出宿主廣泛、裂解能力強(qiáng)的噬菌體來組成混合制劑，并且高M(jìn)OI、均勻地分散方式都是提高噬菌體抑菌效果的關(guān)鍵。

現(xiàn)階段研究表明，噬菌體的高度特異性雖然可以令其快速有效的殺菌，但同樣也造成了不敏感菌株的出現(xiàn)，很容易出現(xiàn)細(xì)菌恢復(fù)生長的現(xiàn)象[18,30,34]。因此，對噬菌體尾部具有特異性識別功能的基因研究，和如何通過編輯相關(guān)基因從而擴(kuò)大噬菌體宿主范圍都將是未來重要的研究方向。此外，肉類等固體食品表面易干燥，不利于噬菌體擴(kuò)散，細(xì)菌恢復(fù)增長也可能是噬菌體與食品未充分接觸造成，所以如何優(yōu)化噬菌體與細(xì)菌的接觸方式也是設(shè)計噬菌體制劑應(yīng)該考慮的問題，否則只能通過施用高滴度的噬菌體來提高抑菌效果[53]。使用噬菌體混合制劑是解決抗性細(xì)菌和不敏感菌株出現(xiàn)的有效辦法， 但如何設(shè)計其配比從而避免噬菌體之間出現(xiàn)的競爭 干擾問題[22]將會是難點。聯(lián)合應(yīng)用其他抗菌劑在一定程度上也彌補(bǔ)了噬菌體的不足，但不是所有的復(fù)合法都優(yōu)于噬菌體的單獨使用。因此一種合理的復(fù)合減菌方式也有待探索。在噬菌體防控食源性致病菌過程中，如微膠囊化、活性包裝等許多關(guān)聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用，增強(qiáng)了噬菌體應(yīng)用穩(wěn)定性，同時提高了噬菌體對致病菌的控制能力。此外，噬菌體作為一種新型殺菌劑在食品中應(yīng)用的時間較短，因此，亟需建立一套科學(xué)完善的噬菌體應(yīng)用安全評價體系，以保證噬菌體從篩選到應(yīng)用過程中每個環(huán)節(jié)的安全性。