抗菌劑結(jié)合熱處理在食源性致病菌滅活中的應(yīng)用及展望

王曉芳，張若鴻，王純，李曉然，楊洋*，崔生輝，郭云昌

（1.河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，河北 秦皇島 066600；2.中國食品藥品檢定研究院，北京 100050；3.國家食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中心，北京 100022）

致病菌往往會(huì)導(dǎo)致食源性疾病的發(fā)生，給公共健康、社會(huì)穩(wěn)定、食品行業(yè)的發(fā)展帶來巨大危害。為降低食品中微生物風(fēng)險(xiǎn)，食品加工過程中通常添加抗菌劑來保證食品安全[1]。清潔標(biāo)簽是指在產(chǎn)品標(biāo)簽中盡可能少地出現(xiàn)食品添加劑，保持食品配料欄中的食品天然的屬性。因此從天然產(chǎn)物中獲取有效抗菌成分意義重大。目前常見的清潔標(biāo)簽天然抗菌劑可從自然來源中獲得，主要包括植物源（植物精油及成分、茶多酚）、動(dòng)物源（殼聚糖、蜂膠）和微生物源（細(xì)菌素，特別是乳酸鏈球菌素）。天然抗菌劑在食品領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，例如植物精油，常從植物的葉、芽、草本、果實(shí)、根和花中提取，不僅具有抑菌或殺菌功效，還有抗氧化和抗癌作用[2]，符合美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）公認(rèn)安全類產(chǎn)品（generally regarded as safe，GRAS）認(rèn)證要求。精油成分復(fù)雜多樣，也有多個(gè)抗菌功能位點(diǎn)，現(xiàn)研究認(rèn)為可能是通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜、損傷核酸和控制代謝活動(dòng)等發(fā)揮抗菌活性，其確切作用機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。

隨著消費(fèi)者食品安全意識(shí)的提升，抗菌劑和熱處理組成的柵欄技術(shù)在推動(dòng)綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面有了更廣闊的市場(chǎng)前景。熱處理作為一種常見的商業(yè)化殺菌技術(shù)，通常指將產(chǎn)品加熱至一定溫度以抑制有害微生物的生長(zhǎng)，其殺菌效果較好。研究表明，加熱能破壞細(xì)菌細(xì)胞膜，增加細(xì)菌細(xì)胞膜和磷脂雙分子層的流動(dòng)性，這種增加的流動(dòng)性有助于促進(jìn)抗菌物質(zhì)的滲透，并在細(xì)胞內(nèi)具有殺菌作用[3]。將抗菌劑與熱處理結(jié)合能避免較高的殺菌溫度，防止對(duì)產(chǎn)品造成熱損傷，改善食品的感官品質(zhì)，抑制食源性致病菌的生成。

近年來，國內(nèi)外研究者對(duì)抗菌劑與熱處理結(jié)合的滅菌效果進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)可以增強(qiáng)滅菌效果，從而降低抗菌劑的濃度、加熱溫度及時(shí)間，在0.01%或更低濃度下就能起作用[4]。不僅解決加工成本問題，而且減少了高濃度抗菌劑對(duì)產(chǎn)品感官和風(fēng)味的影響。本文以檢測(cè)微生物的培養(yǎng)基（緩沖溶液、胰蛋白胨大豆肉湯和腦心浸液肉湯）和食品基質(zhì)（果蔬汁、新鮮及鮮切果蔬、薩爾薩辣醬和蛋液）為線索，結(jié)合國內(nèi)外最新研究成果對(duì)天然抗菌劑與溫和熱處理結(jié)合對(duì)食源性致病菌滅活的協(xié)同影響及機(jī)理進(jìn)行綜述，為天然抗菌劑開發(fā)利用提供理論參考。

1 抗菌劑和熱處理的聯(lián)合應(yīng)用

1.1 抗菌劑和熱處理結(jié)合在緩沖溶液中的應(yīng)用

表1介紹了以緩沖溶液為處理介質(zhì)，多種天然抗菌劑和溫和熱處理結(jié)合在緩沖溶液中的應(yīng)用。

表1 抗菌劑和熱處理結(jié)合在緩沖溶液中的應(yīng)用Table 1 Application of antimicrobial agents and heat treatment in buffer solution

為更深入地研究抗菌劑和熱處理滅活食源性致病菌的機(jī)理和動(dòng)力學(xué)，在對(duì)真實(shí)食品進(jìn)行進(jìn)一步研究之前，會(huì)優(yōu)先在實(shí)驗(yàn)室模型培養(yǎng)基中進(jìn)行測(cè)試，以便獲得可行性的結(jié)果。目前檸檬酸磷酸鹽緩沖液介質(zhì)的大腸桿菌O157∶H7、單核細(xì)胞增生李斯特氏菌不同菌株的滅活效果已被鑒定和報(bào)道（表1）。可以采用各種緩沖溶液模擬食品類型。Luis-Villaroya等[3]用pH4.0的Mcllvaine緩沖液（1 000 mL 0.1 mol/L檸檬酸溶液與625mL0.1 mol/L磷酸氫二鈉溶液pH4.0）模擬果汁，當(dāng)熱處理和天然抗菌劑蜂膠結(jié)合時(shí)，對(duì)大腸桿菌O157:H7 Sakai菌株具有很強(qiáng)的協(xié)同殺傷作用，滅活時(shí)間從對(duì)照組44 min縮短至1 min。據(jù)報(bào)道，熱量可能會(huì)促進(jìn)蜂膠成分?jǐn)U散到細(xì)胞膜的脂質(zhì)相，使它們能夠穿透細(xì)胞并在細(xì)胞質(zhì)中發(fā)揮作用。Gayán 等[8]用 2-（N-嗎啉代）乙磺酸緩沖液作為椰汁的模型系統(tǒng)，檸檬醛、香芹酚和t-肉桂醛對(duì)大腸桿菌 O157∶H7（MG1655）菌株的熱失活有明顯的促進(jìn)作用，協(xié)同提高了大腸桿菌O157∶H7（MG1655）菌株的熱失活率，但只有香芹酚是唯一一種與熱處理聯(lián)合作用對(duì)大腸桿菌所有抗性突變體保持協(xié)同作用的化合物，因此，熱處理和香芹酚似乎能抵消抗性菌株耐熱性的發(fā)展。此外，乳酸鏈球菌素作為一種天然抗菌劑，結(jié)合熱處理可有效控制大量微生物，但是當(dāng)考慮細(xì)菌孢子時(shí)，它們似乎對(duì)直接添加到加熱介質(zhì)中的抗菌劑不敏感，只有將其添加到復(fù)蘇培養(yǎng)基中時(shí)，才能觀察到菌株表面的耐熱性有所下降[9-10]。Ros-chumillas等[11]在磷酸鹽緩沖溶液中，研究乳酸鏈球菌素和熱處理對(duì)生孢梭菌孢子的耐熱性，結(jié)果表明乳酸鏈球菌素與熱處理的結(jié)合加速了生孢梭菌的失活，乳酸鏈球菌素和熱處理有協(xié)同作用[10]，這與先前的結(jié)果一致。研究顯示，乳酸鏈球菌素可通過孔的形成促進(jìn)在細(xì)菌孢子本身含有的二吡啶甲酸的釋放，破壞其結(jié)構(gòu)完整性并加速其失活過程。

1.2 抗菌劑和熱處理結(jié)合在腦心浸液肉湯和胰蛋白胨大豆肉湯中的應(yīng)用

利用腦心浸液肉湯和胰蛋白胨大豆肉湯為培養(yǎng)介質(zhì)，研究抗菌劑和熱處理在食品模擬液的熱失活行為。表2列舉了部分抗菌劑與熱處理結(jié)合對(duì)致病菌的滅活效果。

表2 抗菌劑和熱處理結(jié)合在腦心浸液肉湯和胰蛋白胨大豆肉湯的應(yīng)用Table 2 Application of antimicrobial agents and heat treatment in brain and heart infusion broth and tryptone soy broth

如表2所示，抗菌劑與熱處理之間的協(xié)同效應(yīng)雖然具有廣譜的抗菌性能，但其抗菌效果受多方面因素的影響。革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的結(jié)構(gòu)差異決定了它們對(duì)抗菌劑和熱處理的敏感性不同。通常情況下，革蘭氏陽性菌比革蘭氏陰性菌對(duì)抗菌劑更加敏感，例如，Chen等[16]研究0.6%酵母提取物的胰蛋白酶大豆肉湯中乳酸鏈球菌素、百里酚和乳糖酸聯(lián)合對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特氏菌的抗菌效果，結(jié)果表明乳糖酸增加了乳酸鏈球菌素、百里酚的抗菌活性，擴(kuò)大其抗菌譜，完全抑制了單核細(xì)胞增生李斯特氏菌的生長(zhǎng)，但對(duì)大腸桿菌O157:H7沒有協(xié)同作用，這可能是革蘭氏陰性菌大腸桿菌O157:H7外膜中的脂多糖為乳酸鏈球菌素的作用提供了屏障[17]。然而另一項(xiàng)研究在胰蛋白胨大豆肉湯中，發(fā)現(xiàn)月桂酰精氨酸乙酯（15 μg/mL）和溫和熱處理（55℃）對(duì)革蘭氏陰性菌（如大腸桿菌O157:H7）和革蘭氏陽性菌（如英諾克李斯特氏菌）均表現(xiàn)出協(xié)同作用，機(jī)制可歸因于月桂酰精氨酸產(chǎn)生的氧化應(yīng)激，以及溫和熱處理和月桂酰精氨酸乙酯的雙重壓力而加重膜損傷。但如單獨(dú)處理，則需要增加約27倍的熱能和2.3倍的月桂酰精氨酸乙酯濃度，才能達(dá)到與兩者結(jié)合處理相同的5 lg（CFU/mL）大腸桿菌數(shù)量[18]。因此，研究微生物應(yīng)激和毒性反應(yīng)之間的關(guān)系對(duì)于抗菌劑的發(fā)展是至關(guān)重要的。Lanciotti等[19]在腦心浸液肉湯中，評(píng)估了單核細(xì)胞增生李斯特氏菌Scott A如何調(diào)節(jié)和形成蛋白質(zhì)組以對(duì)抗檸檬醛、香芹酚、（E）-2-己烯醛和百里香精油的抗菌能力。這項(xiàng)研究表明，不同處理?xiàng)l件其蛋白質(zhì)組圖譜不同。與檸檬醛和（E）-2-己烯醛相比，香芹酚和百里香精油在蛋白質(zhì)合成中起到了更高的誘導(dǎo)作用。適應(yīng)檸檬醛或（E）-2-己烯醛的細(xì)菌，在肉湯中表現(xiàn)出更高的存活率。

1.3 抗菌劑和熱處理結(jié)合在果蔬汁的應(yīng)用

為更好地闡明抗菌劑和熱處理技術(shù)的抗菌效果，選擇以常見的果蔬汁作為應(yīng)用載體，正確地比較微生物的抵抗性能是研究此類技術(shù)的必要工作。表3總結(jié)了幾種常見果蔬汁中抗菌劑和溫和熱處理滅活食源性致病菌的效果。

表3 抗菌劑和熱處理結(jié)合在果蔬汁的應(yīng)用Table 3 Application of antimicrobial agents and heat treatment in fruit and vegetable juice

健康營養(yǎng)的果蔬汁產(chǎn)品作為食品產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要分支，所占的市場(chǎng)份額仍在不斷擴(kuò)大。目前大量文獻(xiàn)研究了抗菌劑與熱處理協(xié)同抑制細(xì)菌或降低細(xì)菌熱穩(wěn)定性的條件及作用效果（見表3），結(jié)果表明，熱處理和精油協(xié)同作用的程度與溫度有關(guān)，在細(xì)菌細(xì)胞中，熱量對(duì)精油組分在細(xì)胞質(zhì)膜中的分配，是影響精油失活動(dòng)力學(xué)的主要原因[24]。Espina等[6]在蘋果汁中處理大腸桿菌O157∶H7時(shí)，將檸檬精油與熱處理結(jié)合，處理時(shí)間從28.5 min減少至5 min，這些協(xié)同效應(yīng)已被解釋為熱損傷細(xì)胞的失活。果汁的性質(zhì)會(huì)影響細(xì)菌在處理過程中的存活率，尤其是酸性條件下，如自然形成或糖發(fā)酵過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸，能夠誘導(dǎo)致病細(xì)菌產(chǎn)生交叉保護(hù)反應(yīng)，形成酸適應(yīng)性細(xì)胞。酸適應(yīng)能夠誘導(dǎo)至少60種特異性酸休克蛋白的翻譯，以及誘導(dǎo)能提高耐熱性的σ因子[25]，從而增加細(xì)菌的抵抗力。Tchuenchieu等[26]在菠蘿汁、橙汁或西瓜汁中，用香芹酚和熱處理對(duì)適應(yīng)酸的非致病大腸桿菌25 922菌株進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)適應(yīng)酸性環(huán)境的大腸桿菌O157∶H7細(xì)胞在耐熱處理上比未經(jīng)酸調(diào)節(jié)的細(xì)胞更強(qiáng)。對(duì)于食品基質(zhì)而言，菠蘿汁、橙汁中的一級(jí)酸是檸檬酸，西瓜汁中的一級(jí)酸是蘋果酸，通常情況下，菠蘿汁和橙汁中大腸桿菌的失活率可能高于西瓜汁。此外，果蔬的獨(dú)特組成也是一個(gè)非常重要的影響因素，鹽、糖、蛋白質(zhì)和脂肪等成分可能有助于保護(hù)細(xì)胞免受熱損傷。當(dāng)抗菌劑和熱處理結(jié)合時(shí)，這些基質(zhì)成分會(huì)削弱其抗菌效果，如胡蘿卜汁中的脂肪和纖維成分，在澄清的蘋果汁中并不存在，從而增加了胡蘿卜汁的熱致死時(shí)間[27]。

1.4 抗菌劑和熱處理結(jié)合在新鮮及鮮切果蔬的應(yīng)用

表4列舉了新鮮及鮮切果蔬產(chǎn)品中，抗菌劑和熱處理結(jié)合對(duì)致病菌的滅活效果。

表4 抗菌劑和熱處理結(jié)合在新鮮及鮮切果蔬的應(yīng)用Table 4 Application of antimicrobial agents and heat treatment in fresh and fresh cut produce

新鮮及鮮切果蔬因具有天然、營養(yǎng)以及方便等特點(diǎn)，深受世界各地消費(fèi)者的青睞。同時(shí)，與之相關(guān)的食源性疾病暴發(fā)的頻率也不斷上升。果蔬產(chǎn)品中微生物風(fēng)險(xiǎn)問題愈發(fā)突出，而抗菌劑和熱處理結(jié)合在提高果蔬產(chǎn)品的微生物安全性方面顯示出潛在的應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于鮮切果蔬，切割面的汁液流失是造成微生物感染的主要原因。鮮切西蘭花經(jīng)50℃熱水處理1.5 min后，然后浸入殼聚糖膜液中，發(fā)現(xiàn)采用殼聚糖結(jié)合溫和熱處理可使嗜常溫細(xì)菌、腸細(xì)菌、酵母和霉菌以及乳酸菌顯著降低[31]。用50℃熱水處理芒果30 min，然后采用0.25%殼聚糖進(jìn)行涂膜包裹，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)采用熱處理和殼聚糖涂膜或者兩者組合對(duì)芒果的風(fēng)味和口感均無顯著影響，熱處理能保持芒果的質(zhì)地和色澤，殼聚糖可以抑制貯藏期間微生物的生長(zhǎng)[32]。新鮮果蔬富含水分和各種營養(yǎng)物質(zhì)，采后易受微生物污染。例如采后枸杞經(jīng)42℃熱水處理30 min處理后，用1%殼聚糖涂膜包裹，與未處理的枸杞相比，熱處理和殼聚糖涂膜后的枸杞具有較高的抗壞血酸、總酚含量和抗氧化能力以及較低的腐爛率。其機(jī)制可能是熱處理幾乎能封閉果實(shí)開放的氣孔，限制致病菌滲透到果實(shí)的內(nèi)部。殼聚糖能控制生物膜的形成，阻止枸杞的二次感染，減緩了果實(shí)呼吸和代謝活性的變化[33]。將熱處理與有機(jī)酸和H2O2結(jié)合對(duì)大腸桿菌O157:H7進(jìn)行商業(yè)性試驗(yàn)，以控制菠菜的采后病害。與對(duì)照組相比，這種組合清楚地顯示了柵欄效應(yīng)的協(xié)同作用，整體的失活量超過部分總和。有機(jī)酸和H2O2抗菌活性受pH值的影響，可能是酸在低pH值下有利于分子形成不帶電、不離解狀態(tài)。此外，懸浮在液體基質(zhì)中的浮游細(xì)胞，可能會(huì)附著在固體食物基質(zhì)上，導(dǎo)致無法進(jìn)行熱處理和抗菌處理，因此仍需要進(jìn)一步測(cè)試其滅菌策略[28]。

1.5 抗菌劑和熱處理結(jié)合在薩爾薩辣醬和蛋液的應(yīng)用

雞蛋的營養(yǎng)價(jià)值很高，在食品加工生產(chǎn)中極易受到污染。因此使用方便、安全性好的蛋液制品日漸引起消費(fèi)者的關(guān)注。表5列舉了抗菌劑和熱處理結(jié)合在薩爾薩辣醬和蛋液中的應(yīng)用。

表5 抗菌劑和熱處理結(jié)合在薩爾薩辣醬和蛋液中的應(yīng)用Table 5 Application of antimicrobial agents and heat treatment in salsa and liquid egg

蛋液是由鮮蛋經(jīng)加工后制得的液蛋制品，在食品工業(yè)中多采用熱處理的方法進(jìn)行殺菌。但由于加熱會(huì)破壞蛋清中熱敏性活性物質(zhì)，往往導(dǎo)致殺菌效果不理想，溫和熱處理結(jié)合抗菌劑對(duì)于高價(jià)值熱敏性的蛋液以及薩爾薩辣醬可能是較好的滅菌策略，表5介紹了蛋液和薩爾薩辣醬中抗菌劑和溫和熱處理的滅菌效果。溶菌酶可分解細(xì)菌細(xì)胞壁，具有已知的抗菌特性，尤其是對(duì)革蘭氏陽性菌具有較強(qiáng)抗菌活性，使其在食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。Bi等[37]利用熱處理和溶菌酶滅活全蛋液中的鼠傷寒沙門氏菌，兩者表現(xiàn)出明顯的協(xié)同作用。雖然加熱易使溶菌酶失活引起酶的空間結(jié)構(gòu)的變化，但是由于溶菌酶的熱變性，某些特定組成氨基酸受到影響，其抗菌活性會(huì)得到發(fā)展，因此熱處理和溶菌酶具有協(xié)同作用。據(jù)推測(cè)，溶菌酶是通過降解全蛋液的肽聚糖層，才導(dǎo)致鼠傷寒沙門氏菌細(xì)胞裂解[38]。與超聲波和溶菌酶處理相比較，當(dāng)加熱條件為64℃/3 min時(shí)，其失活效果是相似的。而不同之處是熱處理和溶菌酶處理全蛋液的L*和b*值顯著低于超聲波和溶菌酶處理的全蛋液，對(duì)全蛋液質(zhì)量的影響仍需深入研究。Sung等[39]研究了溶菌酶和熱處理滅活蛋清液中的炭疽桿菌，發(fā)現(xiàn)添加2 mg/mL溶菌酶在60℃，30 min處理?xiàng)l件下，炭疽桿菌的滅活效率提高5.76倍，兩者有效地參與了炭疽桿菌的滅活。此外，溶菌酶滅活炭疽桿菌的能力受蛋清液pH值影響，有數(shù)據(jù)表明，在45℃和60℃時(shí)，接近中性pH值蛋清液能更有效地滅活炭疽桿菌。

2 展望

熱處理作為目前使用較多的物理殺菌方法，仍是現(xiàn)代食品工業(yè)中的主要?dú)⒕夹g(shù)手段。隨著生物技術(shù)和人們生活水平的不斷提高，利用健康、安全的抗菌劑來保證食物的天然特性，符合消費(fèi)者對(duì)“清潔標(biāo)簽”的需求，由此，天然抗菌劑與溫和熱處理聯(lián)用的應(yīng)用前景將十分廣闊。但由于食品基質(zhì)復(fù)雜多樣，該方法在食品安全中的應(yīng)用仍存在諸多挑戰(zhàn)，未來可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行相關(guān)深入研究。

2.1 研發(fā)納米抗菌劑的抗菌作用

為解決精油疏水性差及感官特性方面的缺陷，近年來一些研究者發(fā)現(xiàn)以納米乳液形式存在的精油及成分結(jié)合熱處理的方法，能在不同食品基質(zhì)中快速、均勻地分布，提高其溶解度和抗致病細(xì)菌的活性，如D-檸檬烯以納米乳液的形式處理時(shí)，在胰蛋白酶大豆肉湯和蘋果汁中可使單核細(xì)胞增生李斯特氏菌的D值由784 min降低至8.13 min（幾乎是對(duì)照組的100倍），而山夫登堡沙門氏菌的δ值由32.13 min減少至0.65 min（約50倍）[40-41]。精油納米乳液液滴的大小通常在20 nm～200 nm之間，但由于尺寸較小，可能會(huì)改變胃腸道的吸收、分布、代謝和排泄等正常功能[42]，因而產(chǎn)生其潛在毒性效應(yīng)。目前，納米抗菌劑在食品基質(zhì)中的毒性、安全性和相互作用方面的研究還很少，液滴大小、聚集狀態(tài)、電荷正負(fù)、物理狀態(tài)和生物活性化合物濃度是評(píng)估納米抗菌劑安全風(fēng)險(xiǎn)的主要因素[43]。其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試方案仍在制定中，未來應(yīng)加大控制和管理納米天然抗菌劑相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。

2.2 致病菌應(yīng)激響應(yīng)分子機(jī)制的研究

在對(duì)溫和熱處理與抗菌劑的食品加工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化或開發(fā)新的控制措施時(shí)，必須考慮細(xì)菌的應(yīng)激反應(yīng)和交叉保護(hù)。致病細(xì)菌長(zhǎng)時(shí)間地暴露在亞致死濃度或溫和熱處理下，會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生突變株，對(duì)其他化合物和熱處理表現(xiàn)出交叉抗性[44-45]，借助基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等組學(xué)技術(shù)，從分子水平進(jìn)一步探究基因型的特征及細(xì)菌對(duì)精油成分的耐藥機(jī)制的作用，例如金黃色葡萄球菌USA300對(duì)亞抑制劑量的香芹酚或熱的抗性，經(jīng)全基因組測(cè)序后，發(fā)現(xiàn)耐藥性菌株的多個(gè)編碼基因如DNA結(jié)合蛋白、復(fù)制蛋白DnaD、外源反應(yīng)元件家族轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等的缺失，可能與菌體耐受性的增加有關(guān)[46]；用雙向凝膠電泳分析溫和熱處理與香芹酚和百里酚對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特氏菌細(xì)胞的蛋白表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在應(yīng)激條件下誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)與這些細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng)、新陳代謝及蛋白質(zhì)合成、蛋白質(zhì)折疊、蛋白酶活性的變異有關(guān)。為了抵抗外界環(huán)境壓力，參與能量代謝的蛋白質(zhì)過度表達(dá)，能補(bǔ)充因與細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜作用的應(yīng)激反應(yīng)而受損的部分能量；涉及熱應(yīng)激反應(yīng)的蛋白伴侶，能協(xié)助折疊、組裝熱損傷細(xì)胞的蛋白質(zhì)和蛋白酶[12]，為抗菌劑和熱處理結(jié)合在各種食品安全上的使用奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，還應(yīng)避免添加亞致死濃度的抗菌劑劑量，在亞致死濃度之前減緩致病菌的生長(zhǎng)，則有可能消除這些致病菌的應(yīng)激反應(yīng)。

2.3 抗菌劑和熱處理結(jié)合在鮮切果蔬產(chǎn)業(yè)的開發(fā)應(yīng)用

目前，天然抗菌劑在鮮切果蔬產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的研究已取得不小的成就，在國內(nèi)外研究較多的天然有機(jī)抗菌劑是殼聚糖和植物精油，可作為化學(xué)消毒技術(shù)的有效替代品。溫和的熱處理方法能誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生不同的植物防御系統(tǒng)，如細(xì)胞壁的強(qiáng)化和氣孔的堵塞（裂縫是致病菌的主要入侵點(diǎn)），以及應(yīng)激蛋白（如熱休克蛋白、病原相關(guān)蛋白）和抗氧化酶的積累[47]，有效地控制水中致病菌在鮮切過程中的遷移。目前天然抗菌劑在果蔬產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的研究大多數(shù)僅限于理論或者實(shí)驗(yàn)室階段，距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍有一段距離。主要存在的問題如下：有關(guān)殼聚糖、精油等作用機(jī)理的研究尚不透徹，對(duì)天然抗菌劑抗菌效果的評(píng)價(jià)和檢測(cè)方法不統(tǒng)一，天然抗菌物質(zhì)的產(chǎn)地、品種、活性成分等對(duì)果蔬的抗菌作用有很大差異，其確切作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。此外，細(xì)菌在植物細(xì)胞內(nèi)化的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制還尚不清楚。當(dāng)清洗消毒劑和果蔬產(chǎn)品之間存在溫度差時(shí)，細(xì)菌易通過細(xì)胞間組織、角質(zhì)層的氣孔或受損（傷口、切口）部位進(jìn)入鮮切果蔬組織，引起致病菌內(nèi)化[48]。有研究稱細(xì)菌的附著和內(nèi)化依賴于細(xì)菌和植物因素，細(xì)菌因素包括細(xì)菌濃度、細(xì)菌菌株和生物膜的形成；植物因素包括植物品種、浸染部位、生長(zhǎng)條件[49]。未來應(yīng)建立精確評(píng)估、預(yù)測(cè)和控制微生物的數(shù)學(xué)模型，利用先進(jìn)的顯微成像和分析工具識(shí)別影響微生物存活的關(guān)鍵因素，建立和優(yōu)化工藝條件及處理參數(shù)，從而構(gòu)建目標(biāo)菌株的預(yù)測(cè)失活模型[50]，在適當(dāng)?shù)臈l件下有效地提高果蔬的安全性。為滿足工業(yè)應(yīng)用的要求，需要進(jìn)一步提高這些技術(shù)的抗菌效率，從而降低成本。

3 結(jié)語

綜上所述，復(fù)合型抗菌劑相比于單一抗菌劑在較小用量下具有較優(yōu)的抑菌效果，真實(shí)食品基質(zhì)觀察到的結(jié)果可能比使用緩沖溶液或肉湯稀釋系列更有用，這將充分體現(xiàn)出抗菌劑和熱處理技術(shù)的實(shí)用性。研究證明，天然生物活性抗菌劑和溫和熱處理具有協(xié)同的抗菌作用，可有效滅活致病性大腸桿菌、沙門氏菌等食源性致病菌，優(yōu)化柵欄技術(shù)在加工食品中的應(yīng)用。添加低劑量的抗菌劑，能夠減少對(duì)食品感官特性的影響，增強(qiáng)與熱處理協(xié)同作用的殺菌效果，使得在溫和的條件下實(shí)現(xiàn)滅菌作用。因此，抗菌劑與熱處理形成的協(xié)同效應(yīng)，可明顯縮短致病菌的熱致死時(shí)間，降低食源性致病菌的污染水平與頻率，對(duì)于有效預(yù)防和控制食源性疾病暴發(fā)具有重要意義。