孔曉雪,韓衍青,付 勇,姬賽賽,王嫻靜,禹金龍,江 蕓,*
大腸桿菌O157:H7是最常見的食源性致病菌之一,在世界范圍內(nèi)普遍存在,廣泛分布于水、土壤和食物中,肉類、蔬菜、水果等均可成為傳染源[1-3],目前已被WHO列為食品中四大食源性致病菌之一。我國食源性疾病監(jiān)測網(wǎng)近年的資料顯示,我國在生肉、熟肉、蔬菜中均受到大腸桿菌O157:H7不同程度的污染,尤其是在生牛肉中感染幾率尤其高[4-5],大腸桿菌O157:H7感染存有爆發(fā)的可能性,應(yīng)引起高度重視[6-7]。
大腸桿菌O157:H7屬于革蘭氏陰性短桿菌,兼性厭氧,菌體兩端鈍圓,無芽孢,有周鞭毛,大多數(shù)菌株有莢膜;培養(yǎng)18~24 h后,菌落呈圓形凸起,邊緣齊整,直徑為1~15 mm,是腸出血性大腸桿菌的主要病原血清型,同時也是一種重要的人畜共患病原菌[8]。
流式細(xì)胞術(shù)(flow cytometry,F(xiàn)CM)可以對被熒光染色的單個細(xì)胞或生物顆粒進(jìn)行多參數(shù)、快速定量分析,可以通過檢測熒光信號監(jiān)測細(xì)胞膜完整性、細(xì)胞生理代謝活動、細(xì)胞凋亡周期、膜電位等細(xì)胞特性并分選出特定狀態(tài)的細(xì)胞群體[9]。熒光染料碘化丙啶(propidium iodide,PI)是一種可對DNA染色的細(xì)胞核染色試劑,是一種溴化乙啶的類似物,在嵌入雙鏈DNA后釋放紅色熒光,不能通過完整的細(xì)胞膜,但能穿過破損的細(xì)胞膜而對核染色。PI-DNA復(fù)合物的激發(fā)和發(fā)射波長分別為535 nm和615 nm。SYBR Green Ⅰ是一種可以透過完整細(xì)胞膜結(jié)合于所有DNA雙螺旋小溝區(qū)域的綠色熒光染料。在游離狀態(tài)下,SYBR Green Ⅰ發(fā)出微弱的熒光,與雙鏈DNA結(jié)合后,熒光大大增強(qiáng),SYBR Green Ⅰ的激發(fā)波長和發(fā)射波長分別為497 nm和520 nm[10-12]。
超高壓(high hydrostatic pressure,HHP)處理可有效抑制食品中的腐敗菌和致病菌,是目前食品工業(yè)運(yùn)用最廣泛的非熱加工技術(shù)之一,其殺菌機(jī)制主要與細(xì)菌細(xì)胞膜破壞、核酸結(jié)構(gòu)變化、胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性、關(guān)鍵酶活性降低等有關(guān)[13-15]。超高壓處理后的微生物細(xì)胞存在3 種不同生理狀態(tài):即正常細(xì)胞、處于損傷狀態(tài)的細(xì)胞(亞致死細(xì)胞)和死亡細(xì)胞[16-17]。1951年Hartsell最先將亞致死菌定義為一種在營養(yǎng)豐富的非選擇性培養(yǎng)基上能生長出正常菌落,而在選擇性培養(yǎng)基上無法生長出可見菌落的微生物的存在狀態(tài),非選擇性培養(yǎng)基和選擇性培養(yǎng)基之間菌落數(shù)的差值,即為亞致死狀態(tài)菌的數(shù)目[18]。在超高壓處理過程中部分大腸桿菌O157:H7會處于亞致死狀態(tài),流式細(xì)胞儀可以將不同生理狀態(tài)的細(xì)菌有效檢出,避免傳統(tǒng)培養(yǎng)方法在檢測亞致死菌過程中容易出現(xiàn)假陰性、造成漏檢、錯檢的情況,本研究采用PI和SYBR Green Ⅰ雙染色法結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)對超高壓處理后大腸桿菌O157:H7菌體細(xì)胞不同的存活狀態(tài)及細(xì)胞膜完整性進(jìn)行分析研究,以此評估通過單純超高壓殺菌處理是否可以有效避免大腸桿菌O157:H7帶來的食品安全隱患,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步證實超高壓處理后菌體細(xì)胞死亡機(jī)制。
大腸桿菌O157:H7由中國工業(yè)微生物菌種保藏中心提供(編號CICC 21530)。
胰蛋白胨大豆肉湯(trypticase soy broth,TSB)、胰酪胨大豆酵母浸膏瓊脂(tryptic soy agar with yeast extract,TSA-YE)、山梨醇麥康凱瓊脂(CT-sorbitol MacConkey agar base,CT-SMAC) 北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司;磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉 南京化學(xué)試劑有限公司;PI、SYBR GreenⅠ 美國Sigma公司;聚乙烯耐高壓包裝袋(240 mm×190 mm) 南京圣比澳生物科技有限公司。
UHPF/2L/600 MPa食品超高壓處理設(shè)備 包頭高新技術(shù)食品機(jī)械公司;絕對計數(shù)熒光微球 上海甄準(zhǔn)生物科技有限公司;FACSCalibur型全自動流式細(xì)胞儀 美國BD公司;FR-300手壓式塑料薄膜袋封口機(jī) 特力包裝機(jī)械有限公司;2-16KL 高速冷凍離心機(jī) 美國Sigma公司;WGZ-2XJ細(xì)菌濁度計 上海昕瑞儀器儀表有限公司;DHP-9052型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司;ZQTY-70臺式振蕩培養(yǎng)箱 上海知楚儀器有限公司;JSM-5610LV型掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM) 日本電子株式會社;H-7650透射電子顯微鏡(transmission electron microscope,TEM)日本日立公司。
1.3.1 菌懸液制備
取10 mL新鮮已滅菌的胰蛋白胨大豆肉湯,將大腸桿菌O157:H7單菌落接種于其上,37 ℃、150 r/min振蕩培養(yǎng)24 h,再取活化好的菌懸液1 mL接種于50 mL已滅菌的新鮮的胰蛋白胨大豆肉湯中,37℃、150 r/min振蕩培養(yǎng)菌種18 h至穩(wěn)定期,4 ℃、8 000×g離心5 min,棄上清液,用已滅菌的pH 7.0磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)洗滌菌體3 次,并將菌體重懸,用細(xì)菌濁度計調(diào)整菌懸液濃度至106CFU/mL,裝入無菌聚乙烯耐高壓包裝袋中,4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 超高壓處理
菌懸液樣品于25 ℃條件下超高壓(200、400、500 MPa)處理5 min(加壓處理時間不包括升、卸壓所用時間),處理介質(zhì)為水。超高壓處理后的樣品立即于冰上保存。
1.3.3 流式細(xì)胞儀對健康菌和熱致死菌存活狀態(tài)的檢測
梯度混合健康菌和熱致死菌(1 0 0 ℃、30 min),混合后的活菌率為0%、25%、50%、75%、100%。向各組混合菌懸液中分別加入50 μL PI和1 μL SYBR GreenⅠ[19-20],搖勻,37 ℃放置30 min。染色過程在避光條件下進(jìn)行,染色結(jié)束后,4 ℃、8 000×g離心5 min,用PBS洗滌2 次,去除多余的染色劑,重新懸浮,加入絕對計數(shù)熒光微球用流式細(xì)胞儀檢測計數(shù)。細(xì)胞采集數(shù)為104,流速為600 個/秒,F(xiàn)L1通道收集SYBR GreenⅠ熒光,F(xiàn)L3通道收集PI熒光,作計數(shù)結(jié)果與梯度配比熱處理細(xì)胞的相關(guān)性分析,以驗證實驗方法的精確度。
1.3.4 超高壓處理后大腸桿菌O157:H7存活狀態(tài)的檢測
經(jīng)200、400、500 MPa超高壓處理的菌懸液中分別加入50 μL PI和1 μL SYBR GreenⅠ,搖勻,37 ℃放置30 min。染色過程在避光條件下進(jìn)行,染色結(jié)束后,4 ℃、8 000×g離心5 min,用PBS洗滌2 次,去除多余的染色劑,重新懸浮,加入絕對計數(shù)熒光微球[21-23]用流式細(xì)胞儀檢測計數(shù)。細(xì)胞采集數(shù)為104,流速為600 個/秒,F(xiàn)L1通道收集SYBR GreenⅠ熒光,F(xiàn)L3通道收集PI熒光,采用Cell-Quest軟件采集數(shù)據(jù)。
1.3.5 超高壓處理后大腸桿菌O157:H7菌落總數(shù)測定
無菌操作條件下各超高壓處理組樣品各1 mL用已滅菌的pH 7.0 PBS進(jìn)行梯度稀釋,選擇合適的稀釋度分別用TSA-YE和CT-SMAC[24-25]進(jìn)行平板涂布計數(shù)。平板計數(shù)操作按照GB 4789.2—2003《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》進(jìn)行。陽性對照組為未經(jīng)超高壓處理的菌懸液樣品,陰性對照組為100 ℃沸水浴30 min,熱滅活的菌懸液樣品。
1.3.6 超高壓處理后大腸桿菌O157:H7微觀形態(tài)變化
1.3.6.1 SEM觀察
收集未經(jīng)超高壓處理以及分別經(jīng)200、400、500 MPa超高壓處理后大腸桿菌O157:H7菌懸液80 mL,4 ℃、8 000×g離心5 min,收集菌體,加入預(yù)冷的2.5%戊二酸溶液4 ℃固定4 h,用無菌PBS(pH 7.4)漂洗3 次,經(jīng)50%、70%、80%、90%的乙醇順序梯度脫水各15 min,再用100%乙醇脫水3 次,每次20 min。脫水后樣品用乙酸異戊酯置換3 次,每次20 min,置換后的樣品進(jìn)行冷凍干燥,離子濺射儀鍍金(厚度約10 nm),樣品處理好后于JSM-5610LV型SEM觀察菌體結(jié)構(gòu)變化[18,26]。
1.3.6.2 TEM觀察
收集未經(jīng)超高壓處理以及分別經(jīng)200、400、500 MPa超高壓處理后大腸桿菌O157:H7菌懸液80 mL,4 ℃、8 000×g離心5 min,收集菌體,加入預(yù)冷的2.5%戊二酸溶液4 ℃固定4 h,2%瓊脂預(yù)包埋,用無菌PBS(pH 7.4)漂洗2 次,2%鋨酸固定1 h,用無菌PBS(pH 7.4)漂洗3 次,經(jīng)30%、50%、70%、90%、無水乙醇梯度脫水各1次,每次15 min,再用無水丙酮脫水2次,環(huán)氧樹脂Epon812包埋,梯度烘干,采用超薄切片機(jī)切成厚度為70 nm的樣品,用醋酸鈾和檸檬酸鉛雙染于H-7650 TEM下觀察菌體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化[18,26]。
數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0進(jìn)行進(jìn)行單因素方差分析及Duncan’s多重比較檢驗(P<0.05),對流式細(xì)胞儀數(shù)據(jù)用Flowjo 7.6.1進(jìn)行分析處理。
SYBR GreenⅠ可以透過完整細(xì)胞膜能進(jìn)入活菌的胞內(nèi)與核酸物質(zhì)結(jié)合,PI不能透過完整細(xì)胞膜只能透過破損的細(xì)胞膜進(jìn)入死菌胞內(nèi)與核酸物質(zhì)結(jié)合。但PI與核酸物質(zhì)的親和性優(yōu)于SYBR GreenⅠ,一旦進(jìn)入胞內(nèi)可以取代SYBR GreenⅠ的結(jié)合位點(diǎn);SYBR GreenⅠ的發(fā)射波長與PI的激發(fā)波長相近,當(dāng)兩種熒光物質(zhì)同時存在時,在熒光共振能量轉(zhuǎn)移作用下會使綠色熒光減弱,紅色熒光增強(qiáng)[10,27],在這兩種作用下使得死菌只顯示紅色熒光,而活菌顯示綠色熒光。通過流式細(xì)胞儀分選不同熒光信號的細(xì)胞并對其計數(shù),計算活菌/死菌比例與梯度配比做相關(guān)性驗證。
實驗結(jié)果表明SYBR GreenⅠ與PI雙染色法能夠?qū)⒒罹?死菌梯度配比溶液中的活菌和死菌有效區(qū)分開。在梯度配比溶液中加入絕對計數(shù)微球后能精確對顯示不同熒光顏色的細(xì)胞計數(shù),按計數(shù)結(jié)果計算顯示綠色熒光的細(xì)胞(FL1通道收集的細(xì)胞)占總細(xì)胞(FL1通道與FL3通道收集的細(xì)胞之和)的比例(y),其結(jié)果與梯度配比中健康菌所占比例(x)幾乎一致,(y=0.994 7x,R2=0.997 9),表明流式細(xì)胞儀雙染色法能夠準(zhǔn)確鑒別大腸桿菌O157:H7的死活狀態(tài)并對死、活菌分別精確計數(shù)。
圖1 超高壓處理后大腸桿菌O157:H7雙染后流式細(xì)胞二維點(diǎn)圖Fig. 1 Flow cytrometric ぼuorescence dot plots for E. coli O157:H7 subjected ti different pressure treatments
經(jīng)超高壓處理后大腸桿菌O157:H7流式細(xì)胞儀雙染色結(jié)果如圖1所示。門Q1內(nèi)的菌顯示綠色熒光是只能被SYBR GreenⅠ染色的存活菌具有完整的細(xì)胞膜。門Q2內(nèi)的菌同時顯示綠色熒光和紅色熒光(圖中未能顯示,后同)為損傷菌,損傷菌能同時顯示綠色熒光和紅色熒光是因為這部分菌細(xì)胞膜出現(xiàn)損傷使一部分PI進(jìn)入胞內(nèi),但由于細(xì)胞膜只是部分損傷進(jìn)入胞內(nèi)的PI量較少,不足以完全取代SYBR GreenⅠ與核酸物質(zhì)結(jié)合,所以使這部分細(xì)胞同時顯示綠色熒光與紅色熒光[10]。門Q3內(nèi)的菌是被PI染色顯示紅色熒光的死亡菌。門Q4內(nèi)的菌是少量沒有被染色劑染色的菌,沒有熒光信號或信號很弱。
經(jīng)200 MPa處理后60.3%的菌在門Q1內(nèi),18.7%的菌在門Q2內(nèi),19.3%的菌在門Q3內(nèi),1.2%的菌在門Q4內(nèi),結(jié)果表明經(jīng)200 MPa處理60.3%的菌具有完整細(xì)胞膜不能被PI染色,18.7%的菌細(xì)胞膜出現(xiàn)破損同時被PI與SYBR GreenⅠ染色,19.3%的菌細(xì)胞膜的選擇透過性完全喪失,使大量PI透過細(xì)胞膜進(jìn)入胞內(nèi)而使細(xì)胞顯示紅色熒光,這部分菌通常被認(rèn)為是死亡菌[10,27-28]。
經(jīng)400 MPa處理后28.6%的菌在門Q1內(nèi),35.6%的菌在門Q2內(nèi),35.4%的菌在門Q3內(nèi),0.2%的菌在門Q4內(nèi),結(jié)果表明經(jīng)400 MPa處理28.6%的菌具有完整細(xì)胞膜不能被PI染色,35.6%的菌細(xì)胞膜出現(xiàn)破損同時被PI與SYBR GreenⅠ染色,35.4%的菌是死亡菌。
經(jīng)500 MPa處理后0.89%的菌在門Q1內(nèi),30.2%的菌在門Q2內(nèi),68.1%的菌在門Q3內(nèi),0.52%的菌在門Q4內(nèi),結(jié)果表明經(jīng)500 MPa處理0.89%的菌具有完整細(xì)胞膜不能被PI染色,30.2%的菌細(xì)胞膜出現(xiàn)破損同時被PI與SYBR GreenⅠ染色,68.1%的菌是死亡菌。
經(jīng)不同壓力處理后的大腸桿菌O157:H7采用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法進(jìn)行菌落計數(shù)。將各組菌液進(jìn)行梯度稀釋,選擇3 個合適的稀釋度,分別吸取100 μL經(jīng)選擇性培養(yǎng)基(CT-SMAC)和非選擇性培養(yǎng)基(TSA-YE)進(jìn)行平板涂布培養(yǎng),結(jié)果如表1所示。
表1 不同壓力處理后TSA-YE和CT-SMAC對大腸桿菌O157:H7平板涂布計數(shù)結(jié)果Table 1 Counts of E. coli O157:H7 undergoing different pressure treatments determined using TSA-YE and CT-SMAC
健康菌和損傷菌均能在非選擇性平板TSA-YE上培養(yǎng),而選擇性平板CT-SMAC上只有健康菌可以生長,因此非選擇性平板上菌落數(shù)與選擇性平板上菌落數(shù)的差值可以反映損傷菌的菌體數(shù)量。不同壓力處理,2 種平板計數(shù)結(jié)果的差值不同,表明不同壓力水平處理產(chǎn)生的損傷狀態(tài)的菌體數(shù)量不同。超高壓處理后大腸桿菌O157:H7傳統(tǒng)計數(shù)結(jié)果可以驗證流式細(xì)胞儀雙染色法對超高壓處理后大腸桿菌O157:H7存活狀態(tài)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
超高壓處理后大腸桿菌O157:H7傳統(tǒng)計數(shù)結(jié)果如表1所示。陽性對照組兩種培養(yǎng)基平板涂布計數(shù)結(jié)果無顯著差異,陰性對照組兩種培養(yǎng)基上都沒有檢出菌落。200 MPa下TSA-YE平板計數(shù)結(jié)果為5.2 lg(CFU/mL),CTSMAC平板計數(shù)結(jié)果為4.1 lg(CFU/mL),兩者差值表示亞損傷狀態(tài)菌的數(shù)量級,其差值為1.1 lg(CFU/mL);400 MPa下TSA-YE平板計數(shù)結(jié)果為3.9 lg(CFU/mL),CT-SMAC平板計數(shù)結(jié)果為1.7 lg(CFU/mL),2 種平板計數(shù)結(jié)果的差值為2.2 lg(CFU/mL);500 MPa下TSA-YE平板計數(shù)結(jié)果為1.8 lg(CFU/mL),CT-SMAC平板沒有檢出菌落,2 種平板計數(shù)結(jié)果的差值為1.8 lg(CFU/mL)。平板涂布計數(shù)結(jié)果與流式細(xì)胞儀雙染色法檢測結(jié)果相比,經(jīng)超高壓處理后大腸桿菌O157:H7存活菌、亞損傷菌與死亡菌數(shù)量級分布是一致的。
圖2 超高壓處理后大腸桿菌O157:H7 SEM圖Fig. 2 Scanning electron microscopic images of E. coli O157:H7 treated with high hydrostatic pressure processing
由圖2可知,未經(jīng)超高壓處理組細(xì)胞具有典型的桿狀外形,細(xì)胞體表面規(guī)整,邊緣光滑,細(xì)胞壁、細(xì)胞膜完整,細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)正常。經(jīng)200 MPa處理后少量菌體出現(xiàn)表面凹陷,大部分菌體形態(tài)結(jié)構(gòu)正常,菌體飽滿表面光滑。400 MPa處理后部分菌體出現(xiàn)表面凹陷,菌體表面出現(xiàn)褶皺,邊緣粗糙。500 MPa處理后大部分菌體外觀有顯著變化,菌體表面出現(xiàn)褶皺,邊緣粗糙,有內(nèi)容物外泄。
圖3 超高壓處理后大腸桿菌O157:H7 TEM圖Fig. 3 Transmission electron microscopic images of E. coli O157:H7 treated with high hydrostatic pressure processing
由圖3可知,未處理組大腸桿菌O157:H7菌體細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整、清晰。細(xì)胞壁邊緣整齊光滑,細(xì)胞壁與細(xì)胞質(zhì)膜之間無明顯間隙,細(xì)胞質(zhì)分布均勻,菌體呈較規(guī)則的桿狀,無明顯褶皺。200 MPa處理后的大腸桿菌O157:H7部分菌體開始出現(xiàn)細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜局部分離,細(xì)胞中心出現(xiàn)大面積光透明區(qū),電子密度較低的陰影區(qū)從中心向細(xì)胞質(zhì)膜靠近,但大部分菌體依然呈較規(guī)則的桿狀,細(xì)胞質(zhì)均勻分布。經(jīng)400 MPa處理的大腸桿菌O157:H7,大部分菌體細(xì)胞嚴(yán)重變形,細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜分離,層次不清,部分菌體細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化,光透明區(qū)出現(xiàn)絲狀物。經(jīng)500 MPa處理的大腸桿菌O157:H7,菌體細(xì)胞嚴(yán)重變形,菌體細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜嚴(yán)重分離,且層次不清,電子密度較低的陰影區(qū)從中心向細(xì)胞質(zhì)膜靠近,并凝集成塊,個別菌體細(xì)胞壁模糊不清,細(xì)胞膜破裂。菌體內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生更明顯變化,光透明區(qū)出現(xiàn)大量輻射絲狀物,核糖體變的清晰可見。
本實驗采用SEM、TEM觀察和分析超高壓處理對大腸桿菌O157:H7形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果表明,超高壓可導(dǎo)致大腸桿菌O157:H7外部形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的顯著變化,對菌體細(xì)胞壁和細(xì)胞膜有顯著的破壞作用,且這種破壞作用隨壓力升高而增大,當(dāng)壓力達(dá)到500 MPa時,細(xì)菌細(xì)胞壁、細(xì)胞膜幾乎被完全破壞,細(xì)胞嚴(yán)重變形。
對超高壓等外力作用后微生物菌體細(xì)胞的生理狀態(tài)研究能夠使我們更好地理解微生物世界。運(yùn)用流式細(xì)胞術(shù)研究微生物細(xì)胞的死亡、存活和損傷狀態(tài)近年來得到學(xué)者的廣泛認(rèn)可和關(guān)注,關(guān)于損傷菌的研究近幾年也日趨增多。本研究選擇SYBR-GreenⅠ、PI兩種生物學(xué)染料對超高壓處理后的食源性致病菌大腸桿菌O157:H7進(jìn)行染色、流式細(xì)胞儀分析,并結(jié)合傳統(tǒng)培養(yǎng)方法和電子顯微鏡技術(shù),有效揭示出超高壓對菌體細(xì)胞的破壞作用及其不同的生理生化特性。首先,通過健康菌/死菌梯度配比實驗驗證了SYBR GreenⅠ、PI雙染色流式細(xì)胞術(shù)對大腸桿菌O157:H7死活菌檢測計數(shù)的精確度,實驗結(jié)果表明雙染色流式細(xì)胞術(shù)能夠準(zhǔn)確區(qū)分梯度配比混合菌液中的活菌和死菌,并對活菌和死菌能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確計數(shù)。其次,采用SYBR GreenⅠ、PI雙染色流式細(xì)胞術(shù)對經(jīng)200、400、500 MPa超高壓處理的菌懸液進(jìn)行流式細(xì)胞學(xué)檢測,分析不同壓力處理后菌體細(xì)胞的存活狀態(tài)。結(jié)果表明超高壓對大腸桿菌O157:H7有明顯的致死效果,并能使大腸桿菌O157:H7細(xì)胞膜出現(xiàn)明顯損傷,這一研究結(jié)果與Ananta等[29]關(guān)于Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103壓力致死機(jī)制的研究結(jié)果是一致的。在實驗壓力范圍內(nèi),隨壓力升高,大腸桿菌O157:H7細(xì)胞膜損傷程度增加,細(xì)菌細(xì)胞死亡率增加,在400 MPa下處于亞損傷狀態(tài)的細(xì)菌細(xì)胞最多,占細(xì)菌細(xì)胞總數(shù)的35.6%,在500 MPa壓力處理下也依然有30.2%的細(xì)菌細(xì)胞處于亞損傷狀態(tài)。同時對經(jīng)200、400、500 MPa超高壓處理的菌懸液進(jìn)行選擇性培養(yǎng)基(CT-SMAC)和非選擇性培養(yǎng)基(TSA-YE)平板涂布培養(yǎng),結(jié)果與SYBR GreenⅠ、PI雙染色流式細(xì)胞術(shù)檢測結(jié)果一致,即使在500 MPa壓力處理下依然有一部分菌處于亞損傷狀態(tài),這部分菌不能在CT-SMAC平板上生長,但可以在TSA-YE平板上生長。這一結(jié)果與Mariana[30]、Maresca[31]等的研究所揭示的結(jié)果相同。最后,通過SEM和TEM對經(jīng)200、400、500 MPa超高壓處理的菌懸液進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察,結(jié)果表明超高壓使大腸桿菌O157:H7細(xì)菌細(xì)胞變形,細(xì)菌細(xì)胞壁、細(xì)胞膜破裂,內(nèi)部形態(tài)改變,這與前文流式細(xì)胞術(shù)的分析結(jié)果和陸海霞等[13]的研究在一定程度上所揭示的情況是一致的。
綜上所述,400 MPa以上的超高壓對大腸桿菌O157:H7有較好的致死作用,當(dāng)處理壓力達(dá)到500 MPa時幾乎多有菌體都受到損傷或死亡,超高壓對細(xì)菌細(xì)胞膜的破壞作用很可能是其主要致死機(jī)制之一。即使在500 MPa壓力處理下依然有30.2%的菌處于亞致死狀態(tài),這部分菌是否會在食品貨架期內(nèi)帶來安全隱患尚需進(jìn)一步評估。
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