利用噬菌體防控食源性沙門氏菌

郭炳博，郝賀 譯，武亞南，石玉祥 校

（1.河北工程大學(xué)，河北邯鄲056000；2.邯鄲市動物醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北邯鄲056000）

噬菌體是傳統(tǒng)抗菌劑的天然替代品，食品工業(yè)已證明噬菌體控制細(xì)菌性病原體是有效的，導(dǎo)致不同種類噬菌體產(chǎn)品的開發(fā)。食品工業(yè)使用特定的噬菌體可防止產(chǎn)品腐爛和細(xì)菌性疾病的傳播，最終保證食品尤其是動物源性食品生產(chǎn)、加工和處理的安全性。

1 沙門氏菌

沙門氏菌的一般特征是革蘭氏陰性桿菌、兼性厭氧菌。自1855 年西奧博爾德·史密斯首次從豬體上發(fā)現(xiàn)沙門氏菌以來，已經(jīng)鑒定和報(bào)告的血清型約2600 多種。大多數(shù)沙門氏菌感染是由食用受沙門氏菌污染的食品引起的。沙門氏菌感染主要涉及雞肉、火雞肉、豬肉、肉類和雞蛋，此類現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，最近與新鮮農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)的沙門氏菌感染的發(fā)病率和死亡率有了顯著的升高，與2008 年相比，2017 年與新鮮農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)的疫情數(shù)量增加約4.3 倍。盡管采取了各種干預(yù)策略，與家禽、肉類和蛋類產(chǎn)品相關(guān)的沙門氏菌疫情仍然存在問題。

2 噬菌體

噬菌體是專門感染細(xì)菌的病毒顆粒，是自然界中最豐富的病毒。噬菌體包括DNA 或RNA和多面體衣殼蛋白。它們的衣殼蛋白附著在尾部，尾部可吸附目標(biāo)細(xì)菌。由于噬菌體對目標(biāo)細(xì)菌的裂解能力，噬菌體可廣泛控制食源性病原菌。因此，尋找強(qiáng)裂解能力的噬菌體是防控食品病原菌的發(fā)展趨勢。

噬菌體的生物防治效果往往取決于感染的多樣性。MOI 被定義為可感染單個(gè)細(xì)菌的噬菌體平均數(shù)量，在食品工業(yè)中較低的MOI 更為有益和經(jīng)濟(jì)。據(jù)報(bào)道，應(yīng)用噬菌體可減少各種食品中沙門氏菌的數(shù)量。如利用噬菌體抑制生牛奶、法蘭克福干酪、豬皮、雞胸肉中特定血清型的沙門氏菌，噬菌體復(fù)合物的應(yīng)用效果較好。

噬菌體在動物肉制品中的應(yīng)用效果可能優(yōu)于活體動物，這也導(dǎo)致了廣泛嘗試?yán)檬删w控制生肉和家禽產(chǎn)品的沙門氏菌污染。研究表明利用噬菌體控制腸炎沙門氏菌，雞皮膚的腸炎沙門氏菌大約減少了2 個(gè)對數(shù)單位，雞胸肉的腸炎沙門氏菌數(shù)量顯著減少1.5～4 個(gè)對數(shù)單位。在環(huán)境溫度為4℃時(shí)，噬菌體的抑菌效果比25℃時(shí)好。

噬菌體與食品中其他阻礙微生物生長的因素聯(lián)合作用，也可以提高噬菌體的功效。3 種不同噬菌體復(fù)合物對豬皮、雞胸肉的鼠傷寒沙門氏菌和腸炎沙門氏菌的有效性研究表明，在豬皮上噴灑噬菌體復(fù)合物，沙門氏菌濃度顯著降低。同樣，將雞胸肉浸泡于含有噬菌體復(fù)合物的溶液中5 分鐘，然后4℃冷藏7 天，鼠傷寒沙門氏菌和腸炎沙門氏菌含量分別減少了1.1 和0.9 CFU/克。

3 商用噬菌體及其調(diào)控現(xiàn)狀

一些美國聯(lián)邦機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)布了不同類型的批文，規(guī)定了裂解噬菌體用途類型，但幾乎沒有一個(gè)是專門用于生產(chǎn)的商品。即使在美國，利用噬菌體的生物防治也被認(rèn)為是一項(xiàng)相對較新的技術(shù)，而且直到最近食品監(jiān)管部門才認(rèn)可和同意應(yīng)用于食品。美國農(nóng)業(yè)部發(fā)布了2 份無異議信，在牛屠宰前，萬能公司開發(fā)的大腸桿菌O157:H7 和沙門氏菌的噬菌體可用于牛皮噴霧。

4 噬菌體作為生物防控替代品的局限性及展望

噬菌體及其宿主處于持續(xù)性作用過程中，細(xì)菌對噬菌體產(chǎn)生抗性，噬菌體需要克服這種抗性。通過各種細(xì)胞調(diào)節(jié)手段，病原性細(xì)菌對其噬菌體產(chǎn)生抗性，特別是抗性細(xì)菌持續(xù)存在于環(huán)境中，復(fù)制并將抗性傳遞給其子代細(xì)胞。對噬菌體抗性也可以在體內(nèi)或通過基因修飾獲得。然而，具有多個(gè)表面受體的多個(gè)噬菌體混合物可以阻止或至少延遲細(xì)菌對噬菌體的抗性。這可能為將來利用噬菌體控制自然界和食品中的沙門氏菌抗性提供了強(qiáng)大的優(yōu)勢。

噬菌體若在食品中廣泛使用，還需要從不同角度開展大量研究證明不同來源噬菌體的有效性和安全性，并將其應(yīng)用到食品工業(yè)。目前噬菌體的應(yīng)用研究僅涉及鼠傷寒沙門氏菌和腸炎沙門氏菌等某些沙門氏菌菌株，新血清型沙門氏菌已給食品工業(yè)帶來嚴(yán)重問題，控制這種新血清型沙門氏菌的相應(yīng)噬菌體可以被培養(yǎng)和鑒定。我們需要新的方法來培育具有較寬宿主范圍的噬菌體，應(yīng)用于新出現(xiàn)的沙門氏菌血清型，并將噬菌體復(fù)合物與其他阻礙病原菌生長的技術(shù)相結(jié)合，以最大限度地提高噬菌體的應(yīng)用效果。研究應(yīng)集中于噬菌體作為抗菌替代品對食品和食品質(zhì)量的正面和負(fù)面影響，特別是噬菌體對食品的感官、營養(yǎng)或理化性質(zhì)的影響。未來噬菌體的潛在應(yīng)用領(lǐng)域可能包括食品包裝和食品衛(wèi)生，最近有關(guān)研究是將噬菌體作為固定化包裝材料應(yīng)用于食品包裝系統(tǒng)，延長食品保質(zhì)期。如纖維素膜上的大腸桿菌和單核細(xì)胞增生李斯特菌的噬菌體復(fù)合物可用作生物活性抗菌包裝材料，提高新鮮農(nóng)產(chǎn)品和肉類的安全性。另一種可能應(yīng)用是將噬菌體作為生產(chǎn)線、設(shè)備和環(huán)境的消毒劑?？傊删w在保證食品工業(yè)與沙門氏菌血清型相關(guān)食品安全方面發(fā)揮重要作用，但應(yīng)仔細(xì)考慮噬菌體的潛在功效、安全性和公眾接受度及長期效應(yīng)。