沙門氏菌在食品中的生存策略及其防控的研究進(jìn)展

劉素可，張 彪，路娟娥，阮海華

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134）

沙門氏菌（）屬于革蘭氏陰性兼性厭氧菌，分為邦戈沙門氏菌（）和腸道沙門氏菌（）兩個(gè)種屬，腸道亞種（）、薩拉姆亞種（）、亞利桑那亞種（）、雙亞利桑那亞種（）、豪頓亞種（）和印度亞種（）6個(gè)亞種，2 600多種血清型，是導(dǎo)致食源性疾病的主要致病菌之一。沙門氏菌一直是歐盟第二大常見的人畜共患病致病菌，且大多數(shù)血清型來源于動(dòng)物性食品。沙門氏菌感染能夠引發(fā)胃腸炎型、類傷寒型、敗血癥型、感冒型和霍亂型食物中毒，主要癥狀以急性腸胃炎為主，伴有發(fā)熱、發(fā)冷、惡心、頭痛、全身乏力、腹瀉、嘔吐等癥狀。法國每年發(fā)生的食源性感染病例中，幾乎一半是由沙門氏菌引起的；在美國，沙門氏菌每年導(dǎo)致約120萬病例、23 000 例患者住院治療和450 例患者死亡。2013年至2017年期間，歐洲國家因食用受污染的蛋制品和禽肉而引發(fā)的腸炎沙門氏菌病例不斷增加，給畜牧養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重威脅公共健康和食品安全。基于此，本文對(duì)沙門氏菌在食品工業(yè)中的生存策略及防控措施進(jìn)行綜述，以期為進(jìn)一步定向預(yù)防沙門氏菌的危害、提高食品的安全性提供理論依據(jù)。

1 沙門氏菌的生存策略

1.1 生物膜的形成

沙門氏菌通過產(chǎn)生黏附素和細(xì)胞外基質(zhì)化合物將其包圍在自產(chǎn)的胞外多聚物（extracellular polymeric substances，EPSs）中，在生物表面（人上皮細(xì)胞、膽結(jié)石等）或非生物表面（玻璃、聚苯乙烯、不銹鋼等）形成生物膜。沙門氏菌生物膜的形成與菌株特性（血清型、基因的表達(dá)、胞外聚合結(jié)構(gòu)的表達(dá)等）、接觸面特征（材料、接觸表面粗糙度、表面疏水性等）、環(huán)境因素（溫度、pH值、營(yíng)養(yǎng)成分、離子含量等）以及其他微生物的影響相關(guān)。相較于低質(zhì)量濃度（2 mg/mL）哈密瓜提取物、低溫（10 ℃）的培養(yǎng)條件，腸炎沙門氏菌在高質(zhì)量濃度（50 mg/mL）哈密瓜提取物、22 ℃的條件下所形成的生物膜量顯著增多。一旦生物膜形成，細(xì)菌對(duì)抗菌劑的耐受性就會(huì)增加，生物膜基質(zhì)中微生物細(xì)胞的最低抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）比在相同細(xì)胞數(shù)浮游生長(zhǎng)條件下高10～1 000 倍。與浮游菌相比，生物膜內(nèi)鼠傷寒沙門氏菌內(nèi)涉及生物膜形成的一些細(xì)胞過程的相關(guān)基因水平顯著上調(diào)，例如碳固定、硫代謝、氨基酸代謝和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)等過程，食源性感染和交叉污染可能造成嚴(yán)重的沙門氏菌疾病的暴發(fā)，而好氧菌生物膜形成的概率顯著高于微好氧菌和厭氧菌。在食品加工過程中，生物膜的形成增強(qiáng)了致病性沙門氏菌在環(huán)境脅迫（紫外線、pH值、滲透壓和干燥）、抗菌劑、殺菌劑作用下的生存能力。沙門氏菌生物膜的形成受到轉(zhuǎn)錄因子csgD嚴(yán)格而復(fù)雜的調(diào)控，而營(yíng)養(yǎng)缺陷是激活轉(zhuǎn)錄的途徑之一，腸炎沙門氏菌在不含NaCl的LB培養(yǎng)基中于27 ℃孵育24 h后形成牢固的生物膜，CsgD蛋白的高表達(dá)激活卷曲菌毛和纖維素合成有關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)固-液界面生物膜的形成。當(dāng)沙門氏菌處于NaOCl的亞抑菌濃度（subinhibitory concentrations，SIC）條件中，沙門氏菌轉(zhuǎn)錄因子csgD、卷曲菌毛和纖維素的表達(dá)量顯著增加，卷曲菌毛和纖維素作為沙門氏菌至關(guān)重要的生物膜形成的促進(jìn)因子，促進(jìn)沙門氏菌形成更致密的皺褶型生物膜，提高沙門氏菌對(duì)殺菌劑的耐受性，同時(shí)有利于耐藥性沙門氏菌在其他環(huán)境脅迫下的生存。研究表明生物膜的形成能夠?qū)r(nóng)產(chǎn)品、乳制品、水產(chǎn)品、畜禽和即食食品等工業(yè)產(chǎn)生一些不利影響，尤其是在肉類工業(yè)中，生物膜可能會(huì)形成污染源，進(jìn)而造成嚴(yán)重的衛(wèi)生問題和經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 耐酸性

微生物抵抗酸性環(huán)境的能力提高了其在食品生產(chǎn)鏈中的存活率與到達(dá)消費(fèi)者的可能性，沙門氏菌能夠通過適應(yīng)輕度或中度酸脅迫誘導(dǎo)自身的耐藥機(jī)制，影響因素包括酸化劑、溫度和食品基質(zhì)等。酸化的培養(yǎng)基顯著增強(qiáng)海德堡沙門氏菌的黏附力，進(jìn)而利于生物膜的形成，45%的沙門氏菌在12 ℃下形成生物膜，7.5%的沙門氏菌在25 ℃下形成生物膜。研究表明，在中性和近中性（pH 5.5～6.0）條件下生存過的鼠傷寒沙門氏菌能夠在極低的pH值（3.0～4.0）下生存，這是由于沙門氏菌細(xì)胞膜的脂質(zhì)組成發(fā)生變化，飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸和環(huán)狀脂肪酸之間比例的改變影響了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，質(zhì)子能夠更快速地進(jìn)出沙門氏菌，進(jìn)而增強(qiáng)沙門氏菌存活的能力。在極端酸性pH值環(huán)境（胃）中，存活的沙門氏菌激活沙門氏菌毒力島（pathogenicity island，SPI）-1編碼的III型分泌系統(tǒng)（type III secretion system，T3SS）的表達(dá)和組裝，促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞對(duì)沙門氏菌的吸收。酸性環(huán)境（pH 3）下，沙門氏菌差異性表達(dá)的基因會(huì)通過不同的調(diào)控途徑影響沙門氏菌的能量代謝和生存，如PhoP-PhoQ、Sap和Yej系統(tǒng)可調(diào)控自身的耐酸性和對(duì)抗菌肽（anti-microbial peptides，AMPs）的抗性。研究表明，在應(yīng)對(duì)酸脅迫時(shí)，沙門氏菌利用酸性環(huán)境作為驅(qū)動(dòng)致病機(jī)制的信號(hào)。除了適應(yīng)食品中固有的酸外，食品工業(yè)的干預(yù)措施還可能促進(jìn)沙門氏菌耐酸性增強(qiáng)，而沙門氏菌耐酸性與致病性之間呈正相關(guān)，在亞致死酸水平較低的環(huán)境中，沙門氏菌誘導(dǎo)的表達(dá)，導(dǎo)致沙門氏菌產(chǎn)生耐酸性的同時(shí)也增強(qiáng)了細(xì)菌的毒性，進(jìn)一步提高了疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。此外，酸的種類和濃度影響沙門菌的血清型優(yōu)勢(shì)，腌泡汁中酸的濃度與種類、儲(chǔ)存溫度以及儲(chǔ)存時(shí)間都會(huì)影響病原體和背景菌群的水平。

1.3 耐熱性

食品工業(yè)通常采用巴氏滅菌、蒸煮或高壓滅菌等熱處理滅活食品中的微生物，但使用溫度、處理時(shí)間、食品基質(zhì)、微生物類型、初始污染程度等因素都會(huì)影響滅活效果，而經(jīng)受亞致死熱處理的微生物對(duì)高溫環(huán)境更具抵抗力。熱應(yīng)激使血清皮質(zhì)酮和炎癥因子水平升高，破壞腸道的完整性，從而導(dǎo)致腸道對(duì)內(nèi)毒素的通透性增加，沙門氏菌發(fā)生易位，增加了沙門氏菌在盲腸、肝臟和骨髓中的存活率，最終導(dǎo)致沙門氏菌引發(fā)的相關(guān)疾病患病率更高。沙門氏菌是嗜溫菌，可以在15～45 ℃的溫度下生長(zhǎng)和增殖。在20 ℃溫度下，生物被膜內(nèi)沙門氏菌的脂類和碳水化合物的含量較高，在一定溫度范圍內(nèi)（25～37 ℃），約80%的沙門氏菌血清型形成生物膜的概率增加。研究表明，沙門氏菌可以在高達(dá)70 ℃的溫度下存活，由于對(duì)流和熱傳導(dǎo)的減少，沙門氏菌與肉類的結(jié)合有助于提高自身耐熱性。熱應(yīng)激和未經(jīng)烹煮的食物有可能成為沙門氏菌感染的媒介。沙門氏菌通常以形成生物膜的形式存在于食品中，與浮游菌相比，熱應(yīng)激誘導(dǎo)生物膜內(nèi)鼠傷寒沙門氏菌鞭毛和SPI-1編碼的毒力相關(guān)基因的表達(dá)，增強(qiáng)了沙門氏菌的侵襲能力，并且容易在食品工業(yè)鏈中造成交叉污染。

1.4 食品基質(zhì)

食品基質(zhì)被描述為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在物理和化學(xué)上相互作用的復(fù)雜組合，影響食品化合物的釋放、傳質(zhì)、可及性、消化率和穩(wěn)定性，且不同食品基質(zhì)具有不同的理化特性，從而形成不同的局部微環(huán)境以促進(jìn)病原體存活。人類暴發(fā)的沙門氏菌相關(guān)疾病大多歸因于動(dòng)植物性多類別的食品，動(dòng)物性食品是沙門氏菌向人類傳播的主要途徑，鼠傷寒沙門氏菌是涉及動(dòng)物性食品污染最常見的血清型。牛肉類產(chǎn)品所攜帶的多重耐藥沙門氏菌在歐洲和北美造成疾病的暴發(fā)，在美國，沙門氏菌是魚類和漁業(yè)產(chǎn)品中最常見的病原菌，據(jù)統(tǒng)計(jì)，沙門氏菌相關(guān)的食源性疾病中，與魚類消費(fèi)有關(guān)的暴發(fā)比例高達(dá)12%。沙門氏菌在食品中的存活受食品成分、水分活度和溫度的影響，鼠傷寒沙門氏菌的基因調(diào)控只在污染最初的24 h中受到食物成分的影響。在25 ℃貯存條件下，沙門氏菌在高糖和脂肪的食品中至少可存活182 d，20 ℃下可以存活12個(gè)月以上。研究表明，高蛋白的肉粉比高碳水化合物的糖果制品對(duì)沙門氏菌的抵抗力更強(qiáng)。熱處理（烘烤）也會(huì)影響沙門氏菌在不同食品基質(zhì)中（面粉、水、脂肪、甜味或咸味奶油餡料、巧克力片等）的存活，與高水分活度的食品基質(zhì)相比，低水分活度的環(huán)境能夠顯著提高沙門氏菌的耐熱性。

2 沙門氏菌的危害控制

食品工業(yè)的主要目標(biāo)之一是減少食品和食品加工設(shè)備中的致病菌，沙門氏菌是世界第二大食源性致病菌，大多數(shù)研究將沙門氏菌列為除大腸桿菌O157:H7以外重點(diǎn)關(guān)注的目標(biāo)病原體，因此，對(duì)沙門氏菌的危害控制至關(guān)重要。沙門氏菌污染的控制策略主要有物理法、化學(xué)法和生物法，對(duì)沙門氏菌污染的控制不僅能夠減少大量的食物浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，而且能夠提高食品安全性，有效地保障人類身體健康及促進(jìn)食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.1 物理法控制沙門氏菌

2.1.1 熱處理

熱處理是降低食品中微生物數(shù)量的經(jīng)典有效方法，在食品工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。較高溫度下，沙門氏菌膜完整性喪失，導(dǎo)致沙門氏菌大量失活。高于32 ℃的溫度會(huì)迅速抑制、和的表達(dá)，不利于生物膜的形成；在40 ℃條件下，沙門氏菌碳水化合物、蛋白質(zhì)和核酸的含量顯著降低，導(dǎo)致生物膜形成的概率降低；而4 ℃下沙門氏菌的生物膜形成過程受到顯著抑制。研究表明，在45 ℃下處理6 min時(shí)，黑胡椒粉中鼠傷寒沙門氏菌減少約2.90（lg（CFU/g））。無論pH值為多少，80 ℃處理60 min后的牛肉漿中沙門氏菌數(shù)量均降至檢測(cè)限以下。另外，當(dāng)其他物理處理與中高溫相結(jié)合也可以有效滅活沙門氏菌，例如，紫外處理（250～260 nm）結(jié)合熱處理（45 ℃）可以有效提高黑胡椒粉內(nèi)沙門氏菌熱滅活的效率；預(yù)干燥處理與熱處理結(jié)合能有效降低奶粉中可培養(yǎng)性沙門氏菌的數(shù)量。熱處理對(duì)沙門氏菌的殺菌效果見表1。

表1 溫度對(duì)不同食物基質(zhì)中沙門氏菌細(xì)胞數(shù)的影響Table 1 Effect of temperature on the viable cell count of Salmonella in different food matrices

2.1.2 脈沖電場(chǎng)

脈沖電場(chǎng)（pulsed electric field，PEF）是一種導(dǎo)致微生物細(xì)胞膜形成納米級(jí)膜孔而使微生物失活的非熱方法，微生物細(xì)胞膜發(fā)生不可逆電穿孔，從而導(dǎo)致微生物死亡，進(jìn)而延長(zhǎng)食品貨架期。與熱處理相比，PEF對(duì)食品感官和營(yíng)養(yǎng)特性的影響更小。與巴氏滅菌相比，PEF會(huì)導(dǎo)致沙門氏菌更大程度的失活，可溶性蛋白質(zhì)含量降低，PEF（25 kV/cm）處理1.6 ms，鼠傷寒沙門氏菌膜流動(dòng)性顯著降低。盡管PEF具有滅活微生物的能力，但其滅活效果通常比不上單獨(dú)的熱處理，故PEF通常與其他物理技術(shù)或抗菌劑聯(lián)合起來應(yīng)用，當(dāng)沙門氏菌受到物理技術(shù)造成的亞致死性損害時(shí)，PEF能夠提高天然抗菌劑的抑菌效果。除此之外，與其他抗菌劑相反，納秒脈沖電場(chǎng)（nanosecond pulsed electric fields，nsPEF）對(duì)殺死生物膜中細(xì)菌的效果比殺死浮游菌更有效。通常與PEF聯(lián)用的物理技術(shù)包括高靜水壓（high hydrostatic pressure，HHP）、紫外光、超聲、脈沖光和大氣壓低溫等離子體（atmospheric cold plasma，ACP）；抗菌劑包括天然藥物和傳統(tǒng)藥物，例如，PEF結(jié)合食品添加劑（檸檬酸三乙酯、乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA））處理能顯著抑制腸炎沙門氏菌的生長(zhǎng)。

2.1.3 高靜水壓

HHP是一種無需加熱的新型食品殺菌技術(shù)，主要是在冷藏或室溫（4～25 ℃）下，利用高壓（400～600 MPa）對(duì)食品進(jìn)行處理以延長(zhǎng)其貨架期、保持食品新鮮，并且消耗的能量較少。磷酸鹽緩沖液（phosphate buffered saline，PBS）中的沙門氏菌在高壓下（600 MPa）數(shù)量平均減少5.6（lg（CFU/mL））；380 MPa壓力處理橙汁1 min和10 min后，浮游沙門氏菌數(shù)量分別下降1.01（lg（CFU/mL））和7.22（lg（CFU/mL））。此外，HHP結(jié)合其他物理處理和化學(xué)處理也可以顯著滅活食品中的沙門氏菌。例如，HHP（300 MPa）處理結(jié)合低溫（8 ℃）持續(xù)作用5 min，哈密瓜果泥中沙門氏菌總數(shù)降低1.6（lg（CFU/g））；在HHP（450 MPa）、溫度4 ℃/10 ℃處理?xiàng)l件下，沙門氏菌的生存能力顯著降低，煙熏鮭魚內(nèi)沙門氏菌數(shù)量低于檢測(cè)限；在紫外光-TiO光催化（4.5 mW/cm）與HHP（500 MPa）聯(lián)合處理下，櫻桃和番茄表面的沙門氏菌總數(shù)減少了5（lg（CFU/mL））；HHP結(jié)合精油提取物（香芹酚）處理能抑制新鮮碎雞肉中沙門氏菌的生長(zhǎng)和恢復(fù)。研究表明，低于400 MPa的壓力通常能夠提高食品品質(zhì)。HHP對(duì)沙門氏菌的殺菌效果見表2。

表2 HHP處理對(duì)沙門氏菌細(xì)胞數(shù)抑制的影響Table 2 Effect of high hydrostatic pressure on the viable cell count of Salmonella

2.1.4 等離子體

等離子體是固體、液體、氣體之外的第四態(tài)，帶電粒子、電子、離子能夠破壞細(xì)胞膜的化學(xué)鍵并形成電穿孔，導(dǎo)致細(xì)菌膜完整性和流動(dòng)性喪失，等離子體有毒化合物能進(jìn)一步對(duì)細(xì)菌造成損傷。作為食品加工領(lǐng)域中相對(duì)較新的非熱殺菌技術(shù)，等離子體處理耗時(shí)短、耗能低、處理溫度低，產(chǎn)生的活性物質(zhì)殺菌高效且不易殘留，較大程度地保留了食品品質(zhì)。目前，用于沙門氏菌滅活的等離子體主要有低溫等離子體、ACP、大氣壓空氣低溫等離子體、高壓大氣低溫等離子體（high voltage atmospheric cold plasma，HVACP）。低溫等離子體可以有效地控制新鮮食品和加工食品中的沙門氏菌污染，顯著增強(qiáng)HO、惰性氣體（N、Ar）對(duì)沙門氏菌滅活的能力。例如，低溫等離子體顯著增強(qiáng)了HO對(duì)新鮮農(nóng)產(chǎn)品上沙門氏菌的滅活效果，N結(jié)合低溫等離子體（900 W、667 Pa）處理蘿卜20 min可使鼠傷寒沙門氏菌的數(shù)量減少2.6（lg（CFU/g））。ACP處理30 s時(shí)，肉湯中的浮游沙門氏菌數(shù)降低到檢測(cè)限以下，處理300 s可使生菜上的生物膜內(nèi)沙門氏菌數(shù)減少約5（lg（CFU/g）），ACP結(jié)合HO處理導(dǎo)致生物膜內(nèi)鼠傷寒沙門氏菌幾乎完全失活。在大氣壓空氣低溫等離子體作用下，黑胡椒粉中腸炎沙門氏菌的數(shù)量從7.60（lg（CFU/mL））降低到檢測(cè)水平以下；HVACP（90 kV）結(jié)合檸檬酸（400 mg/L）能有效地降低沙門氏菌細(xì)胞數(shù)。

2.2 化學(xué)法控制沙門氏菌

不同類型的化學(xué)試劑可有效控制沙門氏菌污染，目前大多數(shù)研究集中在可用于食品中作為防腐劑、增香劑和增色劑的化學(xué)物質(zhì)，例如硝酸鹽/亞硝酸鹽、有機(jī)酸、脂肪酸、酚類化合物等。硝酸鹽/亞硝酸鹽對(duì)于肉制品的色澤、風(fēng)味和抗氧化活性具有重要作用，研究表明，24 ℃條件下，亞硝酸鹽單獨(dú)處理或亞硝酸鈉（180 mg/L）與鹽（2.7 g/100 mL）結(jié)合處理對(duì)營(yíng)養(yǎng)液中鼠傷寒沙門氏菌具有抑制作用，且10 ℃條件下對(duì)沙門氏菌具有輕微的抑制作用。在發(fā)酵香腸中添加亞硝酸鹽（150 mg/L）能限制沙門氏菌在發(fā)酵過程中的生長(zhǎng)，并在干燥階段產(chǎn)生了更好的滅活效果。硝酸鹽在肉制品顏色上的作用是不可否認(rèn)的，但其對(duì)沙門氏菌沒有任何抑菌或殺菌作用。

有機(jī)酸及有機(jī)酸鹽主要通過抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)來達(dá)到抑菌目的，性質(zhì)比較穩(wěn)定，不會(huì)嚴(yán)重影響食品的風(fēng)味和色澤，常用于食品工業(yè)的有機(jī)酸有乙酸、檸檬酸、山梨酸、丙酸、苯甲酸等，有機(jī)酸可作為潛在的有效消毒劑，能夠降低新鮮水果和蔬菜表面的微生物數(shù)量。研究表明，脫水后的蘋果切片經(jīng)山梨酸鉀、苯甲酸鈉、抗壞血酸、丙酸、乳酸、檸檬酸、富馬酸和硫酸氫鈉分別處理后，沙門氏菌的存活量分別為4.76、3.90、3.29、3.13、2.89、2.83、2.64（lg（CFU/g））和0.00（lg（CFU/g））；21 ℃條件下，乙酸對(duì)沙門氏菌的抑制作用強(qiáng)于檸檬酸，低溫（4 ℃/10 ℃）下檸檬酸對(duì)鼠傷寒沙門氏菌顯示出最高的抑制活性，乙酸和檸檬酸可用于降低芝麻醬中的鼠傷寒沙門氏菌數(shù)，從而大大降低芝麻醬制成的即食食品中沙門氏菌相關(guān)食源性疾病暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)；含體積分?jǐn)?shù)0.4%乙酸的含氯消毒液（體積分?jǐn)?shù)95%）將生菜中沙門氏菌的陽性檢出率顯著降低。然而，沙門氏菌在乙酸中的存活能力與其形成生物膜的能力呈正相關(guān)，食品或清潔溶液中的乙酸對(duì)具有較高生物膜形成能力的沙門氏菌清除能力較差。酸的濃度、溫度、食品基質(zhì)、其他殺菌劑均會(huì)影響有機(jī)酸對(duì)沙門氏菌的滅活效率，有機(jī)酸（乙酸和丙酸）蒸氣（總質(zhì)量濃度為100 mg/L）在1 h內(nèi)可將黃瓜和西瓜種子上的沙門氏菌數(shù)降至檢測(cè)限以下；較高體積分?jǐn)?shù)的醋酸（2%）、檸檬酸（4%）對(duì)沙門氏菌的滅活效果高于較低體積分?jǐn)?shù)的醋酸（0.5%）、檸檬酸（1%），市售的有機(jī)酸類產(chǎn)品只能消滅生物膜內(nèi)部分沙門氏菌，處理時(shí)間、濃度和有機(jī)酸類型影響降低生物膜中活細(xì)胞數(shù)量的效果，但不能消除全部的沙門氏菌生物膜，同時(shí)也存在提高沙門氏菌耐酸性的風(fēng)險(xiǎn)。

脂肪酸可導(dǎo)致微生物細(xì)胞膜產(chǎn)生瞬時(shí)或永久性小孔，膜蛋白或脂質(zhì)雙分子層上較大的分子被釋放，使細(xì)胞膜的通透性被破壞，從而干擾細(xì)菌能量產(chǎn)生，破壞細(xì)菌氧化磷酸化，抑制細(xì)菌酶活性，產(chǎn)生毒性過氧化物，干擾細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)吸收，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。在一些血清型沙門氏菌中，短鏈脂肪酸能顯著減少沙門氏菌生物膜的形成，使沙門氏菌重要毒力基因（、等）表達(dá)量顯著上調(diào)。研究表明，間苯二酸（8.43 mmol/L）與癸酸（0.10 mmol/L）共同存在時(shí)，43.46 ℃處理3.03 min能有效地降低橙汁內(nèi)鼠傷寒沙門氏菌的含量；辛酸（10 mmol/L）和香蘭素（30 mmol/L）于40 ℃下共處理30 min，奶粉中的沙門氏菌數(shù)量可減少6.6（lg（CFU/mL））。植物精油可導(dǎo)致細(xì)菌膜結(jié)構(gòu)的形態(tài)發(fā)生改變，對(duì)多種細(xì)菌均具有抑菌活性。精油中的酚類化合物主要通過靶向細(xì)胞質(zhì)膜中的疏水性酚羥基，破壞脂質(zhì)蛋白的相互作用，改變細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、功能和通透性，加速細(xì)菌內(nèi)容物的泄漏，導(dǎo)致沙門氏菌失活。精油被認(rèn)為是針對(duì)清除浮游沙門氏菌和生物膜的潛在藥物，在動(dòng)物飼料中添加精油有助于減少肉類沙門氏菌污染的發(fā)生。研究表明，牛至精油（2.5 μL/mL）和迷迭香精油（40 μL/mL）能夠以時(shí)間依賴性和多靶點(diǎn)作用模式有效地清除沙門氏菌在不銹鋼表面形成的生物膜，處理15 min后，物體表面可存活的沙門氏菌細(xì)胞數(shù)低于檢測(cè)限（1（lg（CFU/cm）））。此外，香芹酚和百里酚在低于MIC時(shí)顯示出對(duì)沙門氏菌生物膜形成的抑制作用，而百里酚和肉桂精油對(duì)沙門氏菌具有最高的抗菌活性。沙門氏菌生物膜在肉桂醛和丁香酚聯(lián)合作用下的降解率大于50%，兩種精油的協(xié)同作用可能有助于設(shè)計(jì)食品和制藥行業(yè)中更有效、更安全的新型天然抗生物膜劑，從而在降低單個(gè)成分濃度的同時(shí)將對(duì)食品感官特性的不良影響降至最低。表3總結(jié)了不同化學(xué)處理方法對(duì)沙門氏菌的滅活效果。

表3 不同化學(xué)方法處理對(duì)沙門氏菌的抑制作用Table 3 Effect of chemicals on the viable cell count of Salmonella

2.3 生物法控制沙門氏菌

2.3.1 細(xì)菌素

細(xì)菌素是核糖體合成的分泌型AMP，由20～60個(gè)氨基酸組成，能夠?qū)е录?xì)菌細(xì)胞膜通透性增加，抑制食品腐敗及致病菌的生長(zhǎng)繁殖，細(xì)菌素的應(yīng)用是食源性疾病防治的一種新的策略。乳酸鏈球菌素和pediocin PA-1已被作為商業(yè)化食品添加劑，重組AMP MccJ25的最低抑菌濃度達(dá)到0.03 μmol/L，對(duì)沙門氏菌具有顯著的抗菌活性，并且在體內(nèi)或體外都沒有引起毒性的危險(xiǎn)。細(xì)菌素與細(xì)菌素或其他抗菌劑結(jié)合時(shí)也可以有效滅活沙門氏菌。例如，牛至精油結(jié)合乳酸鏈球菌素顯著抑制肉糜中的腸炎沙門氏菌的生長(zhǎng)，乳酸鏈球菌素結(jié)合芳樟醇和對(duì)香豆酸處理對(duì)肉湯中鼠傷寒沙門氏菌同樣具有抗菌和抗生物膜的效果。乳酸鏈球菌素（9.375 μg/mL）處理結(jié)合EDTA（1.25 mmol/L）能顯著抑制培養(yǎng)基中沙門氏菌生物膜的形成；細(xì)菌素（E20c）與-內(nèi)酰胺類藥物聯(lián)合處理能顯著提高沙門氏菌細(xì)胞膜的通透性，在細(xì)菌素處理?xiàng)l件下，進(jìn)一步用抗生素處理沙門氏菌能夠降低抗生素的MIC。

2.3.2 噬菌體

噬菌體被定義為細(xì)菌的特異性寄生蟲，它可以減少食物變質(zhì)以及植物和水果中的細(xì)菌感染，在預(yù)防和減少食源性致病菌方面可替代抗生素。噬菌體在食品工業(yè)中能夠有效地控制細(xì)菌病原體，在食品工業(yè)中，用特定噬菌體進(jìn)行處理可以防止食品腐爛和細(xì)菌疾病的傳播，并最終促進(jìn)動(dòng)植物食品生產(chǎn)、加工和處理環(huán)境的安全。相較于其他細(xì)菌抑制劑，噬菌體通過其高度特異性靶向目標(biāo)細(xì)菌而不影響正常的微生物菌群，能夠在微生物體內(nèi)繁殖且數(shù)量隨著微生物濃度的降低而減少，可以有效對(duì)抗敏感性細(xì)菌以及耐藥性致病菌。例如，噬菌體Felix01能夠裂解96.5%的血清型沙門氏菌；噬菌體LPST94能夠在60 ℃的條件下保持至少60 min的裂解活性；噬菌體P22與鼠傷寒沙門氏菌共孵育24 h后，沙門氏菌生物膜減少比例高達(dá)80%，且隨著噬菌體效價(jià)的增加而增加；而聚苯乙烯和不銹鋼上的鼠傷寒沙門氏菌數(shù)在噬菌體PVP-SE2的作用下均能有效降低2～5（lg（CFU/cm））。此外，多種噬菌體的混合物（LPSTLL、LPST94和LPST153）可以減少食物中的鼠傷寒沙門氏菌和腸炎沙門氏菌，并減少食物接觸面上的生物膜。噬菌體P22（107 PFU/mL）、EDTA（20 mmol/L）和乳酸鏈球菌素（150 μg/mL）協(xié)同作用能夠減少70%的生物膜。隨著對(duì)噬菌體研究的深入，噬菌體可以作為“食品添加劑”預(yù)先添加到乳制品基質(zhì)中，而不是用作對(duì)交叉和二次污染非常敏感的乳制品的后處理。在食品工業(yè)的二級(jí)生產(chǎn)中，噬菌體單獨(dú)或與其他生物防治劑聯(lián)用已作為食品添加劑和消毒劑用于乳制品生產(chǎn)鏈中，目前，市售的噬菌體產(chǎn)品（SalmoFresh、Armament、Salmonelex等）已被用于滅活和控制食品中的沙門氏菌。表4總結(jié)了不同噬菌體對(duì)沙門氏菌的滅活效果。

表4 噬菌體對(duì)沙門氏菌的抑制作用Table 4 Effect of bacteriophage on the viable cell count of Salmonella

2.3.3 溶菌酶

溶菌酶是一種重要的抑菌蛋白，在自然界中分布廣泛，主要通過水解細(xì)菌細(xì)胞壁中的-乙酰胞壁酸和-乙酰氨基葡糖之間的-1,4-糖苷鍵來破壞細(xì)胞壁肽聚糖層而使細(xì)菌細(xì)胞失活。溶酶體對(duì)多種革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌具有抗菌活性，人們?cè)絹碓疥P(guān)注通過物理或化學(xué)相互作用來修飾溶菌酶，以提高其對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌的敏感性，溶菌酶食品工業(yè)中常用作防腐劑。研究表明，在超聲波強(qiáng)度968 W/cm和35 ℃條件下，溶菌酶處理20 min能使全蛋液中鼠傷寒沙門氏菌數(shù)減少4.26（lg（CFU/mL）），提高了溶菌酶對(duì)沙門氏菌的抗菌活性。在64 ℃條件下，溶菌酶處理全蛋液5 min能使鼠傷寒沙門氏菌數(shù)減少4.75（lg（CFU/mL）），超聲波、熱處理與溶菌酶的協(xié)同作用對(duì)鼠傷寒沙門氏菌具有明顯的滅活作用。

3 結(jié) 語

沙門氏菌是最常見的食源性致病菌之一，其感染宿主細(xì)胞后所產(chǎn)生的傷寒毒素通過靶向免疫系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)來維持傷寒沙門氏菌的長(zhǎng)期存活和傳播，進(jìn)而引發(fā)許多人類傷寒急性期癥狀。本文綜合闡述了沙門氏菌在食品工業(yè)中的生存策略及控制沙門氏菌污染的方法等內(nèi)容。沙門氏菌通過利用生物膜和耐酸、耐熱性在不同的食品基質(zhì)中繁殖，為了從根本上解決沙門氏菌引起的食源性疾病，降低食源性疾病發(fā)生的概率，充分了解食源性致病菌的生存策略是必要的。雖然物理、化學(xué)及生物防控在滅活沙門氏菌方面取得了較大的成功，但越來越多耐酸型、耐熱型及耐藥型沙門氏菌菌株的出現(xiàn)，使得滅活食品中的沙門氏菌仍是食品工業(yè)所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。許多化學(xué)防腐劑具有潛在的副作用，如化學(xué)消毒劑會(huì)影響食品的味道、香氣和質(zhì)地，熱處理會(huì)破壞維生素，降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值從而影響食品質(zhì)量；因此，闡明不同物理、化學(xué)以及生物防控的作用機(jī)理對(duì)于有效利用這些處理方法來抑制沙門氏菌的生長(zhǎng)至關(guān)重要。

隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和生活條件的不斷改善，食源性疾病對(duì)全球的影響持續(xù)存在著，人們?cè)絹碓街匾暿称钒踩?，控制沙門氏菌在食品中的污染仍是今后發(fā)展的重要方向。因此，明確沙門氏菌的生存機(jī)制，尋找顯著控制沙門氏菌污染的新型高效、低副作用的殺菌劑/防腐劑能夠有效地解決食品工業(yè)中沙門氏菌污染的問題，在不影響殺菌效果的前提下較大程度地保留食品的品質(zhì)與特性，從而為保障食品安全、減少沙門氏菌相關(guān)疾病暴發(fā)的概率、有效控制沙門氏菌污染和產(chǎn)品貯存提供理論依據(jù)。